I Congreso de Estudiantes de Ingeniería Topográfica

Transcripción

1 I Congreso de Estudiantes de Ingeniería Topográfica ING RODY RODRIGUEZ MADRIGAL Unidad de Procesamiento Satelital (UPS) Área de Topografía, C.S. Estudios Básicos de Ingeniería Ingeniería & Construcción ICE Noviembre 2015

2 El Instituto Costarricense de Electricidad tiene por ley otorgada el 8 abril de 1949 la responsabilidad de suministrar energía eléctrica al país en forma sostenible. Costa Rica mantiene un crecimiento anual del 4% en el consumo eléctrico, lo que implica que al menos cada 5 años el ICE debe disponer de fuentes energéticas que permitan cubrir el 20% del consumo adicional. Además de la producción y transmisión de la energía eléctrica, el ICE es responsable, también, de la distribución de la misma en un 40% de territorio en específico en zonas rurales. Por tal razón el ICE ha invertido en tecnología de punta para realizar todas las actividades que impliquen obtener información topográfica en corto tiempo, a precio razonable y dentro de parámetros de calidad. Por ello se han desarrollado aplicaciones como las que se mencionan a continuación. Transcoord CR Estaciones de Referencia GNSS LiDAR aéreo LiDAR Terrestre

3 Con la promulgación del Decreto Ejecutivo # MJ-MOPT del 30 de marzo del 2007 se establece un único sistema de coordenadas para todo el país y amparado al Transitorio II, el ICE se abocó a desarrollar un programa que permitiera la transformación de las coordenadas en todos los sistemas vigentes y existentes en el país (Lambert Norte, Lambert Sur, CRTM90, CRTM98, CRTM05, UTM Z16N, UTM Z17N, Clarke 1866, y WGS 84).

4 EL ICE Cuenta con 19 Estaciones de Referencia GNSS. El Sistema opera en las modalidades Post Proceso y Tiempo Real (Internet). Brinda corrección diferencial a cualquier marca de equipos GPS o GNSS. Los datos se transmiten vía Internet-celular por cualquiera de las operadoras. La disponibilidad de la corrección diferencial depende de la cobertura celular e Internet. Liberia Nicoya Chomes Tilarán Tronadora Sangregado Muelle Los Chiles Orotina Río Frío Abejonal Angostura PH Reventazón Pérez Zeledón Pandora Buenos Aires Palmar Norte Río Claro Liverpool-Moín

5 LiDAR es el acrónimo de Light Detection And Ranging tecnología compuesta por: Se obtiene gran cantidad de información espacial equipo GNSS cañones laser cámara fotográfica sistema inercial de navegación todo instalado en una aeronave o vehículo. Curvas de nivel Modelos digitales de terreno Modelos digitales de elevación Modelos de superficie archivos en formato shape, dwg, dxf, ASCII,.las,.xyz, además de capas que contienen hidrografía Infraestructura vial (caminos, ferrocarriles) vegetación de diferente altura Construcciones nubes de puntos de diferente densidad, entre otros

6 LIDAR GNSS WGS 84 Lat Long alt. Elip INS Giros Yau Roll Pitch Laser h (n+1) = ( T * V luz) * Cos ) Laser h (n)= ( T/ * V luz)/2 6 Modificado de John Chance Land Survey

7 LIDAR Fotos 7 Modificado de John Chance Land Survey

8 Principio de Telemetría Láser Los pulsos láser son cronometrados desde la salida hasta el regreso al emisor y receptor. Distancia = (Tiempo total de viaje del pulso x la velocidad de la luz) / 2 Unidad de Medición de tiempo Diodo Emisor Diodo Receptor

9 Principios del sistema LiDAR Referencia de Orientación Eje - Y (Derecha) Eje -X (Adelante) Rotación sobre: Eje X Inclinación lateral (roll) Eje Y Inclinación frontal (pitch) Eje Z - Azimut Eje - Z (Abajo)

10 Principios del sistema LiDAR aéreo La foto es capturada en un rango entre 1 y 5 segundos, denpendiendo de la altura y velocidad del vuelo

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13 2 x 360 Escáner Laser Antena Integrada GNSS Cámaras de alta resolución digital Carcasa a prueba de agua y temperatura

