Fotogrametría con dron aplicada a la geología, el caso de Puigcercós

Los drones aportan una visión distinta y elevada, por lo tanto global respecto a captura de datos des del suelo. También aportan una mayor resolución en tiempo y en espacio respecto a otros sistemas aéreos como los aviones o satélites.

Con las fotos obtenidas con drones se puede usar la técnica de la fotogrametría para realizar levantamientos topográficos, modelos 3D, ortomosaicos 2D y distintas capas para trabajar con Sistemas de Información geográfica. 

A continuación se muestra como realizar fotogrametria aplicada a la geología, en concreto el caso real de riesgos geológicos en Puigcercós. Un evento que ocurrió en el Pirineo de Catalunya.

Puigcercós es un antiguo emplazamiento de población situado en lo alto de la colina en la Conca de Tremp. 

En 1863, cuando un primer movimiento puso en peligro el antiguo pueblo y se construyó uno nuevo debajo de la colina. Una segundo movimiento de masa mucho mayor, el 13 de enero de 1881, hizo caer montaña abajo la mayor parte del pueblo que ya estaba deshabitado.

Actualmente se pueden ver los restos de la iglesia y castillo encima de una cicatriz de unos 50 metros de altura y 200 de longitud que sigue activa, hay desprendimientos que poco a poco se van llevando las últimas construcciones.

El Puigcercós actual se construyó a partir de 1863 después del primer movimiento.

Objetivos de los trabajos

Esta cicatriz esta monitoreada mediante cámaras fijas y de vez en cuando se analiza con Lidar terrestre. Pero el conjunto del movimiento de masa ocupa una superficie de decenas de hectáreas y una longitud de varios centenares de metros des de la zona de salida hasta la zona de llegada de los materiales, e incluye una zona con sedimentos lacustres que se depositaron al quedar obstruido el pequeño rio del fondo de valle.

• Por lo tanto el primer objetivo de la fotogrametría es crear un modelo digital 3D completo de toda la zona.
• El segundo objetivo es que en este objetivo se puedan ver estructuras no visibles con otros sistemas de captura de datos, ya sean terrestres o aéreos, complementando la información existente.
• Y el tercer objetivo es solapar todo el modelo fotogramétrico completo con los datos existentes de fotogrametría con las cámaras y Lidar terrestres.

Para realizar los vuelos fotogramétricos con dron se planificó sobre una superficie que abarcara todo el movimiento de masa y unos metros alrededor para poder captar estructuras no visibles con otros métodos, ya sea a pie en lugares donde no sean visibles o con satélite estructuras menores al tamaño de píxel de las ortofotos existentes, incluso detectar posibles estructuras no existentes durante la realización de la ortofoto con avión o satélite.

Para poder ajustar los datos de este modelo general a los datos ya existentes y obtener una precisión absoluta adecuada se colocaron puntos de control topográficos adicionales a los ya existentes. Para ellos se usaron dianas visibles.

Se planifico un vuelo a altura constante sobre el terreno para obtener una resolución de píxel de unos 3 cm/px, equivalente a 2×2 pixeles cada cuadrado de la diana, asegurando su visibilidad.

Por otro lado las estructuras a detectar como grietas, se consideran de unos 10 cm aprox, por lo tanto, estas grietas deben ser visibles con un grosor de al menos tres píxeles.

Otro aspecto importante a tener en cuenta es que las partes del talud vertical, no serian visibles solo con fotos de forma cenital, se realizaron fotos horizontales para poder ver y digitalizar bien estas zonas totalmente verticales, también se realizó a una distancia constante sobre el talud.

La superficie cubierta es de unas 50 hectáreas.

Los productos resultantes de la reconstrucción digital:

• Modelos 3D en formato OBJ, PLY, DXF y similares

• Ortomosaicos en formato GeoTIFF, KMZ y JPG

• Modelos digitales de elevaciones en formato GeoTIFF, ASCII o similar

• Modelos digitales del terreno con extracción manual de vegetación en formato GeoTIFF, ASCII, o similar

• Curvas de nivel en formato DXF, SHP o similar

• Levantamientos topográficos

• Otros acabados a convenir

• Memoria descriptiva de los trabajos de reconstrucción digital en PDF

Se pueden usar en Sistemas de Información Geográfica (SIG) tipo ArcGIS o QGIS; en programas de obtención de datos 3D tipo CAD, CloudCompare , RockFall y aquellos programas específicos para riesgos geológicos y análisis de estructuras. 

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Con el apoyo del proyecto PROMONTEC (CGL2017-84720-R AEI / FEDER, UE) financiado por MINEICO del Gobierno de España

Y la colaboración de GEONEURISK