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E.T.S.I. CAMINOS, CANALES Y PUERTOS UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID TRABAJO FIN DE MÁSTER FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE Autor: JUAN ALFONSO OLIVEROS LÓPEZ Tutor: JUAN GREGORIO REJAS AYUGA Curso Académico 2021 - 2022 MÁSTER EN INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS ÁREA TEMÁTICA: COOPERACIÓN AL DESARROLLO FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE Agradecimientos: P.L.L.C. fuente de inspiración y fuerza en cada paso del camino. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE DOCUMENTOS 1. MEMORIA 2. ANEXO I. METODOLOGÍA 3. ANEXO II. INFORMES DE PROCESAMIENTO PROYECTO FIN DE MÁSTER EN COOPERACIÓN AL DESARROLLO MEMORIA FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACÍON DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE Fecha: MAYO de 2022 E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos Universidad Politécnica de Madrid En colaboración con: Innoceana FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 2 de 115 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN. ................................................................................................ 4 2. OBJETIVOS. ........................................................................................................ 5 2.1. OBJETIVO GENERAL. ................................................................................... 5 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ............................................................................ 5 3. ANTECEDENTES. ................................................................................................ 6 3.1. ENCUADRE GEOGRÁFICO. .......................................................................... 6 3.2. ANTECEDENTES I: INNOCEANA. ................................................................. 9 3.3. ANTECEDENTES II: UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. .................. 11 3.4. ANTECEDENTES III: AGENDA 2030. .......................................................... 12 4. MATERIAL Y MÉTODOS. ................................................................................... 14 4.1. FOTOGRAMETRÍA. .................................................................................... 14 4.1.1. FOTOGRAMETRÍA AÉREA. ...................................................................... 14 4.1.2. MATERIAL: DJI MAVIC 2 PRO. ................................................................. 26 4.1.3. ADQUISICIÓN DE DATOS. ....................................................................... 28 4.1.4. MATERIAL: PIX4D CAPTURE. ................................................................... 32 4.1.5. RESULTADOS. ......................................................................................... 34 4.1.6. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. .......................................................... 38 4.2. CONTROL TERRESTRE. .............................................................................. 41 4.2.1. PUNTOS DE CONTROL DEL TERRENO. .................................................... 41 4.2.2. ADQUISICIÓN DE DATOS. ....................................................................... 42 4.2.3. MATERIAL: GARMIN eTREX 10. .............................................................. 44 4.2.4. RESULTADOS. ......................................................................................... 45 4.2.5. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. .......................................................... 46 4.3. PROCESAMIENTO. .................................................................................... 49 4.3.1. FUNDAMENTO TEÓRICO. ....................................................................... 49 4.3.2. PROCESAMIENTO POR SOFTWARE. ........................................................ 57 4.3.3. RESULTADOS. ......................................................................................... 64 4.3.4. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. .......................................................... 66 5. LECCIONES APRENDIDAS. ................................................................................ 67 5.1. DISEÑO DE LA CAMPAÑA Y PROCESAMIENTO. ........................................ 67 5.2. DIAGRAMA DE FRUJO. .............................................................................. 69 6. BATIMETRÍA A PARTIR DE IMAGEN. ................................................................ 70 6.1. IMAGEN SATELITAL. .................................................................................. 70 FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 3 de 115 6.1.1. TELEDETECCIÓN Y PROGRAMA COPERNICUS. ........................................ 70 6.1.2. METODOLOGÍA. ...................................................................................... 72 6.2. FOTOGRAMETRÍA AÉREA. ........................................................................ 92 6.2.1. METODOLOGÍA. ...................................................................................... 93 7. CONDICIONANTES ECONÓMICOS. ................................................................. 104 7.1. CONDICIONANTES DURANTE LA ADQUISIÓN DE DATOS. ...................... 104 7.2. CONDICIONANTES DURANTE EL PROCESAMIENTO DE DATOS. ............. 106 7.3. RESUMEN DE CONDICIONANTES ECONÓMICOS. ................................... 106 8. DISCUSIÓN Y VALIDACIÓN DE RESULTADOS. ................................................. 107 9. CONCLUSIÓN. ................................................................................................ 112 10. BIBLIOGRAFÍA. ............................................................................................... 114 10.1. REFERENCIAS. ......................................................................................... 114 10.2. PÁGINAS WEB. ........................................................................................ 115 FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 4 de 115 MEMORIA 1. INTRODUCCIÓN. La memoria que a continuación se redacta tiene por objeto recopilar los aspectos más relevantes del Proyecto Fin de Máster en Cooperación al Desarrollo “Fotogrametría aérea basada en RPAs para la caracterización de fanerógamas marinas en el fondo de Abades, Tenerife”. Se expone de manera clara el objetivo del proyecto y la investigación desarrollada, la creación de una metodología estandarizada para la elaboración de fotogrametrías aéreas, con el propósito de estudiar los fondos marinos y sus ecosistemas. A través de los antecedentes y trabajosprevios realizados por la ONG Innoceana y la Universidad Politécnica de Madrid, se concretan las metas de la investigación, definidas como la obtención de los productos derivados del procesamiento fotogramétrico necesarios para el monitoreo de las zonas mencionadas. Para ello se han recopilado los materiales, métodos y trabajos de campo llevados a cabo en la zona de actuación, la costa de Abades, núcleo de población perteneciente a la localidad de Porís de Abona en el municipio de Arico, Santa Cruz de Tenerife. Respondiendo a la necesidad planteada por Innoceana, gracias a la utilización de nuevas tecnologías como vehículos aéreos no tripulados (RPAs) se pretende conseguir un modelo fotogramétrico sólido del área de estudio, a partir de productos como ortofotografías o modelos digitales; para el análisis multitemporal y conservación de la Cymodocea nodosa, una especie de fanerógama marina que se halla en los fondos intermareales de las Islas Canarias y según el Catálogo Español de Especies Amenazadas se encuentra en la categoría Vulnerable. Adicionalmente, como último objetivo de la investigación y en el marco de análisis de la Cymodocea nodosa, se estudia la obtención de batimetrías geométricas por medio de los datos y modelos previamente extraídos. Gracias a ello, será posible la cuantificación de la altura de dicho ecosistema, esencial para comprender su evolución y desarrollo. Finalmente se detallan las lecciones aprendidas y condicionantes económicos del proyecto, y se muestran los resultados obtenidos tras el procesamiento y análisis de la información adquirida; así como una validación y discusión de estos para concluir los trabajos e investigaciones. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 5 de 115 2. OBJETIVOS. 