Aplicación de la tecnología de Image Surveying a la medición de volúmenes de movimiento de tierras

vRTK, el primer receptor GNSS con doble cámara.

La medición del movimiento de tierras es un paso importante en la construcción del proyecto, que está directamente relacionado con la estimación de costes y la selección del esquema del proyecto. Por lo tanto, la unidad de ingeniería necesita medir el volumen de tierra antes de la construcción del proyecto. Para las unidades de ingeniería es importante calcular el volumen de tierra de forma rápida y precisa mediante mediciones.

Antecedentes del proyecto

Este proyecto es la segunda fase del Proyecto de Construcción de la Carretera de Zhengzhou, se espera que la longitud y la anchura de la carretera sean de 2,583 km y 50 metros respectivamente, y la línea roja de alcance de adquisición de tierras a lo largo de la línea central de la carretera a ambos lados será de 100 metros hacia el exterior. La carretera superará la mera comodidad para las comunidades locales en términos de transporte y vida cotidiana cuando el proyecto esté listo para su finalización y entre en servicio.

El 13 de junio de 2022, la direccion del proyecto fue notificada por el Dpto. del Comite Local de que la gran cantidad de residuos de construccion, generados durante la construccion, deben ser limpiados en el lugar especificado en el plazo de dos dias. Y se registrará con veracidad el volumen real de tierra y todo el proceso de construcción.

Análisis de los puntos débiles

la mayoría de los operadores suelen utilizar UAV y RTK para proyectos de topografía. Los drones profesionales requieren altas cualificaciones y técnicas de experiencia de los operadores, sin embargo, muchas de las unidades operativas carecen de pilotos profesionales. Y los RTK para la adquisición de puntos en el proyecto, requieren medir cada punto manualmente, lo que no sólo crea una gran carga de trabajo y consume mucho tiempo, sino que también hace que los puntos perdidos y sobre-medidos tengan grandes posibilidades. Además, a veces es difícil y peligroso medir la superficie irregular y desconocida del terreno.

Aplicación del programa

para aplicar las nuevas tecnologías al proyecto, el departamento de gestión de proyectos opta por utilizar Hi-Target vRTK en la medición del volumen de tierra junto con el Hi-Target V200 RTK existente.

Flujo de trabajo

1. Recogida sobre el terreno

el equipo A estaba aplicando el V200 RTK al trabajo topográfico. De acuerdo con la especificación GB/T 17160-1997 para la digitalización de mapas topográficos 1:500, 1:1000 y 1:2000, el Equipo A llevó a cabo la verificación del punto de control después de que la señal recibida por RTK desde la estación base CORS obtuviera el estado de solución fija. Cuando la precisión cumplió los requisitos, se pudo realizar el levantamiento topográfico detallado. Durante la operación, el Equipo A recogió y registró los puntos evidentes de los objetos terrestres cambiantes. Y para mejorar la eficiencia operativa sobre el terreno, los datos se recopilaron en modo de medición automática para reducir el tiempo de alineación de los puntos de centrado.

por el contrario, el equipo B utilizó el Hi-Target vRTK para llevar a cabo el trabajo de adquisición de datos en el lado opuesto de la zona de trabajo del equipo A, para evitar interferencias. A diferencia del equipo A, el equipo B aprovechó la tecnología de medición de imágenes del vRTK para la recopilación de datos una vez realizada la verificación de los puntos de control y comprobado que la precisión cumplía los requisitos.

2. Procesamiento de datos

los resultados de medición en tiempo real del V200 adquiridos por el equipo A pueden ser reconocidos por el software interno directamente después de convertir los datos al formato .dat. Importando el rango del área de medición, estableciendo el MDT y generando una red triangular o una cuadrícula cuadrada, se pueden exportar los datos del movimiento de tierras. El funcionamiento detallado se muestra en la figura siguiente.

la medición de imágenes de vRTK permitió al Equipo B procesar los datos en software de modelado popular, y además hacer coincidir los datos POS con fotos para triangulación aérea para exportar un modelo 3D. En vista del requisito en este proyecto fue la elevación del campo de nivel, por lo que el volumen de tierra se puede calcular directamente en el modelo, por otra parte, el procesamiento secundario de datos puede realizar más ricos resultados de datos de salida. Operación detallada en la siguiente figura.

Visualización de resultados

al comparar los dos resultados de medición de movimiento de tierras capturados por Hi-Target vRTK y Hi-Target V200 RTK, el departamento de proyectos quedó sorprendido por el rendimiento del vRTK. "Nunca habíamos pensado que el RTK pudiera medir puntos como una fotogrametría de aproximación, esto es mucho más eficiente que los anteriores métodos de medición de movimiento de tierras por todos los medios"

además del DLG (Digital Line Graphic), los datos de los resultados también incluyen el modelo 3D y el DEM (Digital Elevation Model), lo que hace que la construcción sea de gran eficacia.

Resumen del proyecto

en este caso de cálculo de movimiento de tierras, con la ayuda del RTK de alta precisión y las cámaras HD, el Hi-Target vRTK pudo realizar la medición de imágenes, lo que supuso grandes mejoras en términos de recopilación de datos sobre el terreno, procesamiento de datos y resultados de datos en comparación con los métodos de medición RTK tradicionales.

en primer lugar, la recopilación de datos sobre el terreno fue rápida. Basándose en su distinguida tecnología de medición de imágenes, Hi-Target vRTK fue capaz de capturar información sobre cualquier punto de la imagen a la vez, mientras que el RTK tradicional sólo puede adquirir información sobre un único punto a la vez. Por lo tanto, cuando se trataba de la misma carga de trabajo, el vRTK tardaba menos en terminar su trabajo.

en segundo lugar, el paso de procesamiento de datos fue eficaz. Los bytes de cada foto son pequeños y no exigen requisitos específicos al hardware del ordenador, aunque el proceso de datos interno del vRTK era complejo. El tiempo empleado en el procesamiento interno de datos puede compensar obviamente el tiempo dedicado a la adquisición de datos sobre el terreno.

en tercer lugar, los resultados de los datos estaban diversificados. No sólo el archivo DLG, sino también los resultados del modelo 3D, la ortofoto HD y los datos DEM pueden exportarse desde el vRTK para que el departamento de gestión de proyectos supervise y decida el progreso real del proyecto, y además apoye las decisiones gubernamentales. Mientras que la exportación de datos del RTK tradicional sólo admitía el formato DLG, y la conservación histórica de las pruebas, así como los problemas de almacenamiento, sólo pueden resolverse mediante la recuperación de datos.