Muy buenos días

Mediciones remota, Interferometría y modelos digitales de elevación, conceptos tecnológicos que convergen en la agrimensura actual.

Las fronteras del ejercicio profesional de la agrimensura fueron abiertas en la década de los años 90, hoy la bandeja de aplicaciones es combinada de acuerdo a la información requerida, siendo esta el punto de partida.

Hoy se obtienen informaciones valiosas de manera remota, con cierto grado de aproximación, a los fines de una orientación para toma de decisiones, esto es uno de los grandes desafíos de la agrimensura actual.

El producto cartográfico planetario establecido mediante teledetección topográfica es uno de los logros más importantes de la tecnología contemporánea. La tecnología moderna de teledetección planetaria mide ahora la topografía de planetas/satélites sólidos familiares, como Marte y la Luna, con una precisión sub métrica, y sus aplicaciones se extienden al cinturón de Kuiper del sistema solar. Sin embargo, debido a la falta de conocimientos fundamentales sobre la tecnología de teledetección planetaria, el público en general e incluso la comunidad científica a menudo malinterpretan estos asombrosos logros. Debido a esta brecha técnica, la información que llega al público a veces es engañosa y dificulta que la comunidad científica responda y aborde eficazmente esta información errónea. Además, la posibilidad de una interpretación incorrecta del análisis científico podría aumentar a medida que la propia investigación planetaria dependa cada vez más de herramientas y datos de acceso público sin una comprensión suficiente de la tecnología subyacente.

Se cree que el mapeo planetario comenzó con la primera observación de la Luna con un telescopio. Eso implica que la historia de las aplicaciones de la teledetección en la topografía planetaria es incluso más larga que la de la teledetección terrestre. Entre 1600 y 1800, muchos observadores intentaron representar la superficie planetaria dibujando mapas basados en la imagen del telescopio. El primero realizado para mediciones posicionales con un sistema de coordenadas fue el boceto de la Luna de Tobius Mayer en 1775.

En el siglo XX,compilaron imágenes telescópicas con varias condiciones de iluminación diferentes y produjeron un atlas lunar. Se considera el primer mapa cartográfico extraterrestre. En la década de 1960, el Centro de Información y Cartas de la Fuerza Aérea de EE. UU. (ACIS) y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) comenzaron a introducir tecnologías cartográficas modernas, como el procesamiento de imágenes y la fotogrametría estéreo para la cartografía planetaria.

A pesar de logros tan notables en las técnicas de teledetección para la reconstrucción de la superficie planetaria, todavía existe una falta de comprensión de los procesos de teledetección específicos de cada disciplina. Aunque la base técnica de la teledetección planetaria es similar a las técnicas convencionales de teledetección, se difunde información inexacta o ambigua al público y a la comunidad de investigación de la teledetección a través de noticias científicas e incluso algunas publicaciones académicas. Como resultado, incluso hoy en día, estos conceptos erróneos afectan la educación, la investigación y la planificación de proyectos relacionados con este campo.

La interpretación de imágenes planetarias para la extracción de datos topográficos depende principalmente del análisis fotogramétrico, aunque existen algunos casos en los que se aplica fotoclinometría, es decir, forma a partir del sombreado. Además, los puntos de registro y los datos del plano de altura base son necesarios si se aplica la corrección geodésica manual/automatizada.

La teledetección es la técnica de adquisición de datos de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales. La interacción electromagnética entre el terreno y el sensor, genera una serie de datos que son procesados posteriormente para obtener información interpretable de la Tierra.

La interferometría radar de apertura sintética (InSAR por sus siglas en inglés) utiliza información proveniente de sensores Radar de Apertura Sintética (SAR). Estos sensores activos emiten pulsos electromagnéticos en el espectro de las microondas, operan tanto de día como de noche y son capaces de ver el terreno a través de las nubes.

El radar interferométrico de apertura sintética , abreviado InSAR (o en desuso IfSAR ), es una técnica de radar utilizada en geodesia y teledetección . Este método geodésico utiliza dos o más imágenes de radar de apertura sintética (SAR) para generar mapas de deformación de la superficie o elevación digital , utilizando diferencias en la fase de las ondas que regresan al satélite o aeronave. La técnica puede potencialmente medir cambios en la deformación a escala milimétrica en períodos de días a años. Tiene aplicaciones para el monitoreo geofísico de peligros naturales, por ejemplo terremotos, volcanes y deslizamientos de tierra, y en ingeniería estructural , en particular el monitoreo de hundimientos y estabilidad estructural.

