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El papel crucial de las tecnologías PNT y de captura de la realidad en la reconstrucción tras una catástrofe natural
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Descubra cómo las tecnologías PNT y de captura de la realidad ayudan a reconstruir comunidades tras catástrofes naturales utilizando las soluciones RESEPI y LiDAR de Inertial Labs.
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Ya sea un terremoto, un tsunami, una inundación o un incendio forestal, las tecnologías de posicionamiento, navegación y temporización (PNT) y de captura de la realidad desempeñan un papel fundamental en las labores de recuperación y reconstrucción tras una catástrofe. En este blog, examinamos cómo pueden aplicarse con un ejemplo real de cómo la tecnología de VIAVI está ayudando a reconstruir tras el peor incendio forestal de Estados Unidos en más de 100 años.
Con el cambio climático, el riesgo y la intensidad de las inundaciones y los incendios forestales han aumentado considerablemente. En Estados Unidos, el incendio de Palisades, en Los Ángeles, fue noticia a principios de año, y entre los incendios más importantes de este año figuran los de Israel/Cisjordania, Corea del Sur, el Amazonas y el Círculo Polar Ártico.
El incendio forestal más mortífero de Estados Unidos en más de 100 años tuvo lugar hace sólo dos años, en agosto de 2023, con el incendio de Lahaina, en la isla de Maui, Hawái, que se cobró más de 100 vidas. Se calcula que más de 2.000 estructuras quedaron destruidas y que las pérdidas totales superaron los 6.000 millones de dólares.
En este blog examinaremos cómo la consultora de datos geoespaciales y cartografía Basemap Consulting ha aplicado datos LiDAR, de cámaras y PNT de la división Inertial Labs de VIAVI y Hexagon | NovAtel para ayudar a reconstruir las comunidades tras el incendio de Lahaina.
Cartografía de la extensión de los daños
Tras el incendio, el ritmo de recuperación se ha visto limitado en cierta medida por problemas logísticos, normativos y prácticos. El aislamiento de Hawai puede significar que los recursos sean limitados o tengan que importarse, incluidos los materiales de construcción, la mano de obra y las habilidades específicas.
Los recursos que pueden desplegarse rápidamente son una ventaja, y las imágenes aéreas y por satélite son ahora herramientas fundamentales para la planificación y respuesta ante catástrofes. En particular, el LiDAR y el InSAR (radar interferométrico de apertura sintética) se están adoptando rápidamente para las evaluaciones posteriores a los sucesos.
Uno de los principales retos de la reconstrucción es que queda muy poco en las zonas más afectadas, lo que significa que es difícil identificar los límites de las propiedades y que los nuevos estudios son un primer paso esencial. Debido a los procesos de obtención de permisos y financiación, la medición de propiedades individuales no es muy eficiente y supone una importante carga económica.
Antes del incendio, se hablaba de los drones como una forma de aumentar la eficacia de la topografía. Tras el incendio, se convirtieron en una herramienta vital para definir los límites de la propiedad, junto con las características físicas, el terreno, las estructuras, los servicios públicos y los árboles.
La captura
La captura comenzó a finales de 2024, una vez que la limpieza de escombros en la zona estuvo casi terminada y se obtuvieron los permisos para los vuelos.
El primer paso consistió en dividir los 1.500 acres (600 hectáreas) de interés en cinco subsitios, lo que se llevó a cabo mediante un vuelo de obtención de imágenes desde una colina con vistas a la zona afectada. A continuación, Basemap colocó varios objetivos aéreos estándar en cada subsitio. También se reutilizaron monumentos callejeros nuevos y recientemente repintados como objetivos aéreos adicionales.
Es esencial relacionar estas imágenes con ubicaciones precisas. Para ello, se tomaron datos GNSS de una estación de referencia recién creada en una colina cercana. A partir de ahí, Basemap los amplió con una estación base GNSS portátil.
