Tesis:
Aplicación de la fotogrametría con drones al control deformacional de estructuras y terreno
- Autor: SANCHO GÓMEZ-ZURDO, Rubén
- Título: Aplicación de la fotogrametría con drones al control deformacional de estructuras y terreno
- Fecha: 2021
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S.I. EN TOPOGRAFIA, GEODESIA Y CARTOGRAFIA
- Departamentos: INGENIERIA CARTOGRAFICA Y TOPOGRAFICA
- Acceso electrónico: https://oa.upm.es/69713/
- Director/a 1º: GALÁN MARTÍN, David
- Director/a 2º: ARRANZ JUSTEL, José Juan
- Resumen: La vigilancia y auscultación de grandes estructuras y en concreto en el caso de las presas y sus embalses, queda ratificada por la aprobación de las normas técnicas de seguridad en el año 2021 mediante Real Decreto. La escasa o incluso inexistencia de un sistema de auscultación en gran parte de las presas, hace que no se puedan controlar parámetros básicos para su seguridad como son los movimientos y deformaciones tanto de la estructura como de las laderas del embalse. La evolución de los drones y programas asociados a la fotogrametría, permiten obtener modelos y nubes de puntos tridimensionales del elemento objeto de estudio, en color verdadero con gran detalle. La alta resolución y escalado de estos modelos, permite llevar a cabo de forma rápida y sencilla, una inspección visual íntegra de la estructura analizada. En esta tesis, se estudia la viabilidad del empleo de drones para el control de deformaciones del terreno y las estructuras, proponiendo una metodología y analizando para cada caso, las variables vinculadas a la toma de datos y su procesado, validándola posteriormente con otras técnicas. La complejidad y elevado coste que supone la instalación de técnicas tradicionales de auscultación en estructuras ya construidas, unido a que en el caso del control de deformaciones, proporcionan valores puntuales de movimiento, hace que la validación de una técnica que proporcione una tendencia de movimiento en toda la estructura o ladera y no requiera de obras ni medios auxiliares, ofrezca una gran posibilidad en la mejora de la seguridad. En la investigación realizada se presenta con detalle la técnica fotogramétrica Structure From Motion, empleada para elaborar ortofotografías y modelos 3D precisos sin necesidad de conocer previamente las posiciones y ángulos de incidencia. El uso de puntos de control precisos, así como la aplicación de máscaras y el alineado de los modelos, son factores relevantes para la obtención de resultados con alta precisión. Se presenta el caso de estudio de la monitorización de una gran estructura como es el caso de una presa arco-gravedad, llevándose a cabo el control de deformaciones entre diferentes periodos mediante dos propuestas metodológicas diferentes. Se realiza el estudio de deformaciones de una ladera, en este caso de un macizo rocoso. En todos los casos, los resultados obtenidos proporcionan una precisión en deformaciones de ±2 mm. El estudio realizado confirma que la fotogrametría dron es aplicable al control de deformaciones de presas de hormigón y laderas, abriendo las posibilidades a la inspección, vigilancia y monitoreo de otras grandes estructuras, infraestructuras y taludes. ----------ABSTRACT---------- The surveillance and auscultation of large structures and in particular in the case of dams and their reservoirs, is ratified by the approval of the technical safety standards in 2021 by Royal Decree. The scarce or even non-existence of an auscultation system in a large part of the dams, means that basic parameters for their safety cannot be controlled, such as the movements and deformations of both the structure and the slopes of the reservoir. The evolution of drones and programs associated with photogrammetry, allow to obtain models and clouds of three-dimensional points of the element under study, in true color with great detail. The high resolution and scaling of these models, allows to carry out quickly and easily, a full visual inspection of the analyzed structure. In this thesis, we study the feasibility of using drones for the control of deformations of the terrain and structures, proposing a methodology and analyzing for each case, the variables linked to the collection of data and its processing, validating it later with other techniques. The complexity and high cost involved in the installation of traditional auscultation techniques in structures already built, together with the fact that in the case of deformation control, they provide specific values of movement, makes the validation of a technique that provides a tendency of movement throughout the structure or hillside and does not require works or auxiliary means , offer a great possibility in improving security. In the research carried out, the structure from motion photogrammetric technique is presented in detail, used to develop accurate orthophotographs and 3D models without the need to previously know the positions and angles of incidence. The use of precise control points, as well as the application of masks and the alignment of models, are relevant factors for obtaining results with high accuracy. In the research carried out, the structure from motion photogrammetric technique is presented in detail, used to develop accurate orthophotographs and 3D models without the need to previously know the positions and angles of incidence. The use of precise control points, as well as the application of masks and the alignment of models, are relevant factors for obtaining results with high accuracy. The case study of the monitoring of a large structure as is the case of an arc-gravity dam is presented, carrying out the control of deformations between different periods through two different methodological proposals. The study of deformations of a hillside is carried out, in this case of a rocky massif. In all cases, the results obtained provide an accuracy in deformations of ±2 mm. The study confirms that drone photogrammetry is applicable to the control of deformations of concrete dams and slopes, opening the possibilities to the inspection, surveillance and monitoring of other large structures, infrastructures and slopes.