Se conocen como interferogramas a los mapas o imágenes generados calculando las diferencias de fase de dos imágenes tomadas de una misma zona de la superficie terrestre pero en momentos temporales diferentes.

El interferograma tiene como objetivo la generación de mapas de desplazamientos así como la elaboración de modelos digitales del terreno (MDT), también denominados mapas de elevación del terreno.

InSAR es el término más genérico e incluye todo. Muchas veces cuando se habla de técnicas más avanzadas de InSAR podemos encontrarnos con términos como Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar (DInSAR) o Multi-Temporal InSAR (MT-InSAR).

La precisión del InSAR para medir deformaciones del terreno es variable y proporcional a la longitud de onda radar utilizada. Normalmente varía desde unos pocos cm en intervalos de tiempo de pocos días (debido a que la señal está dominada por efectos atmosféricos) hasta pocos mm por año cuando se usan decenas de imágenes en intervalos de años. La precisión del InSAR para medir elevaciones del terreno es proporcional a la separación física entre las antenas radar que adquieren las imágenes, usualmente del orden de decenas de metros.

Hemos visto que calculando las diferencias de fase de dos imágenes de la misma zona pero adquiridas en momentos diferentes generamos los mapas denominados interferogramas. Sin embargo, no se ha explicado para qué se utilizan, es decir, cual es su aplicación o utilidad real en nuestro sector.

Utilizando series de interferogramas podemos inferir el desplazamiento o deformación de la superficie del suelo en ese periodo de tiempo. Para reducir al máximo los errores y separar la señal de deformación del resto de señales se trabaja con series temporales largas de interferogramas.

Esto permite por ejemplo la detección temprana y de forma completamente remota de cualquier deformación ocurrida en infraestructuras como puentes, presas, túneles, taludes o puertos.

La tecnología DInSAR nos permite la detección de forma temprana de cualquier deformación anómala en las infraestructuras para así mejorar y priorizar el mantenimiento preventivo del activo, y reducir costes e incidentes.

Se utiliza también para detectar subsidencias del terreno ocurridas por ejemplo por la extracción de agua de forma continuada de acuíferos. Estas subsidencias pueden afectar a las infraestructuras en superficie.

A partir del año 2004, desde las aulas académicas de las universidades dominicanas, se promovía un ajuste al programa formativo de la carrera de la agrimensura, incluyendo un cambio de nombre, eso fue fruto de lo grande que venía. Hoy podemos ver la transformación académica, técnica y tecnológica que definen el perfil del agrimensor en la actualidad.

Cómo cada lunes, comparto un tema con el colectivo de la agrimensura, este de hoy pareciera ser distante y es de los más utilizados de manera indirecta e inocente,para concluir, abordare una parte que se conecta a lo ya expuesto en el mismo.

El uso de modelos digitales de elevaciones (MDE ),en el ámbito de las ciencias de la tierra y en particular de la agrimensura , resulta cada vez más frecuente, debido principalmente a su alta disponibilidad y al creciente potencial analítico que ofrecen muchas herramientas de software.

Un modelo de elevación digital ( DEM ) o modelo de superficie digital ( DSM ) es una representación gráfica por computadora en 3D de datos de elevación para representar el terreno u objetos superpuestos, comúnmente de un planeta , luna o asteroide . Un «DEM global» se refiere a una red global discreta . Los DEM se utilizan a menudo en sistemas de información geográfica (SIG) y son la base más común para mapas de relieve producidos digitalmente . Un modelo digital de terreno ( DTM) representa específicamente la superficie del suelo, mientras que DEM y DSM pueden representar las copas de los árboles o los techos de los edificios .

Si bien un DSM puede ser útil para modelado de paisajes , modelado de ciudades y aplicaciones de visualización, a menudo se requiere un DTM para modelado de inundaciones o drenaje, estudios de uso de la tierra , aplicaciones geológicas y otras aplicaciones, y en ciencia planetaria .

Un modelo de elevación digital (DEM) es una representación de la superficie topográfica del suelo desnudo (tierra desnuda) de la Tierra, excluyendo árboles, edificios y cualquier otro objeto de la superficie.

Los DEM se crean a partir de una variedad de fuentes. Los DEM del USGS solían derivarse principalmente de mapas topográficos . Estos están siendo reemplazados sistemáticamente por DEM derivados de datos LIDAR de alta resolución e IfSAR (solo en Alaska).

No existe un uso universal de los términos modelo digital de elevación (DEM), modelo digital de terreno (DTM) y modelo digital de superficie (DSM) en la literatura científica. En la mayoría de los casos, el término modelo de superficie digital representa la superficie de la Tierra e incluye todos los objetos que se encuentran en ella.

