Congresos de la Universitat Politècnica de València, XXXIII Congreso Nacional de Riegos

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DESARROLLO DE UNA METODOLOGÍA PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL FLUJO DE TRABAJO EN LA ADQUISICIÓN Y TRATAMIENTO DE IMÁGENES DE ALTA RESOLUCIÓN CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS
K. Ribeiro Gomes, D. Hernandez Lopez, R. Ballesteros Gonzalez, M. Moreno Hidalgo

Última modificación: 26-05-2015

Resumen


1- Introducción y Objetivos

Con el desarrollo de sistemas agrarios cada vez más tecnificados, que incluyen la agricultura de precisión entre otras técnicas novedosas, la captura de imágenes aéreas de alta resolución para el monitoreo y control de los cultivos a través de vehículos aéreos no tripulados (VANTs) es una herramienta de utilización creciente y eficaz. Una de las limitaciones de esta técnica es que para obtener el producto final generado a partir de las imágenes (ortoimagen y/o modelo digital del terreno), hay que seguir una serie de pasos que demandan esfuerzo y tiempo. Así, para obtener una ortoimagen georreferenciada hay que marcar el área con dianas, determinar las coordenadas de cada diana con un GPS, realizar el vuelo, identificar en las imágenes todos los puntos donde se encuentran las dianas, y todo ese procedimiento debe ser realizado de forma manual. En este trabajo, se plantea una metodología que relaja el método convencional de georreferenciación con el objetivo de alcanzar una precisión acorde con las exigencias propias de ciertas aplicaciones agronómicas incrementando el rendimiento en base a la eliminación de la medida de puntos de apoyo, lo que reduce los trabajos de campo y de gabinete.

Así, el objetivo de este trabajo es desarrollar una metodología que reduzca el tiempo de trabajo de la adquisición y tratamiento de imágenes obtenidas a partir de vehículos aéreos no tripulados (VANTs), mediante la automatización de la selección de las imágenes óptimas en base a la eliminación de imágenes detectadas como borrosas.

2- Materiales y Métodos

Los pasos normalmente realizados para la generación de ortoimágenes georreferenciadas con VANTs son:1) planificación del vuelo fotogramétrico, 2) marcado del área de vuelo con dianas, 3) medida de las dianas en campo con GPS-RTK, 4) ejecución del vuelo, 5) detección manual de imágenes borrosas y eliminación, 6) proceso fotogramétrico mediante software especializado (Ballesteros et al. 2014).

En este trabajo se trata de obtener una metodología que permita eliminar los pasos 2, 3 y reducir el tiempo manual de procesado del 5 y 6, mediante la georreferenciación de las imágenes capturadas mediante el sistema de navegación del VANT y el desarrollo de herramientas de visión computacional para la detección y eliminación automática de imágenes borrosas que pudieran perturbar el resultado final.

Para calibrar y validar la metodología propuesta se realizaron numerosos vuelos en distintos cultivos en los cuales se utilizó un VANT del tipo microdrones md4-200. Para cada vuelo, se almacenaron los datos de navegación del UAV: latitud, longitud, altitud barométrica, yaw, pitch y roll, en el momento de cada captura de la imagen. Se seleccionaron las imágenes con menor valor de asimetría en las imágenes después de realizar la transformada de Fourier en las mismas (aquellas que presenten frecuencias altas, son imágenes más borrosas), pudiendo establecer un límite en asimetría que determina si una imagen es borrosa o no, para cada focal y altura de vuelo.

En estos vuelos se desarrolló la metodología completa para la generación de ortoimágenes y modelos digitales del terreno con precisión centimétrica. Sobre estos vuelos se aplicó la metodología descrita y se comparó los errores de posicionamiento y escala mediante la aplicación de una relación de Helmert, que permite la comparación en 3D de los modelos obtenidos.

3- Resultados y Discusión

Los productos geomáticos obtenidos mediante la metodología propuesta muestran un elevado error en posicionamiento absoluto (aproximadamente 30 metros), pero con un posicionamiento relativo muy bueno, con errores en escala en torno a 2000 ppm. Los mayores errores en la rotación del modelo están en torno a los 8 grados.

Por lo tanto, se puede concluir que, aunque el posicionamiento absoluto no es adecuado, propio de los sistemas de navegación con GPS, al obtener un error relativo dentro del modelo muy bajo, se obtienen productos de utilidad para la práctica agronómica, reduciendo en más de un 60% los tiempos de procesado en campo y gabinete.

DOI:http://dx.doi.org/10.4995/CNRiegos.2015.1467

 

 

 


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