A continuación, Basemap utilizó estos archivos de observación en una cinemática postprocesada (PPK) combinada con un paso de unidad de medición inercial (IMU) mediante el software PCMasterPro de VIAVI Inertial Labs. Este software incorpora el explorador inercial Waypoint de Hexagon | NovAtel y proporciona la fidelidad espacial que necesitan las imágenes y las nubes de puntos LiDAR para cumplir las especificaciones topográficas y de ingeniería.
Para lograrlo, Basemap utilizó un RESEPI™ Lite (Remote Sensing Payload Instrument) de Inertial Labs, una empresa de VIAVI Solutions. Se trata de un sistema combinado de navegación inercial asistida por GNSS de antena única con registrador de datos (con este proporcionado por el receptor OEM7 de Hexagon │ NovAtel), LiDAR, cámara y sistema de comunicaciones. Para este sistema, también se aplica un filtro Kalman a la salida antes de sincronizar con los datos GNSS.
Este software Waypoint IE está totalmente integrado con datos IMU de terceros y acopla la información GNSS de hasta 32 bases con datos inerciales para ofrecer información precisa sobre la ubicación incluso con sensores inerciales de menor calidad.
Por último, Basemap también desplegó una cámara de visión OEM Sony A5100 de 24 MP y un sistema LiDAR XT32.
Garantizar la pila tecnológica adecuada
Hay tres consideraciones clave a la hora de crear la composición técnica de un sistema de captura de realidad con drones. La primera es el láser, y la elección de las capacidades LiDAR viene dictada por el propósito final para el que se va a utilizar. La segunda consideración es la cámara, y muchos sistemas LiDAR para drones -incluida la oferta de VIAVI Inertial Labs- integran una cámara RGB para recoger simultáneamente puntos LiDAR e imágenes de alta resolución. Las fotos obtenidas pueden utilizarse no sólo para la fotogrametría tradicional, sino también para colorear la nube de puntos LiDAR.
Es importante tener en cuenta que el rendimiento declarado de cada sensor es para condiciones muy específicas, lo que significa que la consideración en su selección es importante para cumplir con estas condiciones.
La tercera consideración, y la más fundamental, es el núcleo del sistema, con sus procesadores/algoritmos integrados y su tecnología PNT. Sin sistemas PNT de alta calidad, será imposible generar las vitales nubes de puntos láser o imágenes en color, ya que éstas requieren información precisa tanto de la ubicación como de la orientación del sistema.
Por ello, RESEPI se ha creado para proporcionar primero un núcleo de alta calidad y se combina con una gama de sensores para satisfacer las múltiples necesidades de las distintas aplicaciones, con la tecnología disponible en una amplia gama de cargas útiles y centrándose en aplicaciones en las que los criterios de tamaño, peso y potencia (SWaP) son fundamentales para el éxito.
Reconstrucción
Lahaina ha sido un importante centro comercial del Pacífico, cuna de reyes y sede del reino hawaiano durante el siglo XIX. Ha sido, hasta el incendio, vista como una visión de belleza y tranquilidad. La reconstrucción de la comunidad es vital, pero su ritmo se ve dificultado por las dificultades de ser una isla remota con pocos topógrafos y un acceso reducido a materiales de construcción, mano de obra y habilidades.
El enfoque adoptado por Basemap Consulting pone de relieve el importante papel que puede desempeñar el uso de imágenes basadas en drones y LiDAR cartografiadas con precisión mediante redes PNT en la reconstrucción de una comunidad tras una catástrofe natural.
Utilizando esta combinación de vuelos de captura de imágenes y LiDAR, Basemap pudo proporcionar a los topógrafos y promotores locales una base espacial precisa y completa junto con datos sobre el terreno y cualquier característica existente que pudiera resultar útil para el diseño de ingeniería.
Según el director general de Basemap Consulting, Daniel Windham, la captura fotogramétrica y LiDAR con drones reduce el trabajo del proyecto entre un 50 y un 80%, frente a los métodos topográficos tradicionales, y la mayoría de las características se pueden dibujar a partir de imágenes y nubes de puntos LiDAR.
Contactos
William Dillingham
Director de marketing de productos
Inertial Labs Inc, una empresa de VIAVI Solutions
Correo electrónico: [email protected]
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