La obtención de datos primarios confiables para su elaboración, así como la generación de productos derivados de alta calidad, son incumbencias innegables de la agrimensura.

Los usos comunes de los DEM incluyen:

1:Extracción de parámetros del terreno para geomorfología.

2:Modelado del flujo de agua para hidrología o movimiento de masas (por ejemplo, avalanchas y deslizamientos de tierra )

3:Modelado de la humedad del suelo con índices cartográficos de profundidad a agua (índice DTW)

4:Creación de mapas en relieve.

5:Representación de visualizaciones 3D .

6:Planificación de vuelos 3D y TERCOM

7:Creación de modelos físicos (incluidos mapas en relieve en relieve y modelos de terreno impresos en 3D)

8:Rectificación de fotografías aéreas o imágenes de satélite

9:Reducción (corrección del terreno) de las mediciones de gravedad ( gravimetría , geodesia física )

10:Análisis del terreno en geomorfología y geografía física.

11:Sistemas de información geográfica (SIG)

12:Diseño de ingeniería e infraestructura.

13: Navegación por satélite (por ejemplo GPS y GLONASS )

14:Análisis de línea de visión

15:mapeo base

16:Simulación de vuelo

17:simulación de tren

18:Agricultura de precisión y silvicultura [29]

19:Análisis de superficies

20:Sistemas de transporte inteligentes (ITS)

21:Seguridad automática/ sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS)

22:Arqueología.

Existe un DEM global gratuito alternativo llamado GTOPO30 ( resolución de 30 segundos de arco , aproximadamente 1 km a lo largo del ecuador), pero su calidad es variable y en algunas áreas es muy pobre. Un DEM de mucha mayor calidad procedente del radiómetro avanzado de emisión y reflexión térmica espacial (ASTER) del satélite Terra también está disponible gratuitamente para el 99% del mundo y representa la elevación con una resolución de 30 metros . Anteriormente, una resolución similarmente alta solo estaba disponible para el territorio de los Estados Unidos según los datos de la Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), mientras que la mayor parte del resto del planeta solo estaba cubierta con una resolución de 3 segundos de arco (alrededor de 90 metros a lo largo del ecuador). . SRTM no cubre las regiones polares y tiene áreas montañosas y desérticas sin datos (vacías). Los datos SRTM, derivados del radar, representan la elevación de la primera superficie reflejada, muy a menudo las copas de los árboles. Por lo tanto, los datos no son necesariamente representativos de la superficie del suelo, sino de la parte superior de lo que el radar encuentra por primera vez.

También hay DEM gratuitos disponibles para Marte : el MEGDR, o registro de datos cuadriculados del experimento de misión, del instrumento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) del Mars Global Surveyor ; y el Modelo Digital del Terreno de Marte (DTM) de la NASA.

OpenTopography es un recurso comunitario basado en la web para acceder a datos topográficos de alta resolución, orientados a las ciencias de la Tierra (datos LIDAR y DEM), y a herramientas de procesamiento que se ejecutan en sistemas informáticos básicos y de alto rendimiento junto con recursos educativos. OpenTopography tiene su sede en el Centro de Supercomputación de San Diego de la Universidad de California en San Diego y se opera en colaboración con colegas de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona y UNAVCO. El soporte operativo principal para OpenTopography proviene de la Fundación Nacional de Ciencias, División de Ciencias de la Tierra.

En fin, en el ámbito de la tecnología geoespacial y la teledetección, dos términos que surgen con frecuencia son LiDAR y DEM. Estas tecnologías desempeñan papeles cruciales en diversos campos, desde la vigilancia medioambiental hasta la planificación urbana.

LiDAR y DEM difieren en los métodos de recopilación de datos. LiDAR utiliza pulsos láser para mediciones 3D precisas, mientras que DEM representa la elevación en puntos de la cuadrícula. LiDAR ofrece mayor precisión para objetos detallados, mientras que DEM sirve para un análisis del terreno más amplio.

En la batalla de LiDAR vs DEM, no hay un ganador claro; Ambas tecnologías tienen sus puntos fuertes y aplicaciones. LiDAR brilla cuando la precisión y los datos 3D detallados son primordiales, mientras que DEM ofrece una solución rentable para un análisis del terreno más amplio.

Feliz y bendecido fin de semana, éxitos siempre!!!

Att: Ramón Oniel Jiménez Rodriguez

“No basta con hablar de paz; hay que creer en ella. Y no basta con creer; hay que trabajar para conseguirla».

Anna Eleanor Roosevelt