Análisis de la influencia de diferentes tipos de superficie en la generación de las Islas de Calor Urbano


El conocimiento del origen de las ISLAS DE CALOR URBANAS permite aplicar acciones que pueden ayudar a reducir el EFECTO INVERNADERO en las ciudades, y compensar la generación de TEMPERATURAS EXTREMAS en épocas de calor. Una forma de contribuir con el estudio del CAMBIO CLIMÁTICO.

Un primer paso para el estudio del origen de las ISLAS DE CALOR URBANAS es la de obtener información periódica de las temperaturas superficiales de la ciudad. Las imágenes del sensor TIRS del satélite 8, sirven para una primera detección de elementos urbanos que pudieran generar altas temperaturas. Sin embargo hay que tener presente que el satélite registra esta información aproximadamente a las 10:30 de la mañana y su frecuencia de toma es de 16 días. De tal forma que, habrá que considerar esta información sólo como un primer indicio de estas zonas generadoras de calor.





Herramientas integradas de termografía infraroja en los estudios urbanos y arquitectónicos



La medición de temperatura con una cámara termográfica comúnmente denominada termografía, es un método de medición pasivo y sin contacto. En el estudio de islas de calor urbano, la termografía forma parte esencial en los denominados sistemas o herramientas de geotecnologías. Los registros adquiridos con imágenes satelitales tienen una resolución muy baja que sólo permiten realizar estudios a escalas pequeñas y analizar comportamientos de áreas de  mediana dimensión como las islas de calor presentes en las ciudades. En este trabajo se presenta una metodología que integra herramientas tecnológicas para mejorar el aprovechamiento de los datos de las imágenes de satélite mediante la aplicación de cálculos geoespaciales que los relacionan con elementos cartográficos y así obtener valores estimados de temperatura de edificaciones y otros elementos espaciales. Estos datos son luego analizados y complementados con otras herramientas tecnológicas tales como drones, cámaras digitales livianas y sensores térmicos de medición directa.


Estas técnicas integradas a estudios específicos de comportamiento térmico en edificaciones y su entorno (registros termográficos y software de simulación), permiten un diagnóstico del comportamiento de las edificaciones y su entorno urbano en el estudio de las islas de calor urbano.

http://cimenics.eventos.usb.ve/Equipo de trabajo:                                                   Trabajo presentado en:
Ing. Julián García
Ing. Maritza Rivas
Arq. Argenis Lugo
Ing. Geovanni Siem 


Programa de TV "Ciencia para todos" Capitulo "Dimensiones del planeta"

El canal de TV ConCienciaTv a través de “Ciencia para Todos” presenta los métodos utilizados por investigadores que con creatividad y compromiso prevén acciones para mejorar las condiciones de los espacios naturales y culturales

ConCienciaTv presenta un nuevo capítulo de “Ciencia para Todos” en el cual indaga acerca de las acciones previstas por investigadores para consolidar sus trabajos por medio de la tecnología, astucia y creatividad.

“Ciencia para Todos” indaga en los métodos aplicados en Venezuela para la conservación del patrimonio cultural y espacios naturales como premisa del científicos quienes partiendo del uso de equipos tecnológicos, herramientas lúdicas de aprovechamiento satelital sustentan sus trabajos.


Productora del Programa: Leyda Negrín
Investigadores: Rodrigo Lazo, Julián García

Los drones, herramienta de apoyo en los levantamientos topográficos en obras de ingeniería



La topografía aplicada a obras civiles tradicionalmente ha representado la solución cuando por exigencias de precisión y detalle se requieren planos con escalas mayores a 1:1.000. 

Los diferentes tipos de mapas topográficos a ser producidos pueden ser de replanteo, de diseño ó modificación de obra, cálculos de movimientos de tierra ó de volumen, de uso legal como adquisición, venta, etc de terreno, entre otros. 

