Evaluación de un método topográfico alternativo basado en fotogrametría para la monitorización de cambios volumétricos en zonas mineras activas

Abstract

El presente proyecto tiene como objetivo validar para superficies mineras activas un método de obtención de cambios volumétricos ya testeado en paisajes naturales con procesos geomorfológicos activos. El flujo de trabajo está basado en un procesamiento fotogramétrico alternativo de imágenes obtenidas con dron y simplifica el cálculo de volúmenes, eliminando el uso de puntos de control terrestre o drones equipados con GNSS diferencial. Este flujo de trabajo se basa en realizar levantamientos con dron sin utilizar equipos GNSS en la toma de datos de campo, seguido de un procesamiento según la metodología de Cook & Dietze para obtener cambios volumétricos. Esta metodología se diferencia de la alternativa tradicional por ser más económica, ya que no requiere la recolección de puntos de control terrestres ni el uso de drones de alta gama, además de reducir el tiempo necesario para realizar las actividades. El procesamiento de los datos, sin embargo, sigue el enfoque tradicional. Como zona de campo y muestreo se ha elegido la mina activa del Machorro situada en las inmediaciones del Parque Natural del Alto tajo y de donde se extrae uno de los mejores caolines de toda España. En este enclave propiedad de la empresa CAOBAR S.A hace un control exhaustivo de los movimientos de tierra en base a informes mensuales de movimiento de tierras por medio del análisis de topografías obtenidas con dron, datos de GPS diferencial y flujos de trabajo estándar. La empresa, con quien el departamento GEODESPAL tiene un contrato de transferencia para la mejora de técnicas topográficas, ha cedido dos de sus topografías y análisis para usar como datos de control con el que evaluar el nuevo procedimiento. Para demostrar que este proceso sin el uso de puntos de control es efectivo, primero validaremos la metodología con el total del área levantada, seguido crearemos un flujo de trabajo que consta en reducir el área del levantamiento hasta llegar a un mínimo en que podamos comprobar que los resultados sigan siendo viables. Así mismo probaremos el proceso realizando un tratamiento con el total del área, procesando los levantamientos por separado sin uso de GCP y finalmente integraremos el usar un punto de control al proceso de Cook & Dietze. En comparación de un enfoque estándar que utiliza puntos de control, el método alternativo ha obtenido volúmenes muy parecidos, difiriendo entre un 10 y un 20 %. El error más alto se obtiene cuando las fotos en común alrededor de la zona de cambio son de 170-200 metros. Y el menor error, 9.0 %, de volumen se obtiene cuando el radio de fotos alrededor de la zona donde hay cambios, es decir fotos comunes entre ambos vuelos sin cambios topográficos, es de 50 metros. La aplicación de este procedimiento podría suponer una reducción del tiempo de 65.76% horas en la obtención y procesamiento de los datos y una reducción del 50.92% económicamente cada mes. La principal limitación de este método es que las topografías elaboradas para la obtención de volúmenes no se pueden usar de forma aisladas para hacer mediciones puntuales de distancias o comparar con otras topografías de fechas que no se hayan incluido en el análisis. Es decir, solo lo valen para la obtención de volúmenes. Para tratar de solventar esta limitación se ha probado a hacer los procesamientos añadiendo 1-3 puntos de control, para ver si con eso se podía reducir los errores en X, Y y Z y permitir su uso individual. El resultado ha sido en X (152 cm) y en Y (24 cm), mientas que en Z una diferencia de 30 metros.