Sistema de Escaneo Aereo AirDac (Figura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
Procesamiento de Datos Colectados
Cuando sean asignadas tareas de investigación de un sitio, o ampliación de un corredor o gestión de líneas ferroviarias en un proyecto McKim & Creed LIDAR móvil es un excelente candidato para este trabajo.
MoDac está equipada con el Sistema mapeador Optech Linx Mobile el cual incluye escáneres laser en 3D, GPS, unidad de medida inercial y tecnologías de video. Estas unidades están montadas en lo alto de un automóvil o camioneta y habilita la colección de densidad y precisión de 360 grados de datos sobre 400,000 puntos por segundo.
En tanto que los datos colectados vía MoDac proporcionan fachadas altamente detalladas y cobertura de terreno, este está restringido por su ángulo de visión dificultando la capacidad de recolectar datos de techos o azoteas o áreas obstruidas por edificios, cercas y vegetación densa.
El escáner móvil únicamente puede omitir valiosos datos de espacios y periféricos representando parte de los datos requeridos.
Con el propósito de superar estas limitaciones y crear un grupo de datos más fácil de entender McKim & Creed utiliza un soporte aéreo. AirDaC2 (figura 1) es uno de los helicópteros cubiertos a VQ-480 de la compañía Bell LongRanger 206L escáner laser así como una cámara oblicua montada de la compañía Visual Intelligence conocida como Iris One-IMS Multiespectral RGB NADIR. Esta aeronave representa para McKim & Creed un ojo en el cielo, facilitando la colección extremadamente exacta de imágenes ortorectificadas LIDAR para gestión de corredores y proyectos de infraestructura.
La fusión individual de conjuntos de datos colectados LIDAR por el sistema móvil y aéreo produce una nube de puntos entendible con cobertura de orto-imagen.
El primer paso en el procesamiento es la recolección de datos. Existen ventajas y desventajas asociadas con cada método de escaneo en lo que respecta a sus costos de operación, eficiencia y alcance. En este caso, la unidad móvil tiene ventaja en la reducción de costos en los planes de vuelo, la naturaleza restrictiva del uso de rutas existentes puede también limitar el alcance del área de los datos colectados. La mencionada unidad aerotransportable provee de una perspectiva superior e inferior y posee la habilidad para trazar su propio curso de cobertura amplia, permitiendo el escaneo alrededor de obstru- cciones verticales tales como cercas, vallas y vegetación, proporcionando escaneo de tejados y copas de arboles para así abaracar las brechas en la cobertura, presente en el escáner móvil de nube de puntos.
Después de que se ha establecido un plan de vuelo. Se envía a la cuadrilla a campo para hacer un levantamiento geométrico de los puntos de control que servirán de apoyo tanto al levantamiento LIDAR como al sistema IMS. Esta información obtenida será utilizada más adelante para calibrar, orientar y postprocesar los datos tanto verticales como horizontales obtenidos.
El verdadero poder del AIRDaC2 radica en el equipo de reconocimiento aéreo a bordo, el VQ-480 escáner laser que tiene la habilidad de colectar más de 50 puntos por metro cuadrado. La densidad de la nube de puntos colectados depende de la altitud y la velocidad del escáner aerotransportado. Vuelos bajos y más lentos, generarán una alta densidad de puntos con mayor detalle. Vuelos más altos y a mayor velocidad, permitirán cubrir una área mayor, pero resultará en menor densidad de puntos.
La trayectoria o plan de vuelo del aerotrans- portable no está restringida por la existencia de caminos por lo que cada curso debe ser planeado y mapeado en un esfuerzo por incrementar el costo beneficio. En todos los casos, estos requerimientos respetan y cumplen los lineamientos y regulaciones de la Administración federal de aviación. Los vuelos son geo referenciados a rutas que son creadas utilizando TrackAir y luego importadas dentro del sistema de navegación del helicóptero. Se utilizan diferentes patrones de técnicas y depende de la naturaleza de la colección de datos, por tanto, un proyecto de ampliación de un camino requiere una serie de vuelos en líneas paralelas, para poder capturar un área
Orto MS, hacia adelante y en la popa en un solo barrido (Figura 2)
mucho mayor que la del propio camino solo. Sin embargo, un proyecto de corredor ferroviario, solo requerirá un vuelo de línea sencillo que sigue una sola ruta lineal.
La cámara IRIS One-IMS 29 MP RGB/NIR de Visual Intelligence de imágenes ortorectificadas y oblicuas co-montada y co-registrada con el escáner laser, resulta en una combinación de alta resolución de las imágenes que junto con los datos LIDAR permiten la extracción de elementos en clases teniendo como apoyo los datos de la cámara IRIS One-IMS.
Imagen Oblicua (Figura 3)
Bell LongRanger 206L-1 (Figura 4 b) Montado con Riegl VG-480 (Figura 4 a)
Clasificación de nube de puntos (Figura 5)
La tecnología de VI Iris One es única para McKim & Creed. Fundada en 1997. Visual Intelligence (VI), se ha enfocado en la investigación y desarrollo que proporciona una tecnología digital para proveer un sistema métrico multipropósito con capacidad de arquitectura escalable para la obtención de geoimagenes de alta precisión y procesos automatizados para mapeo, levantamientos, UAVs, UVs topográficos u aplicaciones en geoimagenes móvil.