2.1. OBJETIVO GENERAL. El objetivo general del proyecto es la meta principal del mismo y el cometido de la investigación redactada en la presente memoria. Se define como la creación de una metodología estandarizada para la elaboración de fotogrametrías aéreas gracias a la utilización de nuevas tecnologías como vehículos aéreos no tripulados (RPAs), con el propósito de estudiar los fondos marinos y sus ecosistemas. Con ello se trata de dar respuesta a la problemática planteada por la ONG Innoceana, (véase el apartado 3.2. Antecedentes I: Innoceana), aportando a la organización una herramienta para el análisis multitemporal y conservación de la Cymodocea nodosa en las costas de Tenerife. Además, al tratarse de un proyecto de carácter investigativo, responde a la idea planteada tanto en el propio título como en la introducción y aporta sentido al conjunto de los trabajos realizados, en la zona de estudio y de posterior procesamiento. El objetivo general únicamente puede alcanzarse una vez completados los objetivos particulares o específicos del trabajo, que surgen como consecuencia de la redacción de la metodología mencionada. 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Los objetivos específicos son las metas concretas planteadas para el proyecto, necesarias para la consecución del objetivo principal. Son el resultado de los trabajos de investigación y procesamiento recopilados a lo largo de la memoria, y se definen como: - Obtener los parámetros fotogramétricos óptimos de vuelo en relación con la zona de estudio. - Detallar las condiciones climáticas ideales para desarrollar los trabajos de campo. - Definir el elemento mínimo a capturar o distancia de muestreo. - Obtener una cartografía de la Cymodocea nodosa en la costa de Abades a partir de productos derivados del procesamiento fotogramétrico. - Establecer la escala cartográfica. - Implementar el cálculo de batimetrías a partir de imagen. - Caracterización a media escala de la Cymodocea nodosa. - Contraste de los resultados con la fotogrametría 3D submarina y la teledetección mediante imagen satelital, caracterizaciones de baja y alta escala respectivamente. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 6 de 115 3. ANTECEDENTES. 3.1. ENCUADRE GEOGRÁFICO. El proyecto centra su atención en la costa de Abades o playa de Los Abriguitos, situada en el municipio de Arico, sureste de Santa Cruz de Tenerife. Es uno de los núcleos costeros del municipio y se halla a una altitud media de 26 msnm, cubriendo una superficie aproximada de 0,7 km!. Se trata de una zona de arena blanca y buena visibilidad, que cuenta con un parche extenso y sano de Cymodocea nodosa, también denominada sebadal. Esto la convierte en la ubicación idónea para desarrollar los trabajos de campo y estudios relacionados con la conservación de dicha especie de fanerógama marina. Cabe destacar que actualmente Innoceana trabaja para conseguir que esta ubicación sea considerada como Zona Especial de Conservación. Ilustración 1 Costa de Abades. Vista desde el antiguo sanatorio de Abades. Ilustración 2 Parche de sebadal. Vista aérea obtenida con dron. Ilustración 3 Parche de sebadal. Vista submarina obtenida con cámara. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 7 de 115 El sebadal proporciona servicios ecosistémicos indispensables y ha permitido a la isla de Tenerife el desarrollo actual. Se encuentra sobre fondos arenosos, desde los 10 hasta los 30 metros de profundidad y además de estabilizar el sustrato con su sistema radicular, esta fanerógama permite el crecimiento y desarrollo de una abundante biodiversidad como tortugas, tiburones angelote y numerosas especies de peces e invertebrados. Al mismo tiempo, es una especie vital en la lucha contra el cambio climático, como fuente de oxígeno y capturando dióxido de carbono. Por tanto, actividades como la pesca, el avistamiento de fauna marina o la propia protección frente a la erosión en zonas costeras están directamente relacionadas con este ecosistema. Sin embargo, las fanerógamas marinas como el sebadal se encuentran en clara regresión en las costas del Atlántico y en concreto, en Tenerife. Durante el proyecto Innomapas, la ONG ha constatado la desaparición de cuatro parches de sebadal en la isla, todos ellos en Zonas de Especial Conservación. Algunas de las amenazas a las que se enfrenta el ecosistema son: - Contaminación por vertidos, provocando el aumento de la turbidez y la reducción de la fotosíntesis. - Perturbación física por malas técnicas de pesca, fondeos indiscriminados y buceos no controlados. - Sobrepesca, causando alteraciones del ecosistema. - Alteración del hábitat por especies invasoras, como proliferación de algas. Leyenda Sebadal denso Sebadal medio Sebadal disperso Ilustración 4 Mapa del parche de sebadal reconocido en Abades. Elaborado en QGis. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 8 de 115 Como se ha indicado anteriormente, la Cymodocea nodosa se encuentra protegida a distintos niveles: - Nivel Europeo. Directiva Hábitats: fondos arenosos con fanerógamas marinas. - Nivel Estatal. Catálogo Español de Especies Amenazadas: vulnerable. - Nivel Regional. Catálogo Canario de Especies Protegidas: interés para los ecosistemas canarios. Actualmente, organizaciones como Innoceana trabajan en la conservación de estas especies mediante tareas de control y monitorización, salidas de campo, buceos y elaboración de cartografías para analizar su evolución temporal. Es aquí donde se enmarca el proyecto y su tarea de desarrollar una metodología para la creaciónde dichas cartografías a través de fotogrametría aérea a partir de vuelos con RPAs. Ilustración 5 Vertido por emisario submarino en la zona de estudio. Fotografía obtenida con cámara. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 9 de 115 3.2. ANTECEDENTES I: INNOCEANA. Innoceana es una asociación sin ánimo de lucro fundada en España, Costa Rica y California, con el objetivo de crear una red global de centros de conservación y educación marina para la protección futura de los mares y océanos. Consta de un equipo joven de ingenieros, biólogos y buceadores profesionales que trata de conectar dos ramas aparentemente opuestas (biología e ingeniería) para llegar a soluciones en conjunto. Además, persigue la innovación en sus trabajos, mediante la aplicación de nuevas tecnologías que permitan resultados más eficaces y sostenibles. Innoceana divide sus actividades en: - Proyectos (actualmente en España, Costa Rica y Tailandia). - Educación. - Concienciación. Entre sus proyectos destacan el modelado 3D y restauración de corales en Costa Rica (The Cristal Floor), la creación de un inventario de invertebrados, estudios de calidad de aguas en Tailandia y el mapeo del sebadal en España. El presente TFM se ubica dentro de la última categoría, a través del proyecto Innomapas, financiado por la Fundación Biodiversidad y cuyos trabajos e investigaciones comenzaron en 2020. Cumple con el Objetivo de Desarrollo Sostenible número 14: Vida Submarina, y entre sus objetivos destacan: - Actualización de la cartografía: las cartografías existentes han quedado obsoletas y se trata de obtener una actualización temporal de ellas. - Conocimiento de la dinámica: una mayor investigación acerca del ecosistema. - Protección y recuperación: se encuentra ligado estrechamente a los puntos anteriores ya que, tras una fase de estudio y un mayor conocimiento del sebadal, se pretende llevar a cabo unas políticas adecuadas de recuperación, así como una concienciación general sobre los fondos marinos. Innomapas se puso en marcha en el año 2020, comenzando las primeras actividades de divulgación y concienciación, con la idea de mostrar al público el ecosistema y su importancia. En 2021 los trabajos se centraron más en la investigación, intentando desarrollar metodologías estandarizadas para la obtención de cartografías actualizadas. Se llevaron a cabo en Zonas Especiales de Conservación, que constituyen una parte de la Red Natura 2000, una red de áreas de conservación de la biodiversidad en la Unión Europea. Estas zonas son: FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 10 de 115 - ZEC Sebadales Sur de Tenerife, situada al sur de la isla. Lugar donde comenzaron las investigaciones en 2020. - ZEC Antequera y ZEC San Andrés, ubicadas en la zona norte de Tenerife, se tratan de áreas expuestas a corrientes y viento, de arena negra y acantilados con baja visibilidad. En estas localizaciones se continuaron los trabajos iniciados en el sur. Finalmente, durante 2022 y 2023, la ONG pretende llevar a cabo labores de restauración, tratando de recuperar todos los parches de sebadal perdidos. Por tanto, los trabajos que a continuación se redactan tienen claras aplicaciones para Innoceana: - Creación de una metodología estandarizada para la realización de fotogrametrías aéreas. - Elaboración de cartografías bionómicas. - Estudios de variación estacional. - Estudios de crecimiento de diferentes ecosistemas marinos y proliferación de algas. - Recurso de educación y concienciación. Leyenda ZEC Sebadal Sur ZEC Antequera ZEC Antequera Ilustración 6 Mapa de las ZEC del proyecto Innomapas. Elaborado en QGis. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 11 de 115 Los resultados conseguidos hasta el momento pueden visualizarse en una plataforma interactiva de libre acceso en la página web de Innoceana, donde se muestran los parches cartografiados en las ZEC mencionadas mediante buceos y referenciación GPS. 3.3. ANTECEDENTES II: UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. De manera previa a las necesidades planteadas por la ONG Innoceana, en 2021 se realizó un TFM en el área de Ingeniería y Morfología del Terreno en la Universidad Politécnica de Madrid, titulado “Técnicas de caracterización de hábitats bentónicos poco profundos en Tenerife, aplicación a las praderas marinas (Cymodocea nodosa), empleando imagen satelital”, por Pilar Somoano Martín de Saavedra. El objeto de dicho trabajo fue el análisis multitemporal del fondo marino de Abades a través de diferentes técnicas geomáticas, destacando la teledetección, mediante datos multiespectrales obtenidos de las imágenes de Sentinel-2 y Sentinel-3 del programa Copernicus. Finalmente, la autora realizó un mapa temático clasificado, donde se aprecian los hábitats marinos poco profundos de la costa de Abades, entre el resto de las clases consideradas en el estudio, cómo han evolucionado desde el primer año de estudio (2016) y las diferencias observadas con los datos de validación. Además, aplicando técnicas de clasificación tanto supervisada como no supervisada, calculó los índices correspondientes para determinar la concentración de clorofila en los píxeles de la imagen. Ilustración 7 Mapa interactivo del proyecto Innomapas. Fuente: innoceana.org. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 12 de 115 La conclusión extraída por Pilar Somoano en su trabajo identifica el análisis de datos espaciales como una herramienta muy potente. Sin embargo, señala que estos procesos deben ser complementados con otras metodologías, como la fotogrametría aérea basada en RPAs, que aporten resultados aún más precisos. El proyecto que se desarrolla a continuación complementa los estudios ya realizados en “Técnicas de caracterización de hábitats bentónicos poco profundos en Tenerife, aplicación a las praderas marinas (Cymodocea nodosa), empleando imagen satelital”, permitiendo la continuidad de las actividades iniciadas por Innoceana y la Universidad politécnica de Madrid. 3.4. ANTECEDENTES III: AGENDA 2030. En septiembre de 2015 se establecieron los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), una nueva agenda fijada hasta el año 2030 para el desarrollo internacional, definida por Naciones Unidas y que contempla 17 objetivos y 169 metas. Esta nueva agenda parte de los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) y se conceptualiza en el marco del desarrollo sostenible, con énfasis en tres ámbitos fundamentales: el crecimiento económico, la inclusión social y la protección del medio ambiente. En su formulación, se identificó el tema particular de la conservación de los mares y océanos como una meta propia de vital importancia, destinado el objetivo número 14 de dicha agenda a tal propósito, señalando lo siguiente: - “Conservar y utilizar sosteniblemente los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible”. Ilustración 8 Mapa temático de las cuatro clases de agua en Abades (2018). Fuente: TFM Pilar Somoano Martín de Saavedra. Leyenda Espuma u oleaje Agua sobre fondo arenoso Agua sobre sebadal Agua profunda FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 13 de 115 o Meta 14.1: “Prevenir y reducir significativamentela contaminación marina de todo tipo, en particular la producida por actividades realizadas en tierra, incluidos los detritos marinos y la polución por nutrientes”. o Meta 14.2: “Gestionar y proteger sosteniblemente los ecosistemas marinos y costeros para evitar efectos adversos importantes, incluso fortaleciendo su resiliencia, y adoptar medidas para restaurarlos a fin de restablecer la salud y la productividad de los océanos”. o Meta 14.5: “Conservar al menos el 10% de las zonas costeras y marinas, de conformidad con las leyes nacionales y el derecho internacional y sobre la base de la mejor información científica disponible”. o Meta 14.A: “Asegurar que las personas de todo el mundo tengan la información y los conocimientos pertinentes para el desarrollo sostenible y los estilos de vida en armonía con la naturaleza”. Estas metas hacen referencia al aprovechamiento de la investigación para lograr el ODS 14, dotando de gran importancia las actividades de I+D+i orientadas a conservar y utilizar de forma sostenible los océanos. Para ello, es necesario reducir significativamente la contaminación marina de todo tipo, adoptar medidas para la restauración de los ecosistemas marinos, minimizar los efectos de acidificación, reglamentar eficazmente la explotación pesquera y conservar al menos el 10% de las zonas costeras y marinas. En este sentido, el presente TFM trata de implementar la innovación e investigación para el estudio, conservación y restauración del ecosistema marino del sebadal en el fondo de Abades, mediante el empleo de nuevas tecnologías y técnicas como los RPAs y la fotogrametría aérea. Ilustración 9 Objetivos de Desarrollo Sostenible. Resaltado el ODS 14: Vida submarina. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 14 de 115 4. MATERIAL Y MÉTODOS. 4.1. FOTOGRAMETRÍA. 4.1.1. FOTOGRAMETRÍA AÉREA. La fotogrametría es la ciencia empleada para la obtención de plantas y alzados de superficies a partir de fotografías del terreno. Es un proceso complejo en el que el objetivo principal es convertir datos bidimensionales en información cartográfica y topográfica. Además, constituye un conjunto de métodos mediante los cuales es posible extraer de la fotografía de un objeto, su forma y dimensiones. Por tanto, el levantamiento fotogramétrico es la aplicación de estos métodos fotogramétricos a la fotografía. Dichas fotografías pueden ser tomadas desde tierra y aire, dando lugar a dos grandes ramas de fotogrametría: - Terrestre. - Aérea. En la actualidad, el uso de vehículos aéreos no tripulados (RPAs) o drones ha generalizado el empleo de la fotogrametría aérea en muchos campos y la complejidad de las operaciones se ha reducido sustancialmente. 4.1.1.1. Concepto de fotograma. En términos de fotogrametría aérea, el concepto de fotograma puede definirse como la vista aérea del terreno obtenida por fotografía desde un vehículo aéreo. Estos fotogramas contienen una parte de la superficie a obtener e información relativa al vuelo: altura, distancia focal, hora de la toma, solapamiento, etc. Como se verá más adelante, el tamaño de los fotogramas depende del objetivo de la cámara empleada y, por tanto, de algunas de sus características como distancia focal y ángulo de visión. Por último, es importante conocer el punto principal, es decir, la proyección de la distancia focal sobre el propio fotograma. Se determina como la intersección de las diagonales del fotograma. Esquema 1 Punto principal del fotograma. Elaboración propia. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 15 de 115 4.1.1.2. Carga de pago. La carga de pago se refiere a los elementos del RPAs que no son estrictamente necesarios para volar, pero van implementados en el vehículo para cumplir con la misión específica que se lleva a cabo. Puede incluir desde cámaras de diferentes clases (electro-ópticas, infrarrojas, etc.) hasta sensores, radares, dispositivos de comunicación, LIDAR u otras cargas de pago. En concreto, a lo largo del apartado se tratará la carga de pago referida a la cámara y todas sus características fundamentales para la fotogrametría aérea. Las cámaras aéreas empleadas para fotogrametría deben cumplir unos requisitos mínimos: ser completamente automáticas, tener una exposición rápida, contar con un buen objetivo y una película fácilmente sustituible. Las fotografías o fotogramas tomados desde el aire pueden clasificarse como: - Simples: fotos aisladas de la zona de estudio. - En serie: obtenidas empleando el modo automático de la cámara. Se toman en función de parámetros como la velocidad del dron y el solapamiento deseado. Durante las campañas se trabajó con ambos métodos en la zona de Abades, destacando la fotografía en serie como la más utilizada durante la mayoría de los vuelos, que fueron en modo automático. 4.1.1.3. Objetivo. El objetivo de la cámara se compone de un sistema óptico centrado que consta de una o varias lentes convergentes que proyecta los rayos de luz que lo atraviesan en su plano focal. Se complementa con el diafragma, una pieza que se abre y cierra en su parte central limitando el rayo de luz que penetra en la cámara. Conceptos clave: - Abertura útil o apertura de diafragma: mide la cantidad de luz que pasa a través del objetivo hacia el sensor, como el diámetro del haz de rayos incidentes paralelos al eje óptico del objetivo. - Distancia focal (f): distancia entre el centro óptico de la lente y el foco. - Abertura útil relativa: cociente entre la abertura útil y la distancia focal del objetivo. - Profundidad de foco: distancia que separa las posiciones extremas del plano focal, relacionada estrechamente con la nitidez de la imagen. Como orden de magnitud, la nitidez del ojo humano medio es de 1/10 mm, es decir, es capaz de distinguir las imágenes de dos puntos distantes entre sí 0,1 mm. - Profundidad de campo: separación existente entre dos puntos extremos en profundidad en el campo del objeto, aceptable en términos de nitidez. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 16 de 115 - Ángulo de campo: viene determinado por las líneas que unen el centro óptico con dos extremos del diámetro del diafragma, es decir, el campo o ángulo de visión que es cubierto con la cámara. - Luminosidad: capacidad del objetivo para recoger luz. Se expresa como: #$%&'()&*+* = - ' En otras palabras, la distancia focal de la lente f es n veces su diámetro efectivo. En la siguiente ilustración pueden observarse algunos de los diferentes objetivos fotogramétricos en función de su distancia focal y ángulo de visión. Ojo de pez Gran angular Estándar Tele corto Teleobjetivo Súper teleobjetivo Distancia focal (f) 8 - 18 mm 18 – 35 mm 35 – 65 mm 65 – 100 mm 100 – 160 mm 160 – 600 mm Ángulo de visión 180° 110° - 60° 60° - 25° 25° - 15° 15° - 10° 10° - 2° Ilustración 10 y Tabla 1 Objetivos fotogramétricos según distancia focal y ángulo de apertura. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 17 de 115 4.1.1.4. Proyecto de vuelo. Un vuelo fotogramétrico se lleva a cabo por pasadas, paralelas entre ellas y a una misma altura de vuelo, conformando una cuadrícula que cubra la superficie objeto de estudio. Normalmente, se realiza un recubrimiento longitudinal y posteriormente uno transversal, de una pasada sobre otra. Se denomina eje de la pasada a la línea que une los puntos principales de todos los fotogramas de unapasada. Ilustración 11 Cuadrícula de pasadas en un proyecto fotogramétrico. Fuente: Pix4D Capture. Esquema 2 Eje de la pasada en un proyecto fotogramétrico. Elaboración propia. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 18 de 115 4.1.1.5. Tipos de vuelo. Existen diferentes tipos de vuelo en función de la prolongación de la focal hasta el terreno: - Vuelo nadiral: es el vuelo teórico ideal, en el que la prolongación de la focal es completamente perpendicular al terreno. - Vuelo vertical: el ángulo formado entre la prolongación de la focal y la vertical es mínimo (α < 3°). Es el más próximo a la realidad, ya que sin ser nadiral, no se comenten errores apreciables. - Vuelo inclinado: cuando el ángulo es superior al anterior (α > 3°). Durante el trabajo de campo, Abades fue sobrevolada mediante vuelos verticales. Nadiral Vertical Inclinado 4.1.1.6. Escala del fotograma. La escala del fotograma es definida como la relación entre líneas homólogas del terreno y el respectivo fotograma. Se expresa como: 3 = 1 5 = - 6 = # 7 Siendo: o E: escala del fotograma. o f: distancia focal del objetivo. o H: altura de vuelo. o l: dimensión del fotograma. o L: dimensión del terreno. Esquema 3 Tipos de vuelo. Elaborado en AutoCAD. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 19 de 115 4.1.1.7. Altura de vuelo. Una vez definida la escala del fotograma y conocida la distancia focal de la cámara, la altura de vuelo se obtiene como: 6 = - ∗ 5 Siendo: o H: altura de vuelo. o f: distancia focal del objetivo. o e: denominador de la escala del fotograma. 4.1.1.8. Distancia de muestreo del suelo. La distancia de muestreo (GSD) se define como la distancia entre los puntos centrales de dos píxeles consecutivos. Es una medida que permite determinar la cantidad de terreno contenida en cada píxel y, por tanto, las dimensiones de terreno capturadas en cada fotograma. Así, es posible calcular el elemento mínimo capturado en cada vuelo. Esta medida se relaciona con parámetros ya descritos como la altura de vuelo, la distancia focal de la cámara y la resolución del sensor. Por ello, se expresa en centímetros por píxel. Un valor bajo de distancia de muestreo implica una medición más precisa ya que cada píxel cubrirá menor cantidad de terreno, obteniéndose fotogramas con más detalle. Para lograr dicho nivel de GSD es posible: # - 6 7 Esquema 4 Escala del fotograma. Elaborado en AutoCAD. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 20 de 115 - Reducir la altura de vuelo. - Aumentar la distancia focal. - Aumentar la resolución del sensor. El cálculo se realiza como: 9:; = ) ∗ 6 - ∗ :" Siendo: o s: ancho del sensor. o H: altura de vuelo. o f: distancia focal. o Sp: ancho de la resolución. 4.1.1.9. Recubrimiento o solape. El recubrimiento o solape de los fotogramas es un parámetro fundamental en la calidad de los productos finales y su objetivo es el de trabajar en fotogrametría aérea aplicando la estereoscopía. La zona común entre dos fotogramas consecutivos es el modelo estereoscópico, buscando el enlace tanto longitudinal como transversal de estos modelos. La zona estereoscópica queda definida por los puntos principales de dos fotogramas consecutivos. La distancia entre dichos puntos se denomina base “b”. Adicionalmente, la distancia entre puntos principales de dos pasadas consecutivas en el terreno se designa con la letra “A”. Esquema 5 Distancia de muestreo del suelo. Elaborado en AutoCAD. ) - 6 FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 21 de 115 A partir de estos parámetros es posible expresar los conceptos y fórmulas del solape, tanto longitudinal como transversal: - Longitudinal: varía entre 60 – 90%. En la práctica se toma un valor que asegure la calidad del vuelo (75 – 80%). Teóricamente se calcula como: <(%) = # − A # ∗ 100 Esquema 6 Recubrimiento. Elaborado en AutoCAD. A C Esquema 7 Parámetros del recubrimiento. Elaborado en AutoCAD. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 22 de 115 Aplicando el concepto de escala del fotograma: <(%) = 7 − D 7 ∗ 100 A = D ∗ 3 = D ∗ 1 5 Siendo: o B: base en el terreno. o E: escala del fotograma. - Transversal: varía entre 20 – 90%. En la práctica se toma un valor que asegure la calidad del vuelo (60 – 70%). Teóricamente se calcula como: E(%) = # − + # ∗ 100 Aplicando el concepto de escala del fotograma: E(%) = 7 − C 7 ∗ 100 + = C ∗ 3 = C ∗ 1 5 Siendo: o a: distancia entre puntos principales de dos pasadas consecutivas en los fotogramas. o E: escala del fotograma. < E Esquema 8 Recubrimiento longitudinal y transversal. Elaborado en AutoCAD. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 23 de 115 4.1.1.10. Número de fotogramas. La superficie neta es la superficie real que aporta cada fotograma al combinarse junto con el resto para la reconstrucción de la superficie objeto. Se expresa como: :# = C ∗ D = (100 − <) ∗ (100 − E) ∗ F 5 ∗ # 100G ! Siendo: o Sn: superficie neta. o A: distancia entre puntos principales de dos pasadas consecutivas en el terreno. o B: base en el terreno. o e: denominador de la escala del fotograma. o l: dimensión del fotograma. Conociendo la superficie a sobrevolar “S” y la superficie neta, teóricamente es posible determinar el número de fotogramas requeridos para cubrir dicha superficie: 'º -(J(KL+%+) = : :# 4.1.1.11. Deriva. En la zona de estudio, durante la realización del vuelo fotogramétrico pueden obtenerse resultados no deseados como disminución de los recubrimientos, mal seguimiento de los ejes en cada pasada o zonas vacías en el solape. Esto puede deberse al empuje del viento sobre el RPA. Por tanto, se debe tener en cuenta este desplazamiento producido por el viento y corregirlo por medio del parámetro de la deriva, obtenido componiendo vectorialmente las velocidades del viento y el dron, es decir, el triángulo de vientos. M$ M% M& N O Esquema 9 Triángulo de vientos. Elaborado en AutoCAD. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 24 de 115 La velocidad resultante y la deriva pueden obtenerse de las siguientes relaciones, a partir de los parámetros que se observan en el anterior esquema: M& )5'(N) = M% )5'(N + O) M$ )5'(O) = M% ∗ M$ )5'Q180 − (N + O)S = M% ∗ )5'(O) )5'(N + O) Siendo: o Vr: velocidad del dron. o Vv: velocidad del viento. o Vt: velocidad respecto al terreno. Resultado de sumar las fuerzas anteriores. o N: ángulo de deriva. o O: dirección del viento. 