Específicamente, para la creación de los mapas de diseño y modificación de obras, calculo de movimientos de tierra así como de replanteo de obras, el uso de drones representa un extraordinario apoyo  ya que en poco tiempo y con un costo relativamente inferior a un levantamiento topográfico, es posible obtener productos geoespaciales de gran precisión y contenido. 

Sin embargo, como en todo escenario que se quiera utilizar una tecnología nueva es conveniente revisar la base teórica en que se fundamenta los procesos, las especificaciones técnicas de los instrumentos y las soluciones que ofrece el software a utilizar.

Como caso de estudio se presenta aquí la experiencia en la generación de planos topográficos de un área de 46 Ha. a partir de las fotografías tomadas desde un dron, de un distribuidor que forma parte de un sistema vial que será modificado.
     
BASES TEÓRICAS
  • Levantamiento fotogramétrico
  • Control Terrestre
  • Aerotriangulacion fotogramétrica
  • Autocorrelación digital de imágenes
  • Restitución fotogramétrica
  • Ortocorrección
INSTRUMENTOS
  • Dron Phantom II Vision +
  • GPS Diferencial
  • Estación Total

RESULTADOS


  • Planimetría
                  Vialidad               
                  Hidrografía
                  Elementos de construcción
    • Altimetría
                      Se generaron curvas de nivel con un intervalo de 1 m.
                      Modelo Digital de Elevación (Con las estructuras de los puentes)
                      Modelo Digital del Terreno 
      • Imágenes
                        730 Fotografías
                        Ortofotos
                        Vistas en perspectivas

        ESPECIFICACIONES:

        • Control Terrestre: 
                               12 puntos medidos con GPS Diferencial con residuales menores a 2 cm
          • Aerotriangulación:
                            Se procesaron 1/3 de las fotografías
                                  Error X (cm): 2.9
                                  Error Y (cm): 0.4
                                  Error Z (cm): 10.2
                                  Error general (cm): 11.0 
          • Ortofoto:
                            Resolución: 7.5 cm/pixel
          • Modelo Digital de Elevación:
                            Resolución: 25 cm/pixel
                                 Nube de puntos: 15.39 ptos/m2

          VALIDACIÓN EN CAMPO: 


          Se seleccionó un área de evaluación de 3 Ha. en donde se realizaron mediciones de 117 puntos con una estación total, obteniendo los siguientes resultados en las comparaciones en altura:


                                        Promedio: -0.057 m
                                                  Desviación Standard: 0.354 m













          Equipo:
          Ing. Geod: Julián García
          Ing. Geod: Adriana Da Ruiz (SIBRIDAR, CA)
          Ing. Geod: Luis Briceño (SIBRIDAR, CA)
          Ing. Geod: Maritza Rivas


          Licencia Creative Commons
          Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.

          Uso de drones para la actualización cartográfica

          Embarcadero La Pérgola,
          Higuerote, Estado Miranda, Venezuela
          Cuando necesitamos actualizar la cartografía a escalas de gran detalle para la planificación urbana ó para el seguimiento de obras, siempre podemos contar con vuelos aéreos o imágenes de satélite de alta resolución. Nos surgirá entonces la pregunta de cuál alternativa escoger. En este punto debemos analizar las características que más pueden influir en los costos de adquisición y procesamiento para obtener los productos que necesitamos. Entre estas características tendremos por ejemplo; escala de los productos finales, periodicidad de tomas en casos de seguimiento, dimensiones del área, etc.

          Una vez definidas estas variables podremos indagar en cuanto a la inversión que se necesitará realizar, evaluando si la relación costo beneficio de los productos esperados sea adecuada a nuestras finanzas.

          Hasta ahora las alternativas disponibles se centraban en imágenes de satélite de alta resolución y vuelos fotogramétricos. Sin embargo con el desarrollo de tecnologías que mejoraron significativamente las características de navegación de drones, su versatilidad en cuanto a instalar dispositivos de captura de imágenes y su precio relativamente económico, contamos con otra alternativa que nos permite realizar cartografía con unas excelentes prestaciones en cuanto a escala y periodicidad de adquisición y viene a complementar un rango de escalas no habituales para el área de la fotogrametría aunque colindantes ya con las utilizadas en el área de la topografía clásica.

