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Caso de estudio I Aplicabilidad del sistema GPR aerotransportado de alta frecuencia para levantamientos batimétricos

Sensores avanzados
Caso de estudio I Aplicabilidad del sistema GPR aerotransportado de alta frecuencia para levantamientos batimétricos
10/03/2023

En los levantamientos hidrográficos, contar con datos batimétricos precisos es fundamental para comprender la topografía de los cuerpos de agua y planificar diversos proyectos. La batimetría consiste habitualmente en medir la profundidad de los cuerpos de agua, lo cual se ha logrado tradicionalmente mediante ecosondas.

Sin embargo, una reciente prueba de SPH Engineering y Frontier Precision Unmanned introdujo un enfoque poco convencional utilizando un Radar de penetración terrestre (GPR) Zond Aero de 500 MHz de Radar Systems para la evaluación batimétrica aerotransportada de alta resolución. Este estudio de caso presenta los detalles, los desafíos y los resultados de la operación.

Desafío

En el caso presentado, SPH Engineering y Frontier Precision Unmanned se propusieron explorar la viabilidad de utilizar un sistema GPR de 500 MHz basado en drones para levantamientos batimétricos. La prueba se llevó a cabo sobre un estanque con acceso físico limitado, donde se pusieron a prueba el GPR y el sistema de ecosonda ECT400 para la recolección de datos batimétricos.

La prueba enfrentó varios desafíos, incluida la elección poco convencional de utilizar un GPR de 500 MHz para batimetría. Por lo general, para la batimetría se utilizan sistemas GPR de baja frecuencia. La prueba evaluó la viabilidad de utilizar un sistema integrado con un sistema GPR de alta frecuencia.

Metodología

Recolección de datos: La prueba involucró dos métodos: el sistema de ecosonda aerotransportado para mediciones de profundidad tradicionales y el sistema GPR para mediciones batimétricas no convencionales.

Trayectoria de vuelo: El dron se hizo volar con un margen mínimo sobre el agua (30 cm entre la antena del GPR y la superficie del agua), lo que permitió al sistema GPR capturar datos de la columna de agua.

Procesamiento de datos: Los datos del GPR recopilados con el Zond Aero 500 se procesaron mediante el software Geolitix. Posteriormente, los datos procesados se importaron al software Hydromagic de Eye4Software B.V. para su visualización y comparación con los datos de la ecosonda.

Datos de GPR procesados y visualizados en Geolitix.

Resultados

Sorprendentemente, la prueba arrojó buenos resultados. A pesar de la elección poco convencional del GPR para la batimetría, los datos recopilados coincidieron estrechamente con las mediciones de profundidad obtenidas con el sistema de ecosonda. La comparación entre los datos de la línea de control de la ecosonda y los datos de la línea de levantamiento del GPR mostró solo unos pocos centímetros de diferencia. Esto sugiere que el GPR, aunque no está diseñado para la batimetría, puede proporcionar información de profundidad precisa cuando se utiliza en condiciones específicas, como en cuerpos de agua de baja conductividad.

A través de esta prueba, el equipo desarrolló un flujo de trabajo para procesar datos batimétricos de GPR con un esfuerzo mínimo. Este flujo de trabajo podría abrir el camino para utilizar el GPR en evaluaciones batimétricas bajo circunstancias específicas.

Data comparison: GPR vs. Echo Sounder. Green dots are measurements made with GPR; the blue line is the data collected using the Echo sounder.
Comparación de datos: GPR frente a ecosonda. Los puntos verdes son las mediciones realizadas con GPR; la línea azul representa los datos recopilados con la ecosonda.
Depth map generated in Hydromagic software.
Mapa de profundidad generado en el software Hydromagic.

Conclusión

La prueba realizada por SPH Engineering y Frontier Precision Unmanned demostró el uso innovador del sistema GPR Radar Systems Zond Aero 500 para la evaluación batimétrica sobre un estanque. A pesar de los desafíos, los resultados demostraron que los enfoques poco convencionales pueden proporcionar información de profundidad precisa, especialmente cuando se combinan con técnicas avanzadas de planificación de vuelo y procesamiento de datos. Si bien los métodos tradicionales como las ecosondas siguen siendo el estándar para las mediciones batimétricas, esta prueba sugiere que podría haber espacio para explorar tecnologías alternativas en escenarios específicos.

Descargar conjunto de datos del sistema UAV+GPR Radar Systems Zond Aero 500 para batimetría

Detalles del GPR Radar Systems Zond Aero 500

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