4.1.1.12. Fotogrametría aérea sobre agua. El carácter investigativo del presente trabajo fin de máster tiene su punto de partida en la problemática que conlleva la elaboración de fotogrametrías aéreas sobre el agua, superficie sobre la que productos comoortomosaicos o modelos digitales obtenidos a partir de un post procesamiento de los vuelos, no son posibles de construir. Existen escasos documentos que traten la fotogrametría aérea con este fin, ya que los estudios temporales realizados a través de modelos y productos fotogramétricos, prácticamente en la totalidad de las ocasiones responden a necesidades del terreno o elementos (obras civiles como puentes, carreteras, etc.) que no presentan los problemas característicos del agua. A partir de los parámetros fotogramétricos previos, pueden deducirse estas dificultades: - Al tratarse de una superficie continuamente cambiante debido a la rugosidad superficial, se captan diferencias de reflectancia de la luz. - Según el momento del vuelo y por tanto, el ángulo de incidencia de la luz solar sobre la superficie, los fotogramas pueden encontrarse sobreexpuestos por la cantidad de luz recibida por el objetivo, perdiendo información en los píxeles más brillantes de la imagen (zonas quemadas). FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 25 de 115 - Por último, el mar desde una perspectiva aérea constituye una superficie mayormente homogénea. Combinando dicha cualidad con los principios previos, un espacio cambiante con diferentes puntos de reflectancia, imposibilita en la mayoría de las ocasiones la extracción de puntos clave o puntos de empate y emparejamiento de fotogramas durante el procesamiento inicial de las imágenes. Puesto que el objetivo primero del proyecto es dar respuesta a la problemática expuesta por Innoceana y conseguir un método viable de estudio para el ecosistema del sebadal a partir de fotogrametría aérea, la investigación conducirá a obtener la combinación de factores fotogramétricos que posibilitan en mayor medida dicho objetivo. Persiguiendo este propósito, durante los trabajos de campo anteriormente detallados, se llevaron a cabo variaciones en los distintos vuelos, destacando los filtros empleados, alturas de vuelo o inclinación de la cámara. Con ello, en vista de los resultados y productos logrados tras el post procesamiento, se recopilarán en la metodología las conclusiones y lecciones aprendidas sobre la fotogrametría aérea más adecuada para el estudio del fondo de Abades. Ilustraciones 12 y 13 Fotogramas con zonas quemadas y de distinta reflectancia. Obtenidas con dron. Ilustraciones 14 y 15 Par fotogramétrico con insuficientes puntos de empate. Obtenidas con dron. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 26 de 115 4.1.2. MATERIAL: DJI MAVIC 2 PRO. El dron DJI Mavic 2 Pro es un modelo de vehículo aéreo no tripulado (RPA) de ala móvil tipo rotatoria o de hélices, con un peso de 907 gramos, altitud máxima de servicio sobre el nivel del mar de 6000 metros y con una potencia capaz de alcanzar los 72 km/h. Sus dimensiones son: - Plegado: 21 x 91 x 84 mm (largo x ancho x alto). - Desplegado: 322 x 242 x 84 mm (largo x ancho x alto). - Diagonal: 354 mm. Su autonomía varía entre los 29 – 31 minutos, según las condiciones de vuelo, es capaz de resistir cargas de viento de 29 – 38 km/h y temperaturas entre -10°C y 40°C. Cuenta con un almacenamiento interno de 8 Gb, además de ranura para tarjeta SD; y emplea satélites GPS + GLONASS con un rango de precisión vertical de ±0,5 m y horizontal de ±1,5 m. 4.1.2.1. Cámara. Se encuentra integrada una cámara Hasselblad, con sensor 1” CMOS, 20 megapíxeles y una resolución máxima o tamaño de fotografía de 5472 × 3648 píxeles, con un tamaño de píxel de 2,41 x 2,41 µm. En cuanto a objetivo, cuenta con las siguientes especificaciones: - Longitud de la focal en película de 35mm: 28 mm. - Distancia focal: 10,26 mm. - Ángulo de visión (FOV): 77°. - Luminosidad: f/2,8 – f/11. Cabe destacar como parámetros relevantes de su fotografía el rango ISO, 100 – 3.200 en modo automático y 100 – 12800 en modo manual, la velocidad de obturación, con un obturador electrónico de 8 – 1/8.000 s y los modos de disparo: simple, en ráfaga, exposición automática en horquillado e intervalos. Sus formatos de fotografía son JPEG y DNG. Ilustraciones 16 y 17 Dron DJI Mavic 2 Pro. Fuente: dji.com FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 27 de 115 4.1.2.2. Sistema de detección. Se trata de un sistema de detección omnidireccional, que engloba la detección de obstáculos delantera, trasera, superior, inferior, izquierda y derecha. - Frontal y trasero: alcance de detección de 20 – 40 m, velocidad de detección efectiva hasta 12 m/s y campo de visión horizontal de 40° y vertical de 70°. Detecta superficies con un patrón definido y una iluminación adecuada. - Superior e inferior: alcance de detección de 11 – 22 m. Detecta superficies reflectantes difusas, con un patrón definido y una iluminación adecuada. - Lateral: velocidad de detección efectiva hasta 8 m/s y campo de visión horizontal de 80° y vertical de 65°. Detecta superficies con un patrón definido y una iluminación adecuada. Ilustración 18 Detalle de la cámara Hasselblad. Fuente: dji.com Ilustración 19 Detalle del sistema de detección. Fuente: dji.com FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 28 de 115 4.1.3. ADQUISICIÓN DE DATOS. El trabajo de campo es una parte fundamental en proyectos que se enmarcan en las acciones de Cooperación al Desarrollo. De esta forma, se tiene un contacto directo con las necesidades a las que se trata de dar solución y se lleva a cabo una serie de tareas en la zona de actuación, basadas en la recopilación de datos e información necesaria, desde una perspectiva más real y un mayor grado de concienciación. Tanto el desplazamiento a la zona de trabajo como la realización de dichas tareas fue gracias a la colaboración entre la Universidad Politécnica de Madrid y la ONG Innoceana, quienes pusieron a disposición a su equipo y el instrumental requerido, con la intención de realizar las tomas de datos de la mejor manera y más eficiente posible. Las campañas se desarrollaron entre los meses de julio y agosto de 2021, durante la estancia en Tenerife. Desde la población de Piedra Hincada en la zona oeste de la isla, se acudía con una frecuencia de 1 – 2 veces por semana a la costa de Abades, donde se efectuaban distintos trabajos o actividades desde primera hora de la mañana. Allí, se aplicaron las metodologías necesarias para para la obtención del material de campo requerido y poder elaborar paralelamente dos proyectos complementarios, uno basado en fotogrametría submarina para la generación de modelos 3D del sebadal y, por otra parte, la generación de cartografías o modelos 2D mediante fotogrametría aérea basada en RPAs. Por tanto, las actividades que se hicieron durante estas campañas pueden clasificarse en tres categorías en función del TFM al que aportan mayormente la información recabada: - Vuelos de dron. - Toma de puntos de control. - Buceos y snorkel. A lo largo de los siguientes apartados se desarrollan las dos primeras, actividades referentes a la fotogrametría aérea. 4.1.3.1. Vuelos de dron. Como se ha indicado anteriormente, la fotogrametría es una técnica que permite la reconstrucción de terrenos y superficies a partir de imágenes aéreas. Permite conocer las propiedades geométricas de un objeto o una superficie, como es el caso, a partir de la información obtenida a través de varias imágenes con información redundante. En otraspalabras, para reconstruir fielmente la superficie costera de Abades, esta debe aparecer en un número suficiente de imágenes; ya que la información repetida es la que permite extraer su estructura. Esto se consigue gracias al solapamiento entre fotogramas consecutivos, también denominado recubrimiento, solape u overlap. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 29 de 115 Es imprescindible definir adecuadamente dicho solapamiento, tanto longitudinal como transversalmente. En cada fotograma deben aparecer elementos tomados en la imagen predecesora y sucesora. De igual manera con las fotografías que representen los laterales, deben contener parte de la información que ya aparezca previamente y parte de la que aparezca a continuación. El porcentaje de solape suele oscilar entre 60% - 90% y habitualmente viene calculado por el software de planificación de vuelos, así como la trayectoria o altura. Esta última es de vital importancia ya que determinará la resolución lograda. Por tanto, un buen trabajo de planificación en los vuelos para el correcto empleo de los programas de planificación es la clave para obtener unos resultados óptimos, ya que estos se encargan de calcular secuencias de disparos a partir de la posición esperada del dron, altura y solape deseado. Los parámetros mencionados, junto con ciertos condicionantes que dificultan los vuelos durante las salidas de campo realizadas por Innoceana y que fueron identificados por la ONG previamente a nuestra llegada a destino, son los factores que han caracterizado la forma de proceder durante las campañas. Muchos de ellos se encuentran estrechamente relacionados con las dificultades planteadas a cerca de la fotogrametría aérea sobre agua, como: - Hora de vuelo y luz, relacionada directamente con el reflejo sobre la superficie y la luz entrante en el mar. - Sustrato: los fondos de arena negra no contrastan con los parches de sebadal y complican su identificación. - Orografía: relieves costeros como acantilados pueden proyectar sombra sobre la superficie de estudio. - Rugosidad superficial del mar. - Visibilidad y turbidez. - Profundidad. En primer lugar, durante los días anteriores a la salida se realizaba una labor de investigación con el objetivo de identificar el mejor día para el vuelo y que las características climáticas y marinas fuesen lo más idóneas posibles. Para ello, se extraían datos del clima, viento, oleaje y nivel del mar, entre otros, de una fuente fiable y contrastada como es la página web de Puertos del Estado (https://portus.puertos.es/#/). Se tomo la información del punto SIMAR 4025011. Pto. Simar 4025011 Meteo Viento (m/s) Dirección de procedencia del viento (°) Altura significante del oleaje (m) Dirección media de procedencia del oleaje (°) Periodo medio (s) Vuelo 5 Soleado 8,60 54° 1,37 m 56° 4,08 s Tabla 2 Muestra de los datos del vuelo 4 recopilados antes de una campaña. Fuente: Puertos del Estado. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 30 de 115 Una vez elegido el día para realizar el vuelo, se procedía con la salida de campo. En total se realizaron seis campañas durante la estancia en Tenerife y se completaron ocho vuelos con el dron. Se utilizó el modelo DJI Mavic 2 Pro y el software Pix4D Capture para la planificación de cada vuelo, cuyas características se recopilan en el presente apartado 4.1. Fotogrametría. La motivación de hacer distintos vuelos fue la de ir variando, en cada uno de ellos, alguno de los parámetros como altura, filtro empleado, superficie barrida, ángulo de la cámara u overlap. Así, durante el procesamiento se tendrán diferentes condiciones sobre las que trabajar y generar los modelos fotogramétricos. Además, un cambio significativo entre vuelos fue el logro de los proyectos automáticos, con grandes diferencias respecto a los vuelos manuales llevados a cabo hasta la fecha por Innoceana: - Modo manual: modo de operación en el cual el dron es operado de forma remota y recibe una serie de órdenes de vuelo como trayectoria, número de fotografías o altura. De esta forma, el operador determina parámetros de vuelo como el solape de una manera menos precisa y la batería permite un menor tiempo de vuelo. - Modo automático: el operador de vuelo define una ruta y los parámetros de esta a través de un software de planificación, que calcula factores como la altura de vuelo en función de la superficie barrida o el número de imágenes a tomar según el solape requerido; y el dron la recorre de forma auto pilotada. Optimiza el uso de la batería, permitiendo de dos a tres vuelos con una carga. Por último, otra característica relevante junto con la tipología de vuelo, overlap, altura y superficie barrida, que se varió a lo largo de las diferentes campañas, fue el filtro. El dron DJI Mavic 2 Pro incluye una serie de filtros de densidad neutra (ND) utilizados para reducir la cantidad de luz que entra al sensor, permitiendo más control de la apertura de la cámara, tiempo de exposición, ajustes de sensibilidad y más opciones de exposición para la fotogrametría. Ilustraciones 20 y 21 Par fotogramétrico del vuelo 7. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 31 de 115 Como resultado de todo lo anterior, se llevaron a cabo los ocho proyectos de vuelo mencionados, cuyas características y datos se muestran en el apartado 4.1.5 Resultados. De todos ellos se descargaron las fotografías realizadas por el dron y en los vuelos automáticos, el software Pix4D Capture generó un resumen del plan de vuelo y un informe con los datos más relevantes para el post proceso. Ilustración 22 Resumen de la planificación del vuelo 7. Fuente: Pix4D Capture. Ilustración 23 Informe del vuelo 7. Fuente: Pix4D Capture. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 32 de 115 4.1.4. MATERIAL: PIX4D CAPTURE. El software Pix4D Capture es una aplicación gratuita de planificación de vuelos con drones para mapeos 2D y modelados 3D. Sus características principales son: - Flexibilidad: permite volar drones multicópteros y de ala fija, activar los sensores RGB, multiespectrales y térmicos, y planificar las misiones en línea o sin conexión. - Precisión: define la altitud en relación con la distancia de muestreo del suelo (GSD) que se necesita, fija el ángulo de la cámara, la superposición de imágenes y la velocidad de vuelo. - Automatización: carga imágenes directamente desde el dispositivo al software de fotogrametría para su procesamiento. En primer lugar, se debe seleccionar el dron a utilizar. La aplicación admite drones de DJI, Parrot y Yuneec, tres de los mayores fabricantes de drones del mercado. Tras la configuración inicial, la interfaz muestra las diferentes misiones disponibles según las necesidades. Posteriormente, se ajusta el plan de vuelo y los parámetros del dron, definiendo el tamaño de la superficie a mapear, el overlap longitudinal y transversal, el ángulo de la cámara y la altura de vuelo. Tras comenzar el vuelo, la aplicación facilita la supervisión en vivo usando la vista de mapa y de cámara. La primera proporciona la telemetría en vivo e incluye información como altitud y velocidad de vuelo. El modo cámara se tiene imagen en vivo con la vista de cámara. Ilustración 24 Selección del tipo de misión en Pix4D Capture. Fuente: Pix4D Capture. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADAEN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 33 de 115 Los resultados pueden comprobarse gracias al resumen e informe de vuelo generados por la aplicación. Se han recopilado a continuación. Ilustración 25 Definición de la superficie a mapear y altura de vuelo. Fuente: Pix4D Capture. . Ilustración 26 Parámetros de vuelo. Fuente: Pix4D Capture. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 34 de 115 4.1.5. RESULTADOS. El resultado del trabajo de campo llevado a cabo durante la estancia en Tenerife puede definirse como la información y material necesario para su tratamiento durante la fase de procesamiento, con el fin de desarrollar los objetivos tanto generales como específicos del proyecto. La creación de ortomosaicos y modelos de la zona de Abades es el pilar fundamental de la metodología a elaborar para Innoceana ya que, gracias a ellas, la organización será capaz de desempañar sus labores de estudio de la variación temporal del sebadal y posterior recuperación de los ecosistemas. Los datos que se recopilan a continuación constituyen la base para la obtención de dichos productos. A partir de los resultados se llevará a cabo una discusión acerca de los métodos empleados en cuanto a los procedimientos a mejorar en los futuros trabajos y estudios sobre el sebadal. 4.1.5.1. Vuelos de dron. Se muestra un par fotogramétrico de cada vuelo realizado y posteriormente una tabla resumen que recopila los parámetros más relevantes. Como se puede apreciar, entre los diferentes vuelos se han variado algunos de estos parámetros, con ánimo de encontrar la combinación idónea para la metodología. - Vuelo 1: - Vuelo 2: no se llevó a cabo debido a las condiciones climáticas. - Vuelo 3: Ilustraciones 27 y 28 Par fotogramétrico del vuelo 1. Ilustraciones 29 y 30 Par fotogramétrico del vuelo 3. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 35 de 115 - Vuelo 4: - Vuelo 5: - Vuelo 6: - Vuelo 7: Ilustraciones 31 y 32 Par fotogramétrico del vuelo 4. Ilustraciones 33 y 34 Par fotogramétrico del vuelo 5. Ilustraciones 35 y 36 Par fotogramétrico del vuelo 6. Ilustraciones 37 y 38 Par fotogramétrico del vuelo 7. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 36 de 115 - Vuelo 8: Vuelo Fecha Zona Modo Hora Tiempo de vuelo (min:seg) Tipo de misión Superficie barrida (m x m) Filtro Overlap Altura de vuelo (m) Ángulo (°) Nº imágenes 1 21/7/21 Abades Manual 9:00 – – – Ninguno – 118 90 51 2 26/7/21 Abades No se pudo volar 18:30 – – – – – – – – 3 29/7/21 El Balito Automático 20:10 05:10 Grid 47 x 28 Ninguno 80% - 70% 40 90 28 4 4/8/21 Abades Automático 9:46 21:11 Grid 150 x 130 Ninguno 80% - 80% 40 90 284 5 6/8/21 Abades Automático 10:44 08:49 Grid 250 x 250 ND4 70% - 70% 118 45 63 6 12/8/21 Abades Automático 10:28 08:04 Grid 200 x 150 ND4 80% - 80% 118 45 64 7 12/8/21 Abades Automático 10:41 07:43 Grid 200 x 150 Polarizado 80% - 80% 118 45 64 8 12/8/21 Abades Automático 10:56 08:53 Double Grid 200 x 150 Polarizado 70% - 70% 118 80 75 9 12/8/21 Abades Automático 11:14 07:05 Grid 190 x 150 Polarizado 80% - 80% 118 45 56 Además, se obtuvo la recopilación de datos climatológicos de las horas en que se llevaron a cabo, que juegan un papel fundamental en la metodología, para poder indicar los momentos más favorables para realizar los vuelos. Vuelo Fecha Zona Clima Viento (m/s) Dirección de procedencia del viento (°) Altura significante del oleaje (m) Dirección media de procedencia del oleaje (°) Periodo medio (s) 1 21/7/21 Abades Soleado 6,81 39 (NNE) 1,58 m 56 4,61 2 26/7/21 Abades Soleado 12,65 53 (NE) 2,13 57 4,49 3 29/7/21 El Balito Soleado – – – – – 4 4/8/21 Abades Soleado 7,66 48 (NE) 1,02 55 3,51 5 6/8/21 Abades Soleado 8,60 54 (NE) 1,37 56 4,08 6 12/8/21 Abades Soleado 8,21 36 (NNE) 0,67 49 2,94 7 12/8/21 Abades Soleado 8,21 36 (NNE) 0,67 49 2,94 8 12/8/21 Abades Soleado 8,17 49 (NE) 0,73 53 2,97 9 12/8/21 Abades Soleado 8,17 49 (NE) 0,73 53 2,97 Tabla 3 Resultados de los vuelos con RPA. Elaborada en Excel. Tabla 4 Datos climatológicos de los vuelos. Elaborada en Excel. Ilustraciones 39 y 40 Par fotogramétrico del vuelo 8. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 37 de 115 4.1.5.2. Parámetros fotogramétricos. A partir de los conceptos detallados en el presente apartado, los parámetros fotogramétricos que resultan de los distintos vuelos son: - Tipo de vuelo: vertical, con ángulos de cámara de 45° y 80°. Tras el procesamiento, se concluirá con que inclinación se consiguen mejores resultados. - Escala: o Altura de vuelo de 118 m y distancia focal según especificaciones de 10,26mm: 5 = 6 - = 118 10,26 ∗ 10'( = 11.500 3 = 1 5 = 1/11.500 o Altura de vuelo de 40 m y distancia focal según especificaciones de 10,26mm: 5 = 6 - = 40 10,26 ∗ 10'( = 3.900 3 = 1 5 = 1/3.900 - Distancia de muestreo del suelo: según las especificaciones de la cámara Hasselblad del dron DJI Mavic 2 Pro, la resolución es de 5472 x 3648 píxeles, el tamaño de píxel de 2,41 x 2,41 µm y la distancia focal 10,26 mm. o Altura de vuelo de 118 m: 9:; = ) ∗ 6 - ∗ :" = [(5472 ∗ 2,41)/1000)] ∗ 118 ∗ 100 10,26 ∗ 5472 = 2,77 _%/<&` Dimensiones de terreno capturado en un fotograma: 151 x 101 m. 5472 ∗ 2,77 100 = 151 % 3648 ∗ 2,77 100 = 101 % FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 38 de 115 o Altura de vuelo de 40 m: 9:; = ) ∗ 6 - ∗ :" = [(5472 ∗ 2,41)/1000)] ∗ 40 ∗ 100 10,26 ∗ 5472 = 0,94 _%/<&` Dimensiones de terreno capturado en un fotograma: 51 x 34 m. 5472 ∗ 0,94 100 = 51 % 3648 ∗ 0,94 100 = 34 % - Recubrimiento o solape: atendiendo a las consideraciones para fotogrametría aérea, se han empleado valores cercanos a las recomendaciones: o Longitudinal: 80%. o Transversal: 70%. - Número de fotogramas: a pesar de poderse aplicar la fórmula fotogramétrica que relaciona las superficies neta y sobrevolada, es preferible no limitar el número de fotogramas y que sea función de los valores fijados para los parámetros de los que depende, solape y superficie a sobrevolar. - Deriva: atendiendo a las especificaciones del modelo, se considera no volar con rachas de viento cercanas al límite resistente del dron (cargas de viento de 29 – 38 km/h) y nunca superiores al mismo. De esta forma se simplifica la planificación de vuelo. 4.1.6. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. En el marco de la fotogrametría aérea, teniendo en cuenta los parámetros tanto teóricos como prácticos detallados, el objetivo de aplicación de los trabajos de campo y los productos finales a generar derivados del procesamiento, un proyecto fotogramétrico óptimo será fruto de una correcta planificación de vuelo. En combinación con esta planificación, juega un papel fundamental la plataforma empleada, es decir, el dron con el que se realizan los trabajos, así como su carga de pago. Estos elementos poseen una gran versatilidad, con aplicaciones en diferentes ramas de la ingeniería civil, pero deben ser escogidos acorde ala misión a desempeñar y los productos finales esperados. A la vista de los resultados recopilados, las tareas de fotogrametría aérea en la zona de estudio pudieron optimizarse mejorando tres aspectos fundamentales: las condiciones y planificación de los vuelos, la plataforma y la carga de pago. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 39 de 115 4.1.6.1. Condiciones y planificación de los vuelos. En primer lugar, los vuelos fotogramétricos dependen enormemente de las condiciones meteorológicas, afectando a la viabilidad de la misión. Algunos de estos condicionantes son la nubosidad, fuertes vientos como en el caso del vuelo 2 y precipitaciones. En los resultados se aprecia como en los trabajos de campo en la costa de Abades la hora del día e iluminación ha afectado en gran medida a los fotogramas tomados. Como se ha expuesto previamente, la fotogrametría aérea sobre agua conlleva una dificultad añadida a causa de la rugosidad superficial, diferencias de reflectancia y sobreexposición a la luz por la incidencia solar. Por ello, gran parte de las imágenes no podrán ser empleadas durante el procesamiento y generación de resultados, siendo imposible la tarea de extracción de puntos clave entre ellas (véase la discusión de los resultados de procesamiento, pág. 66). Además, dado que se trata de un proyecto de fotogrametría aérea clásico, del que se pretende obtener un ortomosaico, los parámetros de vuelo han de ser fijados durante la planificación acorde a este objetivo. En Tenerife, se variaron las alturas de vuelo, solapes y ángulos de cámara en búsqueda de una combinación adecuada para cartografiar el sebadal. Las discusiones son las siguientes: - Las inclinaciones de cámara a 45° y 80° se efectuaron tratando de salvar la reflectancia solar sobre el mar y logrando capturar puntos de costa en todos los fotogramas para el emparejamiento automático en la fase de procesamiento. No obstante, no fueron acertadas ya que impiden la reconstrucción de la zona en plano cenital, es decir, generar el ortomosaico. - Las alturas de vuelo bajas, como en las misiones 3 y 4, tienen una distancia de muestreo baja y mayor nivel de detalle. A pesar de ello, el objetivo de estos vuelos es el de cubrir y cartografiar la mayor superficie de sebadal posible para determinar su evolución temporal. Por tanto, en estos trabajos, volar cerca de la altura máxima permitida por la plataforma (118 m) fue un acierto. - En cuanto al solape, junto con la altura de vuelo mencionada y teniendo en cuenta la superficie a sobrevolar, en la mayoría de las ocasiones ha sido el correcto, generando una media de 60 – 70 imágenes por vuelo. Misiones con una altura de vuelo baja y un solape elevado, como la 4, no son útiles en cuanto a los tiempos y requisitos de procesado que conllevan esa cantidad de fotogramas. - Los filtros de densidad neutra usados (polarizado y ND4) han resultado de utilidad creando un mayor contraste entre el sebadal y el fondo marino, facilitando su apreciación. Sin embargo, no logran evitar la saturación y brillos en ciertos puntos de la imagen. No es la solución adecuada para disminuir este efecto. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 40 de 115 En el apartado 5. Lecciones aprendidas, así como en el Anexo I. Metodología, se tratará de dar solución a estas problemáticas mediante técnicas de planificación de vuelo y georreferenciación de los fotogramas. 4.1.6.2. Plataforma y carga de pago. La plataforma y carga de pago son elementos que no se escogen únicamente en función de los trabajos a ejecutar ya que en la mayoría de las situaciones pesa más el producto final del proyecto. En general, este resultado puede ser la imagen bruta o un producto derivado de ella, como modelos digitales y ortomosaicos. La plataforma empleada ha sido un dron de ala rotatoria, recomendado para el mapeo de superficies de tamaño medio en las que el objetivo es generar un resultado a partir de los fotogramas. Sus motores de hélices le aportan gran estabilidad y permite la parada del dron para tomar las imágenes. Por el contrario, las vibraciones incluyen un pequeño error durante la captura, que sumado a la superficie compleja que se está sobrevolando, dificulta las operaciones de procesamiento. Sin embargo, utilizar un dron de ala fija con este propósito no es la solución adecuada. En cuanto a la carga de pago, la cámara Hasselblad cumple con los requisitos, ya que cuenta con unas especificaciones suficientes para abordar los trabajos. Son los elementos de georreferenciación los que realmente supondrían una mejora notable tanto en las tareas de campo como de procesamiento. Contar con dispositivos auxiliares capaces de aplicar georreferenciación directa a los fotogramas como un GPS RTK, capaz de proporcionar correcciones en tiempo real y obtener coordenadas precisas para los fotogramas, eliminaría la problemática de los puntos de control del terreno y de la falta de emparejamiento automático en imágenes de fotogrametría aérea sobre agua. Modelos del mismo fabricante que el dron DJI Mavic 2 Pro, como el DJI Phantom 4 RTK, introducen esta mejora y ofrecen niveles de precisión centimétricos. Ilustración 41 DJI Phantom 4 RTK. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 41 de 115 4.2. CONTROL TERRESTRE. 