          En cuanto a la utilización de los drones, de manera general existen dos alternativas para el uso de dispositivos de captura; en primer lugar drones con cámaras incorporadas y en segundo lugar, aquellos que ofrecen la posibilidad de instalar cámaras de gran formato. En el primer caso las cámaras disponen de una resolución media y un sistema óptico orientado a usos deportivos de focal pequeña como las GoPro y formato pequeño, mientras que en el segundo caso podemos utilizar cámaras de gran formato de hasta 36 megapíxeles y una óptica profesional de lentes intercambiables que nos permiten la selección de una focal adecuada. En ambos casos tendremos que considerar una calibración rigurosa de la cámara antes de cada vuelo.

          Al momento de seleccionar altura de vuelo, focal, tamaño de píxel y escala de toma, tenemos que considerar, como se ilustra en los siguientes gráficos, sus relaciones entre ellos para luego poder definir área a cubrir por cada toma, solape, intervalo de toma, rendimientos, etc.




          El gráfico y la tabla presentan los datos nominales de algunas cámaras estándar en comparación con una fotogramétrica.

          Sin embargo, aunque podemos señalar las ventajas que ofrecen los drones para la actualización de cartografía a escalas grandes y con una frecuencia alta de toma, cuando las extensiones de las áreas a cubrir sean  grandes los vuelos aéreos convencionales ó imágenes de satélite de alta resolución vuelven a presentarse entre las opciones con grandes ventajas.




          Julián García
          Licencia Creative Commons
          Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.

          Registro fotográfico con un dron de las obras de restauración del Panteón Nacional en Caracas, Venezuela


          Las evidentes situaciones de deterioro del Panteón Nacional para 2010, hacían necesaria una intervención en este inmueble, en razón a que seguirían degradándose sus condiciones como parte del curso natural del deterioro si no se asumían los procesos de detección, control y restauración, situación que lo llevaría irremediablemente  al colapso.

          El registro de deterioros y determinación del estado físico actual de los elementos afectados es una actividad fundamental para la documentación de la historia del "edificio" ó bien cultural para las futuras acciones que puedan necesitarse en el transcurso de los años.

          Práctica de Fotogrametría con un dron en la Ciudad Universitaria - UCV

          En el marco de las Jornadas de Investigación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela se realizó una práctica como parte de la cátedra de Fotogrametría del Departamento de Ingeniería Geodésica y Agrimensura, que permitiese conocer y divulgar las potencialidades del uso de drones para la generación de productos cartográficos.
          Esta práctica consistió en la realización de un vuelo con un dron Phantom vision 2 + de la empresa DJI, a una altura de 120m y su posterior procesamiento fotogramétrico.

          Jornadas JIFI 2014
          Los productos generados fueron mostrados a los asistentes permitiendo apreciar versatilidad, rapidez de procesamiento y calidad de los productos.

          Entre los productos generados se obtuvieron estereopares, Modelo Digital de Elevación y un ortofotomosaico del área.

          Los productos generados fueron producidos sin control terrestre debido a que eran sólo demostrativos, por lo que la exactitud de los productos fue la que ofrece el sistema de navegación del dron.


          Universidad Central de Venezuela
          Facultad de Ingeniería
          Nubes de puntos con un
          espaciado de 10-20cm
          Escuela de Ingeniería Civil
          Departamento de Ingeniería Geodésica y Agrimensura
          Cátedra de Fotogrametría
          Licencia Creative Commons
          Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.

          Diagnóstico del mural Fachada Este de la FAU - UCV

          Los trabajos de restauración requieren de un proceso delicado y minucioso de registro, análisis y documentación del objeto que se quiere tratar.

