Ingeniería Geográfica y Ambiental · 2019
Aplicación de sistemas aéreos piloteados a distancia (RPAS) para el monitoreo de movimientos en masa en el municipio de Quebradanegra, Cundinamarca
En los últimos años, la tecnología de los Sistemas Aéreos Piloteados a Distancia (RPAS), ha venido transformando muchos campos, entre los cuales está la fotografía aérea como alternativa para la medición y procesamiento de imágenes de forma más efectiva y segura, reduciendo el tiempo, costos y ofreciendo una mayor resolución, permitiendo además realizar vuelos en zonas de difícil acceso; por tal razón, el presente trabajo de investigación busca implementar el uso de productos derivados del procesamiento de imágenes capturadas con los (RPAS); para su desarrollo se propone una metodología en la que se incluyen como herramienta fundamental para llevar a cabo los procesos necesarios en el movimiento en masa seleccionado del municipio de Quebradanegra. Inicialmente se realizan salidas de campo a la zona, en las que se tuvo en cuenta información secundaria y los datos obtenidos del reconocimiento del área, por medios terrestres, aéreos e información suministrada por la población; para así determinar la realización del monitoreo en la Vereda La Esperanza, así como generar las rutas en las que se ejecutaron las líneas de vuelo. Posteriormente se repite el proceso de toma de datos con el RPAS en diferentes tiempos, lo que permitió obtener resultados de los vuelos, que al ser procesados generaron productos como lo son los Orto mosaicos y DSMs, en los que es posible identificar los diferentes cambios relevantes para el estudio, como el comportamiento de los cuerpos de agua, los cambios en la cobertura vegetal, las distancias y direcciones del movimiento en masa, a lo largo de las diferentes temporalidades. Finalmente, se lograron resultados que, al ser procesados y analizados, llevaron a una conclusión favorable en cuanto a la utilidad y validez en el uso de los RPAS para el monitoreo de los movimientos en masa; por lo que se evidenció que este tipo de procesos son fundamentales para entender sus cambios, que, en algunos casos, es posible determinar diferentes dinámicas de las actividades naturales que suceden en zonas de peligro aportando a una mejor toma de decisiones.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 14
- ÁREA DE ESTUDIOp. 17
- 2.1 UBICACIÓNp. 17
- 2.2 Geografia Fisicap. 18
- 2.2.1 Relievep. 18
- 2.2.2 Geologíap. 18
- 2.2.3 Hidrologíap. 18
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 21
- PROBLEMA DE INVESTIGACIÓNp. 21
- HIPÓTESISp. 22
- OBJETIVOSp. 23
- 3.3.1 Objetivo generalp. 23
- 3.3.2 Objetivos específicosp. 23
- JUSTIFICACIÓNp. 24
- REVISIÓN DE LITERATURAp. 25
- ANTECEDENTESp. 25
- MARCO CONCEPTUALp. 28
- 4.2.1 Movimientos en masa:p. 28
- 4.2.2 Sistemas Aéreos Piloteados a Distancia (RPAS):p. 48
- ESTADO DEL ARTEp. 55
- METODOLOGÍAp. 63
- FASE I: SELECCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIOp. 64
- FASE II: SELECCIÓN DEL MOVIMIENTO EN MASAp. 64
- FASE III: PLANIFICACIÓN DE LOS VUELOS Y ADQUISICIÓN DE DATOSp. 65
- FASE IV: CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS RPASp. 68
- FASE V: COMPARACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE LOS RPAS FRENTE A SENTINEL-2p. 69
- FASE VI: VALIDACIÓN DE LOS RESULTADOSp. 70
- FASE VII: IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES DEL MOVIMIENTOp. 71
- RESULTADOS Y DISCUSIÓNp. 72
- SELECCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO Y MOVIMIENTO EN MASAp. 72
- COMPARACIÓN DE LOS RPAS FRENTE AL SENSOR SENTINEL-2p. 77
- APLICACIÓN DEL MODELO PROPUESTO PARA EL MONITOREO EN MOVIMIENTOSp. 78
- 6.4.1 Submodelo de Alturasp. 79
- 6.4.2 Submodelo de Cuerpos de Aguap. 90
