Se ha dicho muchas veces antes, pero es una verdad que vale la pena repetir: ninguna otra aplicación industrial es más adecuada para la tecnología de drones que el mapeo aéreo. Los drones han logrado revolucionar las industrias de mapeo y topografía, ayudando a las empresas a adquirir mapas y modelos más baratos, más rápidos y utilizando métodos más seguros.
Sin embargo, el mapeo no es algo en lo que un piloto de drones promedio pueda simplemente saltar. Para tener éxito en este campo, un piloto de drones necesita tener un conocimiento especializado de planificación de encuestas, procesamiento de datos y creación de mapas. ¿Cómo puede un piloto de drones entrar en este concierto? ¿Valdrá la pena todo el esfuerzo?
Necesitas una licencia de dron para volar comercialmente. La FAA te dará uno si apruebas el examen de la Parte 107.
Una breve historia de la topografía.
Un levantamiento topográfico, como su nombre lo indica, es un levantamiento que determina la topografía de un terreno midiendo la elevación de puntos individuales y reconstruyendo un modelo a partir de estos puntos. También conocido como levantamiento de tierras, los datos producidos por esta técnica permiten la identificación y medición precisas de estructuras naturales o artificiales dentro del área de levantamiento. El resultado de los datos procesados de un levantamiento topográfico suele ser un mapa de línea de contorno que muestra puntos de igual elevación o un modelo 3D completamente reconstruido de la topografía del área.
En la década de 1950, los levantamientos de tierras se realizaron únicamente utilizando técnicas de medición del suelo. Aunque las mediciones realizadas en el terreno son muy precisas y confiables (tan precisas que estas técnicas todavía se usan hoy en día), simplemente no son prácticas para cubrir grandes áreas de prospección. También estaban limitados a áreas que eran fácilmente accesibles para los humanos; después de todo, caminar por bosques y montañas mientras arrastraban todo el equipo de la encuesta no parecía una idea atractiva.
Aunque la fotografía aérea había sido una práctica bien establecida mucho antes de este tiempo, se usaba principalmente para tomar fotografías de campamentos enemigos durante la guerra. De hecho, fue con la ayuda de los militares que se desarrolló la tecnología que combina la fotografía aérea y la estereoscopía, la técnica de combinar dos fotografías para crear una imagen compuesta con profundidad. Esto allanó el camino para la forma más primitiva de mapeo aéreo donde se capturaron múltiples fotografías a bordo de un avión tripulado y se reconstruyeron minuciosamente.
La tecnología para crear mapas topográficos utilizando fotos aéreas permitió el mapeo de áreas que de otro modo serían inaccesibles. Con esta tecnología, el ejército de los EE. UU. Pudo crear mapas fielmente recreados de áreas devastadas por la guerra que utilizaron para elaborar planes detallados para sus operaciones. Sin embargo, había una gran limitación. Un solo proyecto de mapeo con aviones tripulados podría costar entre uno y cinco millones de dólares.
Este problema se convirtió en una oportunidad para que la tecnología de drones brille. El primer uso documentado de un avión no tripulado para mapeo aéreo fue en 1935, cuando el ejército británico usó el DH.82 Queen Bee controlado por radio como una herramienta alternativa de mapeo aéreo. Pasaron varias décadas antes de que los drones se volvieran ampliamente accesibles, pero aquí estamos: la era dorada de los drones.
¿Cuál es la importancia de los mapas topográficos?
Es fácil imaginar cuán importantes son los levantamientos topográficos para cualquier proyecto de infraestructura civil. De hecho, es una parte tan crítica del proceso de preparación y ejecución del proyecto que los agrimensores suelen ser una de las primeras personas que verás en el sitio del proyecto. El mapa topográfico resultante formará la base para los dibujos y diseños de ingeniería.
Las mediciones realizadas en el modelo 3D completamente navegable permitirán a los ingenieros del proyecto determinar la cantidad de camino que se debe establecer y la cantidad de tierra que se debe excavar. También brinda la oportunidad de identificar los peligros geológicos al inicio del proyecto para que se puedan implementar las medidas de mitigación adecuadas.
En entornos urbanos, también se realizan levantamientos topográficos para generar un modelo 3D del entorno circundante del proyecto. Aunque la mayoría de las estructuras hechas por el hombre capturadas por una encuesta topográfica también son visibles a simple vista, la encuesta puede capturar algunas cosas que un observador humano puede perderse. Estos pueden incluir cambios sutiles en la elevación de la superficie, la ubicación del límite, las características del agua, la ubicación de los árboles, los desagües y la presencia de líneas eléctricas.