4.2.1. PUNTOS DE CONTROL DEL TERRENO. La fotogrametría aérea, como se ha desarrollado previamente, consiste en fotografiar la superficie objeto desde diferentes posiciones, obteniendo fotogramas que abarquen parte de dicha superficie y posteriormente, determinar su posición y orientación, corrigiendo los fallos capturados y así representar fielmente el terreno. En la fase de procesamiento, más concretamente durante la orientación de los fotogramas (véase el apartado 4.3. Procesamiento), es necesario conocer las coordenadas altimétricas (X e Y) y altimétrica (Z) de una serie de puntos del terreno, obtenidas durante el trabajo de campo, para poder ajustar la escala del modelo estereoscópico y su nivelación. Se denominan puntos de control del terreno (GCP) y son puntos empleados como apoyo durante esta fase, orientando y georreferenciando los fotogramas durante el procesamiento. Se reconocen como señales o marcas en el terreno fácilmente identificables desde la perspectiva aérea y pueden emplearse con dos objetivos: - Ground Control Points: puntos de apoyo durante el procesamiento. - Check Points: puntos de validación para la precisión fotogramétrica. En esta fase se indica de forma manual al programa la posición de los puntos distribuidos en el terreno sobre las fotografías. Al introducir los puntos y por tanto sus coordenadas, el software los posiciona sobre la primera orientación, con cierta imprecisión derivada del error de georreferenciación de las imágenes. Al recolarse sobre los fotogramas se cumple con el objetivo de los puntos de control, corregir ese error y validar el resultado. Esto se realiza para cada punto en cada uno de los fotogramas en los que aparece. Las coordenadas se adquieren en la zona de estudio, empleado dos métodos: - Procedimientos topográficos clásicos. - Utilización de instrumentación GPS. Como se indica en el apartado 4.2.3 Material: Garmin eTrex 10, durante las campañas llevadas a cabo en Abades, se empleó un GPS cuyas especificaciones quedan recopiladas, reduciendo así la complejidad de las operaciones, tiempo invertido y costes. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página42 de 115 4.2.2. ADQUISICIÓN DE DATOS. Los puntos de control del terreno o ground control points (GCP) son puntos de los que se conocen sus coordenadas y se utilizan como apoyo para la orientación y georreferenciación de las fotografías aéreas durante la fotogrametría. Plataformas y softwares como Pix4D, Agisoft o Global Mapper son capaces de procesar dichos puntos de control. De esta forma se consigue aumentar la precisión de los resultados con un rango de error menor, de 3 – 10 cm, en comparación con el procesamiento de imágenes sin puntos de control. El piloto debe colocar por cada punto de control una referencia visual (un objeto o una marca en la superficie) que deben ser claramente visibles desde el aire y localizables en varias fotografías. Para obtener las coordenadas de estos puntos y fijar su localización es necesario utilizar un GPS de alta precisión. Así, se establece una correspondencia entre lo que se captura en las fotografías y su coordenada geográfica precisa. Con tal objetivo, se utilizó un modelo de GPS Garmin eTrex 10 cuyas especificaciones se recogen el apartado siguiente. Las coordenadas en grados decimales de los seis puntos de control del terreno que pueden observarse a continuación se encuentran en el apartado 4.2.4 Resultados. 01 02 03 04 05 06 Ilustración 42 GCP en la costa de Abades. Elaborado en QGIS. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 43 de 115 Adicionalmente, durante las campañas en Abades se tomaron coordenadas GPS con dos objetivos diferentes a la fotogrametría aérea. Por una parte, practicando snorkel sobre el límite somero del parche de sebadal conocido, se registraron coordenadas sucesivas para su implementación en QGIS y tener una fuente más de datos sobre la que estudiar la evolución del sebadal junto con la ONG. Además, para el proyecto de fotogrametría submarina de sebadales 3D, con una acción conjunta de dos equipos, uno de snorkel y un segundo de buceo, se tomaron las coordenadas de los sebadales fotografiados para su reconstrucción 3D. A partir de estos puntos GPS de los que se conoce su profundidad, será posible la obtención de batimetrías a partir de imagen. Asimismo, se recopilan estos puntos de coordenadas y profundidades conocidas (PPC) en el apartado 4.2.4 Resultados. Leyenda Sebadal denso Sebadal medio Sebadal disperso Coordenadas GPS nuevo límite Ilustración 43 Coordenadas GPS del nuevo limite somero del parche de sebadal. Elaborado en QGIS. 01 02 03 04 06 04 Ilustración 44 PPC en la costa de Abades. Elaborado en QGIS. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 44 de 115 4.2.3. MATERIAL: GARMIN eTREX 10. El modelo Garmin eTrex 10 es un GPS de mano compacto que presenta un diseño duradero, resistente al agua y con una autonomía prolongada que lo convierte en un gran dispositivo para este tipo de trabajos de campo. Entre sus especificaciones cabe destacar: - Cuenta con una interfaz de usuario cómoda e intuitiva gracias a la pantalla de 2,2 pulgadas monocromática fácil de leer en cualquier situación de iluminación. - Mapa base mundial. - Dispone de un receptor GPS con WAAS de alta sensibilidad y predicción por satélite, que localiza la posición de forma y precisa, además de mantener la ubicación incluso en zonas cubiertas. - Emplea satélites GPS y GLONASS adquiriendo la posición un 20% más rápido, fijando la posición con 24 satélites. - Autonomía de 25 horas. Ilustración 45 GPS Garmin eTrex 10. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 45 de 115 4.2.4. RESULTADOS. Las coordenadas de los puntos que se recopilan a continuación forman parte del trabajo de campo llevado a cabo durante la estancia en destino. Complementan los vuelos realizados sobre la costa de Abades y constituyen una pieza clave para la consecución de los objetivos del proyecto. A partir de los resultados obtenidos, se llevará a cabo una discusión acerca de los métodos empleados y las lecciones aprendidas en cuanto a los procedimientos a mejorar e implementar en los futuros trabajos y estudios sobre el sebadal. 4.2.4.1. Puntos de control del terreno. En primer lugar, la toma de los puntos de control del terreno se trata de una fase a desarrollar en la metodología solicitada por la ONG Innoceana. Paralelamente, estos puntos se emplearán como apoyo durante la fase de procesamiento, orientando y georreferenciando los fotogramas, para corregir los errores introducidos por la primera referenciación realizada por el software y validar los resultados con mayores precisiones. 4.2.4.2. Puntos de profundidad conocida. Además, los puntos de profundidad conocida registrados durante los trabajos conjuntos de buceo y snorkel, en conjunto con los productos derivados del procesamiento fotogramétrico, se emplearán para cumplir con el objetivo específico de obtener batimetrías de la zona a partir de imagen. GCP 01 02 03 04 05 06 Latitud 28.14154 28.14128 28.14107 28.14107 28.14104 28.14080 Longitud -16.43994 -16.44014 -16.44021 -16.44022 -16.44036 -16.44048 PPC 01 02 03 04 05 06 Latitud 28.14114 28.14069 28.14047 28.14059 28.14077 28.14093 Longitud -16.43912 -16.43893 -16.43840 -16.43829 -16.43800 -16.43793 Profundidad (m) 5,0 6,8 8,1 7,8 7,3 7,0 Tabla 5 Coordenadas en grados decimales de los GCP. Tabla 6 Coordenadas en grados decimales de los PPC. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE MEMORIA Página 46 de 115 4.2.5. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. Una vez recopilados los puntos de control del terreno y los puntos de profundidad conocida, se procede a realizar una discusión de estos resultados, así como de su optimización, lo cual en sucesivos proyectos facilitará las labores de procesamiento posteriores. Principalmente, es necesario tratar los métodos de señalización de los puntos sobre el terreno y su medición a través del uso de sistemas auxiliares que aporten mayor precisión, y la señalización en el agua. 4.2.5.1. Señalización y medición. La señalización para la adquisición de puntos de control del terreno y puntos de validación es una tarea fundamental para que su identificación en los fotogramas sea posible. Además, simplifica en gran medida los trabajos de procesamiento, disminuyendo los errores cometidos e incrementando la capacidad de emparejamiento automático y la exactitud del modelo. A la hora de planificar un vuelo fotogramétrico es recomendable seleccionar las ubicaciones aproximadas de los puntos como paso previo a la salida de campo, mediante estudios de la zona haciendo uso de mapas cartográficos, modelos digitales u ortoimágenes, de libre acceso en el centro de descargas del Instituto Geográfico Nacional. Una vez en el terreno, dichos puntos se han de señalizar con dianas o marcas en el suelo que el piloto sea capaz de identificar visualmente, tanto en la misión como en los fotogramas. Durante los trabajos de campo, debido a la falta de material, no se llevó a cabo tal señalización, utilizando puntos singulares de la costa fácilmente reconocibles en su lugar. De esta forma se incurrió en errores de precisión, dificultando las tareas posteriores. Ilustraciones 46 y 47 Dianas (45) y marcas (46) de señalización en el terreno. FOTOGRAMETRÍA AÉREA BASADA EN RPAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FANERÓGAMAS MARINAS EN EL FONDO DE ABADES, TENERIFE
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