- 6.4.3 Submodelo de dirección distancia/tiempop. 98
- VALIDACIÓN DE LOS PRODUCTOS DERIVADOS DEL MONITOREOp. 120
- 6.5.1 Cuerpos de agua y su relación con la dirección y las Alturas del movimientop. 120
- 6.5.2 La dirección y su relación con los cambios generados en el terrenop. 126
- 6.5.3 Identificación de las características del Movimiento en Masap. 131
- CONCLUSIONESp. 133
- RECOMENDACIONESp. 135
- REFERENCIASp. 136
- Gráfico 1 Frecuencias de Movimientos en Masap. 27
- Gráfico 2 Flujograma selección del movimiento en masap. 65
- Gráfico 3 Flujograma Fase Unop. 70
- Gráfico 4 Uso de los DSM y su Comparación entre Mesesp. 80
- Gráfico 5 Identificación de Cuerpos de Aguap. 90
- Gráfico 6 Modelo Dirección Distancia/ Tiempop. 98
- Gráfico 7 Lectura de Coordenadasp. 99
- Gráfico 8 Valores Medios Mensuales de Precipitación de la Provincia de Gualiváp. 120
- Ilustración 2 Elementos Morfológicos de un Movimiento en Masap. 33
- Ilustración 3 Caída Primaria y Secundariap. 37
- Ilustración 4 Volcamientop. 37
- Ilustración 5 Tipos de Volcamiento en Rocap. 38
- Ilustración 6 Volcamiento de Detritosp. 39
- Ilustración 7 Deslizamiento Rotacional Individualp. 41
- Ilustración 8 Deslizamiento Rotacional Sucesivop. 41
- Ilustración 9 Deslizamiento Rotacional Múltiplep. 42
- Ilustración 10 Deslizamiento Rotacional y Traslacionalp. 43
- Ilustración 11 Deslizamiento Rotacional Retrogresivop. 43
- Ilustración 12 Ejemplo de Flujosp. 46
- Ilustración 13 Deslizamiento Tipo Flujop. 46
- Ilustración 14 Creepp. 47
- Ilustración 15 RPAS DJI Series Phantom 4 pro V2.0p. 63
- Ilustración 16 Interfaz Aplicación Pix4Dp. 66
- Ilustración 17 Programación de los planes de vuelosp. 74
- Ilustración 18 Toma de puntos en campop. 75
- Ilustración 19 Uso y Procesamiento en Agisoft photoscanp. 76
- Ilustración 20 Comparación Imagen RPAS vs Sentinel-2p. 78
- Ilustración 21 Modelo 3D Desplazamiento horizontal de Alturas, Parte altap. 81
- Ilustración 22 Modelo 3D Desplazamiento horizontal de Alturas, Parte Mediap. 84
- Ilustración 23 Modelo 3D Desplazamiento horizontal de Alturas, Parte Bajap. 87
- Ilustración 24 Modelo 3D Cuerpos de Agua, Parte Altap. 92
- Ilustración 25 Modelo 3D Cuerpos de Agua, Parte Mediap. 93
- Ilustración 26 Modelo 3D Cuerpos de Agua, Parte Bajap. 96
- Ilustración 27 Modelo 3D Dirección Distancia/Tiempo, Parte Altap. 106
- Ilustración 28 Modelo 3D Dirección Distancia/Tiempo, Parte Mediap. 111
- Ilustración 29 Modelo 3D Dirección Distancia/Tiempo, Parte Bajap. 118
- Ilustración 30 Modelo 3D Relación cuerpos de agua y DSM, Parte Altap. 123
- Ilustración 31 Modelo 3D Relación cuerpos de agua y DSM, Parte Mediap. 123
- Ilustración 32 Modelo 3D Relación cuerpos de agua y DSM, Parte Bajap. 125
- Ilustración 33 Modelo 3D Relación Cambios y Direcciones, Parte Altap. 127
- Ilustración 34 Modelo 3D Relación Cambios y Direcciones, Parte Mediap. 129
- Ilustración 35 Modelo 3D Relación Cambios y Direcciones, Parte Bajap. 131
- Tabla 1 Notas de prensa por Movimientos en Masa en la Provincia de Gualivá (1994-2017)p. 25
- Tabla 2 Áreas vulnerables a deslizamientos en la jurisdicción de la CAR (1997-2010)p. 26
- Tabla 3 Factores condicionantes relevantes para cada tipo de Movimientos en Masap. 29
- Tabla 4 Factores Modificadores de Orden Antrópicop. 31
- Tabla 5 Clasificación de Movimientos en Masap. 34
- Tabla 6 Clasificación de Hutchinsonp. 35
- Tabla 7 Características de los Vuelosp. 67
- Tabla 8 Calendario Salidas a Campop. 68
- Tabla 9 Vuelos Respecto a la Parte del Movimiento en Masap. 69
- Tabla 10 Número de imágenes tomadas por el RPASp. 75
- Tabla 11 Comparación Resolucionesp. 77
- Tabla 12 Resultados de Cuerpos de Aguap. 96
- Tabla 13 Cálculos Parte Alta, Movimientop. 100