¿Por qué usar drones?
Con el aumento de la popularidad de los drones como herramienta de mapeo, seguramente debe haber muchos beneficios al usar esta tecnología. El mapeo basado en drones casi ha reemplazado a otros métodos de mapeo aéreo, aunque las mediciones a nivel del suelo todavía se pueden hacer para mejorar en gran medida la precisión de un levantamiento basado en drones. ¿Qué hace que los drones encajen tan bien en el campo de la cartografía?
1. Barato
Si deseas hacer la forma tradicional de mapeo aéreo, la forma más fácil sería alquilar un helicóptero y contratar a un fotógrafo profesional. En general, este servicio podría costarte al menos $1800 por hora. Los trabajos excepcionalmente grandes pueden incluso requerir varios días para completarse, por lo que puedes imaginar cuán fácilmente se pueden acumular estos costos.
Por otro lado, puedes obtener un avión no tripulado de alto nivel profesional por la cantidad que pagarás por una hora de alquiler de helicóptero. El dron es suyo para usarlo como desees: los costos recurrentes de la propiedad del dron son muy pequeños. Incluso si cargas tu dron con todos los mejores accesorios y cámaras de alta calidad, tu total debería terminar entre $5000 y $10,000. Este es un gran descuento de las tarifas de alquiler de helicópteros, y tu equipo debería servirte bien durante los próximos años.
2. Rápido
Aunque un helicóptero tiene una velocidad de avance mucho más alta que cualquier dron, la velocidad de movimiento no es el nombre del juego cuando se trata de mapeo aéreo. Después de todo, el avión todavía necesita moverse lo suficientemente lento para poder capturar suficientes imágenes aéreas. Donde realmente brilla un dron es en qué tan rápido un mapeador profesional puede tenerlo en el cielo. No hay un largo proceso de reabastecimiento de combustible, ni largas listas de verificación previas al vuelo; solo asegúrate de tener una batería cargada, que todos los sensores de tu dron estén calibrados y que tengas el permiso para volar tu dron en el área de inspección.
3. Preciso y repetible
Si terminas usando drones para hacer mapas aéreos, lo más probable es que no vueles mucho tú mismo. Los drones populares disponibles en la actualidad son compatibles con muchas aplicaciones de planificación de encuestas que pueden automatizar toda la ruta de vuelo de los drones por ti. Todo lo que necesitas hacer es definir el área que necesitas ser encuestada, y la aplicación mostrará una ruta de vuelo. La aplicación de planificación de la misión manejará la velocidad con la que vuela el dron, el movimiento del cardán y cuántas imágenes se capturarán.
Además de la conveniencia que ofrece esta característica, un proceso totalmente automatizado evitas las incertidumbres y los errores inherentes a las operaciones impulsadas por humanos. No habrá posibilidad de que los resultados de tu encuesta se vean afectados porque estabas volando demasiado rápido o erráticamente a lo largo de la ruta de vuelo prescrita.
La mayoría de las aplicaciones incluso te permiten guardar los parámetros utilizados para las encuestas completadas para que puedas usarlos nuevamente. Esto hace que los estudios basados en drones sean completamente repetibles, lo que puede ser una herramienta útil para monitorear cambios en la topografía o la elevación a lo largo del tiempo.
4. Versátil
Una cosa que debes recordar acerca de tu dron de mapeo es que no tiene que permanecer en los límites del mapeo. Si has construido una plataforma para realizar estudios aéreos, entonces la configuración de tu dron debería ser lo suficientemente buena para una gran cantidad de otras aplicaciones comerciales. La fotografía con drones siempre es grande. Como ya tienes un buen dron con una cámara de alta calidad, ¿por qué dejarías pasar la oportunidad de ganar un poco de dinero extra? Las empresas de construcción incluso podrían estar interesadas en obtener tus servicios para la inspección de sus instalaciones. Solo asegúrate de tener tu licencia de la Parte 107.
Además, tu dron no tiene que usarse estrictamente para negocios. No olvides que volar un dron es divertido. ¿Por qué no te quitas los fines de semana y llevas tu dron a la playa? Incluso puedes disfrutar de volar con tu dron en un campo abierto.