          Es por ello que, es importante encontrar tecnologías que ofrezcan mejores procedimientos  que garanticen una eficiente y veraz información.

          La fotogrametría terrestre ofrece una captura de información con características que permiten el correcto dimensionamiento y exacta forma de los elementos que vislumbran diferentes patologías presentes. Estamos hablando de uno de los productos de la fotogrametría como lo es "la ortofotografía.


          Este trabajo realizado en conjunto con la Arq. Melín Navas, dentro de su proyecto integral de análisis de deterioros del edificio, contempla el registro fotogramétrico del mural de Alejandro Otero realizado en 1.956, de la fachada Este del edificio de aulas de la Facultad de Arquitectura (FAU) de la Universidad Central de Venezuela, el cual consta de 8 pisos.

          Ortofotos de las obras del pintor Tito Salas del Panteón Nacional, Caracas, Venezuela.

          Este trabajo consiste en la aplicación de las técnicas fotogramétricas para la creación de ortofotos de 17 obras del pintor Tito Salas (1887-1974) que se encuentran en el interior del Panteón Nacional en Caracas antes de los trabajos de restauración y posteriormente a éstos.

          La información generada aportará una valiosa ayuda para la revisión y análisis de las zonas de deterioro de las obras.

          Las labores de restauración son las contempladas en el trabajo "PROYECTO DE REPARACIONES MAYORES Y MANTENIMIENTO ESPECIALIZADO DEL CONJUNTO DEL PANTEON NACIONAL" que actualmente se lleva a cabo gracias a la Presidencia de la República Bolivariana de Venezuela, Vice-Presidencia de la República Bolivariana de Venezuela y el Ministerio del Poder Popular para el Interior, Justicia y Paz.
          .


          Para el momento de esta reseña estaban restauradas las obras de la "Apoteosis del Libertador" y "El tiempo graba el nombre de Bolívar en la eternidad".

          El proyecto se desarrolla mediante el uso de tecnologías topográficas para el control de las dimensiones y deformaciones propias de las fotografías a ser tomadas y técnicas fotogramétricas para el levantamiento y procesamiento de los datos que, permitan la generación de los ortofotos de las obras.

          Añadir leyenda










          Equipo utilizado:
          Estación Total Medición sin Prisma – No Robótica
          Cámara Fotográfica SONY 5100 con Lentes de 35 y 55 mm
          Trípodes
          Distanciómetros portátiles
          Sistema de iluminación de luz blanca (Lamparas LED de 500w)

          Restauración de la Iglesia del Dulce Nombre de Jesús de Petare. Caracas, Venezuela


          Al afrontar la tarea de la restauración de un edificio que ha sufrido deterioro resulta evidente que para llevar a cabo estos trabajos es necesario conocer cuál era ese estado previo, lo que supone una recopilación exhaustiva de información gráfica  y escrita de dicho edificio.

          Con el objeto de determinar  con exactitud cómo se encuentra el edificio en la actualidad, hoy en día se cuenta con la aplicación de la Fotogrametría Arquitectónica, que nos permite conocer y precisar datos métricos de un inmueble y de cada uno de sus elementos. Al aplicar esta técnica se debe  considerar en todo momento los siguientes puntos que, en conjunto definirán en particular los métodos y procedimientos a utilizar:

          Características geométricas de la edificación:
              • Dimensiones generales y por secciones (áreas, volúmenes y alturas)
              • Complejidad de la formas
              • Cantidad y nivel de detalles de elementos decorativos
          Facilidades de acceso y toma de fotografías:
              • Distancias apropiadas de toma que permitan en uso de una focal adecuada
              • Acceso a espacios cerrados ó reservados
              • Movilidad de mobiliario presente
              • Presencia y tráfico de personas y/o vehicular
              • Programación de actividades religiosas
          Objeto a estudiar:
              • En qué estado se encuentra los elementos estructurales
              • Cómo se han deformado
              • Dónde están y cómo son los agrietamientos
              • Hasta dónde llegan las zonas afectadas por humedad
              • Que partes de han destruido

          Generación de una ortofoto de Isla de Aves (Ven.) mediante la utilización de un papagayo ó cometa.