- Tabla 14 Coordenadas Parte Altap. 102
- Tabla 15 Distancias Parte Altap. 103
- Tabla 16 Cálculos Parte Media, Movimiento en Masap. 106
- Tabla 17 Coordenadas Parte Mediap. 110
- Tabla 18 Distancias Parte Mediap. 111
- Tabla 19 Cálculos Parte Baja, Movimiento y Riop. 114
- Tabla 20 Coordenadas Parte Bajap. 116
- Tabla 21 Distancias Parte Bajap. 116
- Tabla 22 Frecuencia total de la Dirección del Movimiento en masap. 119
- Tabla 23 Distancias Totales del Movimiento en masap. 119
- Mapa 1 Ubicación municipio de Quebradanegrap. 19
- Mapa 2 Geología de Quebradanegrap. 20
- Mapa 3 Localización Movimiento en Masap. 72
- Mapa 4 Recorte y Georreferenciación de Ortomosaicosp. 79
- Mapa 5 Comparación DSM parte alta totalp. 82
- Mapa 6 Comparación DSM Parte Alta Mes a Mesp. 83
- Mapa 7 Comparación DSM Parte Media Totalp. 85
- Mapa 8 Comparación DSM Parte Media Mes a Mesp. 86
- Mapa 9 Comparación DSM Parte Baja Totalp. 88
- Mapa 10 Comparación DSM Parte Baja Mes a Mesp. 89
- Mapa 11 Identificación de los Cuerpos de Agua Parte Altap. 91
- Mapa 12 Identificación de los Cuerpos de Agua en la Parte Mediap. 93
- Mapa 13 Identificación de los Cuerpos de Agua en la Parte Bajap. 95
- Mapa 14 Comportamiento Parte Altap. 105
- Mapa 15 Comportamiento Parte Mediap. 112
- Mapa 16 Distancias y Direcciones de Cambios Parte Bajap. 117
- Mapa 17 Relación Cuerpos de Agua y DSM Parte Altap. 122
- Mapa 18 Relación Cuerpos de Agua y DSM Parte Mediap. 124
- Mapa 19 Relación Cuerpos de Agua y DSM Parte Bajap. 126
- Mapa 20 Relación Cambios y Direcciones Parte Altap. 128
- Mapa 21 Relación Cambios y Direcciones Parte Mediap. 129
- Mapa 22 Relación Cambios y Direcciones Parte Bajap. 130
- Mapa 23 Áreas y Elementos Morfológicos del Movimiento en Masap. 132
- Imagen 1 Ortomosaico Parte alta Mes 2dop. 142
- Imagen 2 Ortomosaico Parte alta Mes 3rop. 143
- Imagen 3 Ortomosaico Parte alta Mes 4top. 144
- Imagen 4 Ortomosaico Parte alta Mes 5top. 145
- Imagen 5 Ortomosaico Parte alta Mes 6top. 146
- Imagen 6 Ortomosaico Parte media Mes 1rop. 147
- Imagen 7 Ortomosaico Parte media Mes 2dop. 148
- Imagen 8 Ortomosaico Parte media Mes 3rop. 149
- Imagen 9 Ortomosaico Parte media Mes 4top. 150
- Imagen 10 Ortomosaico Parte media Mes 5top. 151
- Imagen 11 Ortomosaico Parte media Mes 6top. 152
- Imagen 12 Ortomosaico Parte Baja Mes 3rop. 153
- Imagen 13 Ortomosaico Parte Baja Mes 4top. 154
- Imagen 14 Ortomosaico Parte Baja Mes 5top. 155
- Imagen 15 Ortomosaico Parte Baja Mes 6top. 156
- Imagen 16 Ortomosaico Parte Nueva Mes 5top. 157
- Imagen 17 Ortomosaico Parte Nueva Mes 6top. 158
- Imagen 18 Reconocimiento del municipiop. 159
- Imagen 19 Plegamiento en la vereda La Esperanzap. 160
- Imagen 20 Grietas en el suelo en la parte alta del Movimiento en masap. 161
- Imagen 21 Pérdida de la carretera por erosión regresiva de la corona y su señalizaciónp. 162
- Imagen 22 Reconocimiento panorámico de los cambios por el Movimiento en masap. 163
- Imagen 23 Datos Tomados de la Aplicación meteorológicap. 164
- Imagen 25 Reconocimiento del Movimiento en masa mediante vuelo librep. 166
- Imagen 26 Inicio del Plan de Vuelo con el RPAS en Parte Mediap. 167
- Imagen 27 Cambios Generados por el Desplazamiento del Movimiento en masap. 168
- Imagen 28 Recorrido al punto de inicio del plan de vuelo parte bajap. 169
- Imagen 29 Toma de puntos dentro del movimiento en masa en parte bajap. 170
- Imagen 30 Toma de puntos dentro del movimiento en masa en parte media 1p. 171
- Imagen 31 Toma de puntos dentro del movimiento en masa parte media 2p. 172
- Imagen 32 Toma de puntos dentro del movimiento en masa parte altap. 173
- Imagen 33 Vuelo Libre Parte Bajap. 174
- Imagen 34 Vuelo libre Parte Mediap. 174
- Imagen 35 Vuelo Libre Parte Altap. 175