Factores a tener en cuenta al entrar en topografía topográfica basada en drones
Al igual que lo que hemos dicho antes, el mapeo basado en drones probablemente no sea para todos. Además de desarrollar el dominio del vuelo con drones, deberás estar familiarizado con las aplicaciones y el software que ayudarán en la recopilación, el procesamiento y la interpretación de los datos de la encuesta. Antes de comenzar con tu carrera de mapeo de drones, estas son las cosas que debes considerar:
1. Tipo y modelo de dron
Si vas a hacer un mapeo de drones usando fotogrametría, entonces todo lo que necesitas tener en tu dron es una cámara de alta resolución y un módulo GPS. Cualquier dron de grado profesional de una marca de buena reputación funcionará, como el Phantom 4 Pro o el Yuneec Typhoon H Plus. Cuando se usan estos drones, las cámaras y el GPS trabajan juntos para crear imágenes geoetiquetadas que serán emparejadas píxel por píxel por un software de procesamiento para generar un modelo 3D.
Sin embargo, los drones aptos para la fotogrametría tienen una limitación evidente. Dado que dependen de las cámaras, las encuestas de mapeo realizadas en áreas muy boscosas terminarán captando cientos de imágenes de árboles. Las cámaras estándar no tienen capacidad para perforar la cubierta del dosel para ver la topografía subyacente. Por lo tanto, puedes terminar con un mapa topográfico muy inexacto.
En estos casos, tendrás que optar por un potente sensor LiDAR. Este tipo de sensor se basa en la diferencia de tiempo entre emisión y reflectancia de miles de pulsos láser, lo que te permite inferir el tamaño de las características dentro del área de estudio. Lo bueno de estos láseres es que pueden penetrar a través de la vegetación para capturar una imagen más precisa de la topografía de un área.
Desafortunadamente, un sensor LiDAR noes algo en ningún modelo de dron estándar, no importa lo caro que sea. Para un sensor tan especializado, tendrás que confiar en drones con mecanismos flexibles de carga útil como el DJI Matrice 600. La potencia de elevación superior y la estabilidad de vuelo del Matrice 600 se adaptan bien a un estudio LiDAR de drones.
2. Métodos de encuesta
Lo que muchas guías sobre encuestas basadas en drones no mencionan es que no puedes confiar solo en los resultados de su encuesta si deseas producir un mapa topográfico verdaderamente preciso. Aún deberás realizar mediciones en el suelo en forma de puntos de control de suelo (GCP).
Estos puntos están indicados por indicadores de alto contraste que los hacen destacar en las imágenes aéreas tomadas por un dron. La ubicación de estos drones a lo largo de un sistema de coordenadas geodésicas se mide con el mayor nivel de precisión posible, ya que servirán como «anclas» para el mapa topográfico producido por el estudio.
Como mapeador profesional de drones, será tu decisión si necesitas usar GCP o cuántos GCP te gustaría usar. Una encuesta con más GCP siempre será mejor, pero marcar GCP es un proceso realmente tedioso y largo. También puedes retrasar tu proyecto, ya que acceder a estos GCP puede no ser tan fácil como volar un avión no tripulado sobre ellos. Al final, es un compromiso entre varios factores diferentes.
3. Software de planificación de encuestas
Con suerte, no planeas volar manualmente tu dron y capturar cientos de imágenes aéreas. Hoy en día, la planificación de encuestas es tan fácil como instalar una aplicación en tu teléfono y conectarla a tu dron. Hay un par de opciones populares para mapeadores de drones principiantes y experimentados. Pix4D, DroneDeploy y PrecisionMapper son algunas de las soluciones de software de mapeo de punta a punta más confiables que podemos recomendar.
Si tienes un dron DJI, entonces tu mejor opción es usar DJI GroundStation Pro. Esta es la propia aplicación de planificación de encuestas y gestión de vuelos de DJI. Con DJI GS Pro, puede hacer proyectos detallados de mapeo incluso con el Mavic Pro ultraportátil. El mapa base que usa la aplicación proviene de Apple Maps, por lo que viene con la limitación de ser solo compatible con dispositivos Apple.
4. Software de procesamiento de datos
Una vez que termines una encuesta de fotogrametría, tendrás cientos o miles de imágenes aéreas superpuestas que deben coincidir entre sí, píxel por píxel, para generar el mapa topográfico. Este paso requiere mucha potencia de procesamiento, más de lo que tienen la mayoría de las configuraciones de computadoras de escritorio.
Para evitar este problema, la mayoría de las plataformas de software de procesamiento de mapas ofrecen procesamiento basado en la nube. Esto funciona al cargar todas las imágenes capturadas en la encuesta al servidor en la nube del desarrollador, donde las computadoras más potentes la procesan. Los resultados pueden ser descargados por el usuario.