La arquitectura de la herramienta del sensor está diseñada para implementar la economía (menor costo para el propietario), ligeros, pequeños, grandes colecciones, alta resolución y rapidez en el despliegue de sistemas de sensores.
La investigación de muchos años, ha dado como resultado varias patentes garantizadas que han proporcionado la fundación para generar el sistema de cámara iOne STAKA y el Virtual Frame (VF), compuesto por módulos de cámara COT, que se organizan en ciertos ángulos para lograr configuraciones flexibles y rápidas para diversos requerimientos que se pueden solicitar.
El iOne IMS integrado con LIDAR es un sistema de infraestructura digital de captura eficiente y económico, desde una interface simple puede capturar imágenes de alta resolución oblicuas, amplias franjas de ortoimagenes multiespectrales, así como videocámaras térmicas (opcionales) referenciadas a un sencillo sistema de referencia GPS/IMU para imágenes comunes y superposición de pantallas, con este simple paso, la capacidad de captura
Imágenes oblicuas RGB con todas sus carac- terísticas (Ej. Torres) con 100% de cobertura en la zona frontal y posterior.
Nube de puntos coloreada (Figura 6)
completa del sistema produce imágenes exactas y de alta calidad, ahorrando entre un 50% a 75% sobre el costo de colecciones aéreas menos eficientes. Con su sistema multi-sensor basado en un ARCA, le proporciona la posibilidad de crecer para acomodar sensores adicionales, incrementando así aun más el valor de la información con pequeños costos agregados de recopilación de datos.
El sensor iOne IMS está diseñado para recopilar ortoimagenes (RGB+ infrarrojos cercano) e imágenes oblicuas (adelante y atrás) simultáneamente con un sensor LIDAR (figura 3), el sistema soporta funciones de análisis para corredores de transmisión, vías de ferrocarril tuberías y otros proyectos de desarrollo.
El Iris One producirá productos de múltiples imágenes para su uso en análisis de corredo- res, lo que incluye:
Imagenes GeoTIFF a escala con centro de ubicación de latitud y longitud.
Una imágen por cada estructura generada con el iOne IMS crea un marco virtual entre una o más imagenes.
Proporciona un archivo KML para visualizarlo en Google Earth con una orientación de cámara durante la exposición (opción de metadatos).
Archivos KMZ de Google Earth con imagen y ubicación de la cámara (opción de metadatos) e imágenes multiespectrales orto 4 bandas (registrados métricamente (con resolución 1:1 RGB+NIR) El sistema tiene un tamaño pequeño que permite la facilidad de integración con cualquier LIDAR. Ej. El 480 figura 4 (b)
Técnicos durante el vuelo revisan la recolección con el software TrackAir y RIACQUIRE el cual está integrado dentro de una computadora a bordo para una colección de datos sin bordes o costuras.
Los datos son transferidos a la computadora por medio de un disco duro (SSD) para asegurar la estabilidad de los mismos e incrementar la velocidad de escritura antes de ser descargados a una estación de trabajo para su procesamiento. En seguida, el software POSPac MMS es empleado para calcular una solución IMU-GPS utilzando continuamente la estación de operación de referencia CORS red de trabajo y la estación de trabajo de McKim &Creed para mayor preci- sión Riegl RiPROCESS, luego es aplicado para combinar la solución IMU-GPS datos laser recolectados y su verificación en tierra de los puntos para producir una nube de puntos calibrada con LIDAR. La capacidad y flexibilidad de los flujos de trabajo McKim &Creed permite que el procesamiento de datos ocurra en el campo, oficina o ambos. El resultado es una nube de puntos de LIDAR disponible en cualquier formato para múltiples aplicaciones.
Post-procesos de datos en móvil y aerotransportado es clasificado de forma independiente. Los técnicos de LIDAR clasifican rasgos aplicando filtros custom-built desarrollados por McKim &Creed los cuales son finalmente afinados para conocer la demanda de cada proyecto en específico. Esto permite la identificación de todos los rasgos mayores o menores capturados con el grupo de datos (figura 5) una vez que la clasificación está completa, los datos son igualados geográficamente. Los datos fusionados son integrados con la ortoimagen (figura 6) producida por la cámara VI Iris One. El resultado es un poderoso conjunto de productos exactos y reales.
La industria LIDAR es relativamente joven con tecnología y procesos en constante evolución. La capacidad existe para producir nubes de puntos multiplataformas con sobreposición de orto imágenes y entregadas como construcciones de modelos de visualización en el sitio, en escalas para ciudades y regiones. La tecnología de sensores remotos continuará con impactos positivos en la ingeniería civil, gestión de infraestructura y en los campos de la planeación urbana en función de reducir costos, aumentar la eficacia del sistema y hacerlo de fácil comprensión en su gestión y diseño (figuras 5-7).
Modelo de visualización (Figura 7)
Richard Vincent es el administrador regional de sensores remotos en McKim & Creed. Es el responsable de operaciones y mejoramiento en la fotogrametría aérea y la división aérea de LIDAR.
