Pontificia universidad javeriana facultad de ingenieria carrera de ingenieria de sistemas



Descargar 18,37 Mb.
Página1/45
Fecha de conversión27.01.2017
Tamaño18,37 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   45



CIS1510AP03

GENERACIÓN MODELOS DE ELEVACION DIGITAL A PARTIR DE IMÁGENES OBTENIDAS DESDE VEHÍCULOS AEREOS NO TRIPULADOS (UAVs).

ERICK JULIÁN CORAL CRESPO

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ, D.C.

2015

CIS1510AP03

Generación modelos de elevación digital a partir de imágenes obtenidas desde vehículos aéreos no tripulados (UAVs).



Autor:

Erick Julián Coral Crespo


MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO DE SISTEMAS

Director

Ing. Javier Francisco López Parra M.Sc



Jurados del Trabajo de Grado

Ing. César Julio Bustacara Medina M.Sc.

Ing. Miller Gómez Mora M.Sc.

Página web del Trabajo de Grado

http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS1510AP03

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ, D.C.

Junio, 2015



PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

Rector Magnífico

Jorge Humberto Peláez Piedrahita, S.J.



Decano Facultad de Ingeniería

Ingeniero Jorge Luis Sánchez Téllez



Director de la Carrera de Ingeniería de Sistemas

Ingeniero Germán Alberto Chavarro Flórez



Director Departamento de Ingeniería de Sistemas

Ingeniero Rafael Andrés González Rivera



Artículo 23 de la Resolución No. 1 de Junio de 1946

“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus proyectos de grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral católica y porque no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se vean en ellos el anhelo de buscar la verdad y la Justicia”
AGRADECIMIENTOS
Primero quiero agradecer a Dios que es el dueño de la vida por haber permitido estar culminando mis estudios, así mismo por brindarme la capacidad de afrontar los retos y dificultades que se presentaron a lo largo de este camino, darme la sabiduria de tomar las mejores desiciones, abrirme el camino correcto para llegar a donde estoy y finalmente por darme la oportunidad de conocer compañeros, amigos que me brindaron su ayuda, su conocimiento y experiencias vividas a lo largo de mis estudios.
Agradezco a mi Padre Luis Coral,a mi Madre Amparo Crespo, mi Hermana Yeni Coral por su amor, apoyo incondicional, brindarme sus concejos con el fín de tomar mejores desiciones así como ayudarme a ser una persona mejor en formación en valores pero siempre de la mano de Dios, a pesar de las dificultades que se presentaron a lo largo de mis estudios siempre estuvieron dispuestos a colaborarme sin retribución alguna, ya que como siempre me lo han dicho buscaran lo mejor para mi. A mi novia Gabriela Pulido por brindarme su amor sin medida, por tener las palabras correctas en el momento indicado, buscar siempre que tenga presente las prioridades en mi vida y su apoyo incondicional.
Agradezco a mi Director de Trabajo de Grado, Ing. Javier Lopez por haberme brindado su conocimiento, apoyo, tiempo y valiosos consejos para el desarrollo de mi Trabajo de Grado siempre buscando la obtención de un trabajo de calidad.
Finalmente, agradezco a la empresa Advector en especial al Ing. Rodrigo Escobar por brindarme sus conocimientos, consejos, tiempo y constante apoyo en el desarrollo de las pruebas concernientes al desarrollo del Trabajo de Grado.

CONTENIDO


CONTENIDO 5

INTRODUCCIÓN 1

I - DESCRIPCIÓN GENERAL 2

1.Oportunidad, Problemática, Antecedentes 2



1.1.Formulación del problema que se resolvió 3

2.Justificación del problema 3



2.1 Impacto Esperado 4

3.Descripción del Proyecto 4



3.1Objetivo general 4

3.2Objetivos específicos 4

4.Metodología 5



4.1Método Cientifico / Fases Metodológicas 5

II – MARCO TEÓRICO 6

1.Marco Contextual 6



1.1 Trabajo de Investigación 1 6

1.2 Trabajo de Investigación 2 7

1.3 Trabajo de Investigación 3 7

2.Marco Conceptual 8



2.1 Fotogrametría 8

2.2 Fotografía Aérea 12

2.3 Modelos de Elevación Digital (DEM) 17

III – ANÁLISIS 23

1.Variables 23



1.1 Captura de fotografías aéreas haciendo uso del UAV 24

1.2 Generación nube de puntos a partir de las imágenes capturadas 25

1.3Procesamiento nube de puntos y generación DEM. 26

2.Método Generación Modelos de Elevación Digital a partir de fotografías capturadas por UAV 26



2.1 Fase I 27

2.2 Fase II 30

2.3 Fase III 31

3.Software propuesto Fase III 33



3.1 Propósito 33

3.2 Alcance 34

3.3 Características del Usuario 34

3.4 Limitaciones 35

3.5 Suposiciones y dependencias 35

3.6 Vista general de la aplicación de software 35

4.Análisis de Herramientas 36



4.3 Herramientas Implementación Fase II 36

4.4 Herramientas Implementación Fase III 38

5. Plan de Pruebas 39



IV – DISEÑO 39

1.Metodología de desarrollo de software 40

2.Diseño Arquitectural 40

2.1.Vista de contexto 40

2.2.Vista de composición 41

2.3.Vista lógica 42

V – DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN 45

1.Iteración Número 1 45



1.1Determinar Objetivos 45

1.2Analizar Riesgos 45

1.3Desarrollo y validación 46

2.Iteración Número 2 47



2.1Determinar Objetivos 47

2.2Analizar Riesgos 47

2.3Desarrollo y validación 48

3Iteración Número 3 50



3.1Determinar Objetivos 50

3.2Analizar Riesgos 50

3.3Desarrollo y validación 51

VI – RESULTADOS 52

1.Prueba I – Terreno sin Vegetación, Obtención Modelo de Elevación Digital a partir de nube de puntos obtenida por fotografía aérea con UAV. 52