Las plataformas de software de mapeo de extremo a extremo que mencionamos anteriormente (Pix4D, DroneDeploy y PrecisionMapper) ofrecen este servicio. También hay algunas excelentes opciones de código abierto (como WebODM) que se pueden usar de forma gratuita, dado que puede superar el obstáculo técnico inicial para usarlas. En cualquier caso, estas plataformas de software pueden variar en los tipos de salida que puede ofrecer a sus usuarios, pero deben cubrirse todos los tipos de salida básicos. Estos incluyen modelos 3D, mapas de contorno, ortomosaicos y nubes de puntos.
5. Software de mapeo
Un modelo topográfico 3D, tan simple como se ve cuando ve uno por primera vez, contiene mucha información que puedes analizar y manipular para satisfacer varias necesidades industriales. Puedes resaltar áreas que corresponden a un umbral de altitud, hacer análisis de pendientes para identificar peligros geológicos o identificar ríos y arroyos para posibles fuentes de agua.
Para manipular los datos del modelo 3D o para obtener más información de él, necesitarás un buen software GIS. ArcGIS es prácticamente el estándar de oro, aunque aún puedes obtener buenos resultados utilizando la versión gratuita de QGIS o GlobalMapper. Desde funciones básicas como los cálculos de distancia, área y volumen, hasta la creación de gráficos de perfil o análisis estadísticos, estas plataformas de software SIG pueden ampliar enormemente lo que puedes hacer con tus datos.
Ser un experto en SIG también es una opción profesional lucrativa, quizás incluso más lucrativa que ser un piloto profesional de drones. Si estás buscando desarrollar una carrera de nicho, una que no muchas personas son capaces de desarrollar, entonces desarrollar habilidades en una plataforma SIG será un muy buen movimiento.
¿Cuánto puede ganar un piloto de drones en este campo?
En definitiva, a todos los pilotos profesionales de drones les preocupa cuánto pueden ganar. Después de todo, hay una inversión considerable que debe hacerse en el equipo, la capacitación y las certificaciones antes de que uno pueda llamarse piloto de dron profesional. Entonces, ¿cuánto puede ganar un piloto de drones en la industria de mapeo y encuestas?
La respuesta no es tan sencilla. Incluso con una gran cantidad de pilotos profesionales de drones, la industria comercial de drones todavía es tan joven que realmente no hay una tarifa estándar para servicios específicos. En este momento, los esquemas de precios siguen siendo muy específicos de la región. Cuánto puede cobrar un piloto de drones en una ciudad importante podría ser demasiado para otro piloto en una zona rural. Incluso dentro de la industria de mapeo, los precios pueden variar según el nivel de resolución de mapeo que ofrezca y los entregables que comprometa al cliente.
La mayoría de los profesionales de mapeo de drones fijan sus precios entre $100 y $200 por hora. Esto es para un paquete mínimo de entregas que generalmente incluyen mapas ortomosaicos y modelos 3D. Si ofreces otros servicios, como mapas de agricultura de precisión o imágenes térmicas, puedes agregar una prima a la tarifa por hora. Los mapeadores de drones altamente experimentados pueden incluso cobrar hasta $500 por hora. También hay clientes de la industria que generalmente requieren datos de mayor resolución. Por lo tanto, los mapeadores de drones pueden cobrar más de las industrias de minería y petróleo y gas.
Independientemente de la tarifa que cobres, ten en cuenta que necesitas obtener un beneficio no solo del capital inicial que invirtió para tu equipo y capacitación. También deberás tomar nota de los gastos recurrentes, como tu suscripción de software, o el monto que pagas por el alojamiento de tu sitio web comercial. Dependiendo del trabajo, también puede haber algunos gastos comerciales para el viaje o los consumibles y piezas de repuesto de tu dron.
Pensamientos finales
Desarrollar una carrera como piloto de drones haciendo encuestas topográficas requiere mucho trabajo, sin mencionar una inversión financiera considerable. Para tener éxito, también necesitarás bastante conocimiento técnico sobre cómo funciona la ortorectificación de imágenes y cómo usar las plataformas de software SIG. Puede que no sea para todos, pero seguro paga bien.
La buena noticia es que los mapeadores de drones profesionales tienen el potencial de ganar mucho más que un piloto profesional de drones típico. El trabajo es duro, pero esperamos que las pautas que hemos proporcionado te ayuden a comenzar en el camino correcto.