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24 Las diferencias han sido en el orden del decímetro o menor

25 Levantamiento de detalles. curvas de nivel, perfiles y secciones transversales. Inventario de elementos (señales de tránsito, elementos de la red eléctrica, carreteras, infraestructuras, tuberías, oleoducto, vía férrea). Análisis temporales. Aplicación de auto detección de elementos

26 Punto de Control para LiDAR Terrestre.

27 Puntos de Control para LiDAR Terrestre.

28 Puntos de Control para LiDAR Terrestre.

29 Puntos de Control para LiDAR Aéreo. Con la ayuda de estos es posible generar los modelos fotogramétricos. Revisar la calidad de los levantamientos tanto La calidad de las fotos como la calidad del levantamiento

30 Características del LiDAR: Precisión Absoluta: 15 cm, horizontal y 10 cm, vertical. Precisión Relativa: 3 a 5 cm. Densidad de puntos: 20 por m 2 en zonas con escasa cobertura vegetal y 4 puntos por m 2 con abundante cobertura vegetal. Seguro para los ojos (eye safe). Promedio diario de levantamiento: 100 km. Separación entre estaciones GPS en tierra: 30 km. Capacidad para exportar a gran cantidad de programas de dibujo y de diseño.

31 PRODUCTOS LiDAR Terrestre

32 Paso a nivel. Ruta Naranjo-Florencia

33 Satélite. Pailas

34 Puente Río Virilla, cerca del Saprissa.

35 Puente Florencia-Naramjo.

36 Malla para generar curvas de nivel, Ruta Naranjo-Florencia.

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42 Zonas de inundación

43 40 35 Tiempos de medición Gráfico de comparación de tiempos. Con LiDAR aéreo 3 meses, incluyendo la entrega de todos los productos. Avances considerando lo siguiente: AÑOS Por Secciones 37 AÑOS Por curvas de Nivel 19 AÑOS 0.04 AÑOS Por secciones Por Curvas de nivel LiDAR 10 cuadrillas de 4 personas Trabajando todos los días del año. Terreno muy quebrado y ondulado Secciones cada 10 m y 500 m lineales de avance diario Curvas de nivel cada 1m y 1ha de avance diaria

44 Levantamiento de Campo Con Curvas de Nivel $10,000, $9,000, $8,000, $7,000, $6,000, $5,000, $4,000, $3,000, $2,000, PH Ayil PH Los Llanos PH RC500 PH Savegre PH RG430 PH Brujos I y Brujo II $1,000, $0.00 Costos con Topografía Convencional Total = $32,400, Costo por ha = $ Costos con Tecnología LiDAR Total = $ Costo por ha = $14.24

45 Embalse El Llano-Orosi, Cartago.

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51 Data Center en Guatuso, Cartago.

52 CONCLUSIONES - Aplicar levantamientos con LIDAR es más rápido, de menor costo, más confiable y más abundante la información que cuando se realizan con métodos convencionales o fotogramétricos. - Los datos obtenidos con tecnología LIDAR son comparables en calidad y precisión con los obtenidos por medios directos o convencionales, con la diferencia dominante en la cantidad de información por parte de LIDAR y la rapidez de cómo se obtiene. -El sistema es aplicable y versátil cuando se trata de datos topográficos que se requieren obtener rápidamente y proporciona un soporte para la administración de proyectos de: o construcción o levantamientos cartográficos o estudios en proyectos de generación eléctricos en todas sus obras o oleoductos o líneas férreas o carreteras o diques de protección civil o aplicaciones ambientales o cálculo preciso de volúmenes

53 RECOMENDACIONES a) Implementar el empleo de tecnología LIDAR en proyectos de gran envergadura en especial en proyectos del gobierno como estudios de carreteras, ferrocarriles, canales, por lo ventajoso en los costos, la calidad de datos y tiempos de entrega de la información especialmente si se debe entrar en procesos de expropiación que atrasarían los levantamientos topográficos. b) Si se requiere transferencia de tecnología se debe incluir en las especificaciones y requerimientos técnicos al momento de elaborar las especificaciones y los requerimientos.

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