1.1Propósito 52

1.1Fase I 52

1.2Fase II 54

1.3Fase III 55

1.4Análisis de Resultados 59

2Prueba II – Terreno con Vegetación, Obtención Modelo de Elevación Digital a partir de nube de puntos obtenida por fotografía aérea con UAV. 61



2.1Propósito 61

2.1Fase I 61

2.2Fase II 63

2.3Fase III 64

2.4Análisis de Resultados 67

VII – CONCLUSIONES 68

1.Análisis de Impacto del Desarrollo 68

2.Conclusiones y Trabajo Futuro 69

VIII- REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA 72

IX - ANEXOS 75



ABSTRACT

The document that follows is the result of a Graduation Project, which is developing a new method for the production of Digital Elevation Models (DEM) from capturing aerial photographs using Unmanned Aerial Vehicles (UAV), which through the generated model can be displayed altimetry land values chosen as a case study.

RESUMEN

El documento que se presenta a continuación es el resultado de un Trabajo de Grado, en el cual se desarrolló un nuevo método para la obtención de Modelos de Elevación Digital (DEM) a partir de la captura de fotografías aéreas haciendo uso de Vehículos Aéreos no Tripulados (UAV), donde a través del modelo generado se pueden visualizar los valores altimétricos de un terreno elegido como caso de estudio.


INTRODUCCIÓN


Los Modelos de Elevación Digital (DEM), son estructuras numéricas que describen las características morfológicas de un terreno, tambien catalogado como una representación de la distribución espacial de la altitud de la superficie del terreno.

El presente Trabajo de Grado propone un nuevo método para la obtención DEM a partir de la captura de fotografía aérea haciendo uso de Vehículos aéreos no Tripulados (UAV), para su obtención se realiza la adquisición de la nube de puntos asociada al terreno a partir de la fotografía aérea donde se obtienen los valores altímetricos haciendo uso de algorítmos de visión estereo multiple. Posteriormente, se propone una herramienta de software que concluye con la implementación del metodo para la obtención del modelo de elevación digital.

El documento de la memória se encuentra compuesto por la sección del marco teórico que contextualiza al lector acerca de los trabajos que se han realizado con UAV’s para la obtención DEM , así como los conceptos relacionados con la temática. La sección de análisis se compone por el desarrollo del método propuesto para el desarrollo del Trabajo de Grado, así como la descripción del proceso de levantamiento de requerimientos y diseño arquitectural de la herramienta de software propuesta para la obtención de modelos de elevación digital.

La sección de desarrollo de la solución y resultados, se compone de la descripción del proceso de implementación de la herramienta de software basado en la metodología de desarrollo de software elegída, así como la ejecución de pruebas que validan la solución propuesta con su respecto análisis de resultados.

Finalmente, se presentan las conclusiones, análisis de impacto y trabajo futuro a desarrollar para dar continuidad al desarrollo de la temática tratada en el presente Trabajo de Grado.

I - DESCRIPCIÓN GENERAL

  1. Oportunidad, Problemática, Antecedentes


Durante los últimos años, los vehículos aéreos no tripulados, han ido tomando cada vez más fuerza en diferentes campos del conocimiento, constituyéndose como una seria alternativa a la aviación tripulada en determinado tipo de misiones y aplicaciones. Dentro de las ventajas y beneficios que ofrecen se encuentra:

  • Fácil y rápido despliegue en misión.

  • Adaptabilidad gracias a sus cargas útiles modulares.

  • Gran maniobrabilidad y poder de acceso a sitios inaccesibles para vehículos tripulados.

  • Menor peso, menor consumo de energía.

  • Menor impacto ambiental (menos emisiones de CO 2) como de ruido.

  • Menor coste de mantenimiento y elevada relación coste/eficiencia. ([Jos08])

En la actualidad una de las técnicas más empleadas es la fotogrametría ([GAR12]), la cual nos permite realizar mediciones en el tamaño, forma y posición en base a fotografías, es por esto que se ha querido dar uso al equipamiento integrado en los vehículos aéreos no tripulados para la captura de imágenes aéreas.


Por consiguiente, se observó la oportunidad para proponer un método alternativo para la obtención de modelos de elevación digital haciendo uso de esta tecnología emergente, dado que actualmente los métodos de captura de datos (directos, indirectos) de las características topográficas de un terreno tienen un alto costo, existe incertidumbre sobre algunos parámetros en la generación del DEM, así como problemas asociados a las fotografías capturadas por vuelos de gran escala.[VTP03]
    1. Formulación del problema que se resolvió


¿Cómo diseñar un método y una herramienta de software para generar modelos de elevación digital a partir de imágenes capturadas desde vehículos aéreos no tripulados (UAV)?
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   45


La base de datos está protegida por derechos de autor ©absta.info 2016
enviar mensaje

    Página principal