          La ausencia de información cartográfica detallada, en áreas marino costeras, promueve la aplicación de técnicas no convencionales de sensores remotos, de bajo costo, para el levantamiento de la información espacial. Esta actividad consistió en la utilización, de un papagayo de gran estabilidad, como plataforma para toma de fotografías aéreas verticales en Isla de Aves (Venezuela).



          Ampliar
          Las imágenes tomadas con la cámara sujetada con el papagayo fueron procesadas para generar un ortofotomapa de toda la isla, con una resolución espacial de 6 cm y una precisión de 15cm. Esto permitió generar productos cartográficos hasta una escala 1:500.



          Esta actividad se desarrolló dentro del marco del proyecto “Sistema de Información Geográfica (SIG) para el Refugio de Fauna Silvestre Isla de Aves: Una herramienta para apoyar el estudio de los efectos del cambio climático” auspiciado por el Programa de Estímulo a la Innovación e Investigación (PEII) del Ministerio del Poder Popular para Ciencia, Tecnología e Innovación de Venezuela.

          Metodología aplicada: Se realizó un levantamiento fotogramétrico no convencional utilizando una cámara digital, montada en un papagayo ó cometa de gran estabilidad. De este modo se adquirieron fotografías de la isla volando el papagayo desde un bote a motor a una altura aproximada de 120 m. Posteriormente se realizó un proceso de balance radiométrico y ortocorrección tomando como control terrestre los puntos medidos en campo con GPS. 

          Levantamiento Fotogramétrico:
          • Cámara fotográfica: PENTAX  Optio WG-1
          • Focal: 5mm
          • Altura de vuelo (aprox): 120 m
          • Fotografías utilizadas: 15
          Control terrestre:
          • 30 puntos de control medidos con GPS tomados sobre elementos naturales.

          Ortoimagen resultante:
          • Resolución: 7 cm
          • Precisión: 15 cm
          • Escala de impresión 1:500

          Equipo de trabajo:
          Ing. Rodrigo Lazo
          Lic. Verónica de los Llanos
          Licencia Creative Commons
          Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.

          Conferencia "Nuevos horizontes de la Geodesia. Tendencias y casos de estudio"




          En el marco preparatorio del V SIMPOSIO AMBIENTE Y DESARROLLO, octubre 2015 

          Fecha: jueves 5 de febrero de 2015, 10 am 
          Lugar: Salón de Conferencias de Postgrado, piso 1, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, UCV 
          Contenido 
          • Disciplinas Tradicionales (Cartografía, Topografía, Fotogrametría, Catastro), 
          • Vigencia y tendencias de la Fotogrametría 
          • Aplicaciones en Bienes Patrimoniales, Arquitectura, Obras Civiles, Cartografía, Catastro. 
           Uso de drones
          Demostraciones prácticas 
          • Uso del estereoscopio 
          • Ejercicio con un dron en un área cercana 

          Reseña UCV Noticias
          Conferencista
          Ing. Julián García


          Fotos tomadas durante la Conferencia NUEVOS HORIZONTES DE LA GEODESIA, dictada en el salón de Postgrado de la FAU. Este evento inaugura las actividades preparatorias del V Simposio Ambiente y Desarrollo (octubre 2015), promovido por el Proyecto UCV Campus Sustentable. 


          Agradecemos a nuestros colegas y amigos del Departamento de Promoción Académica (DPA), de la Facultad de Ingeniería. Jorge Boada, Denis Riera y Ramón Cartaya por su presencia y apoyo en el evento, para elaborar una nota de prensa para la UCV, y una mención especial a Ramón por sus excelentes fotos.
          Ing. Geovanni Siem