ATLAS URBANO PY 2021b
Municipios de la Ruta Py 02 entre Coronel Oviedo y Minga Guazú
ATLAS URBANO PY ATLAS URBANO DE JOSÉ DOMINGO OCAMPOS Y JUAN E. O’LEARY, METODOLOGÍA DE MAPEO CON SISTEMAS DE AERONAVES PILOTADAS A DISTANCIA. CONTRIBUCIONES A LA CARTOGRAFÍA DEL PARAGUAY CON SOFTWARE LIBRE.
JULIA LUCIA OPORTO RODAS SEPTIEMBRE, 2023
Generalidades
La Institución Investigación académica
Fabricación Digital (FabLab)
Asesorías especializadas
Fortalecimiento de capacidades
El proyecto
Generar información cartográfica utilizando plataformas colaborativas de software libre
Examinar la calidad de la información cartográfica producida en el territorio nacional
2020
Desarrollar de manera continua metodologías de producción, recopilación y análisis de datos cartográficos
Proyectos Precedentes 60-PY-2014
MapPyOSM
AUPy
2015
2017
2020
Mapeo del Paraguay
Atlas Urbano Py
con OpenStreetMap
2020
Infraestructura y Transformaciones Territoriales en Paraguay - 1860/2014
Contexto del corredor Ruta Py 02
BR
ARG
ARG
Área metropolitana de Asunción
Municipios de Estudio
Ciudad Del Este Zona Triple Frontera
Antecedente de uso de Drones Transformación integral del barrio de la Chacarita Alta (2019)
Transformaciones en el Frente Fluvial de Asunción y Área Metropolitana (2021)
Se
realizó
cartográficos
el
relevamiento utilizando
de
datos
drones,
en
combinación con otros instrumentos como la estación total y el GPS RTK.
Adquisición de un RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) DJI Phantom 4 RTK, con el cual se realizaron mapeos del área del
vertedero y laguna de cateura.
Planteamiento del problema Dificultad de acceso a imágenes satelitales de calidad
Necesidad de cartografía detallada y precisa
Falta de estandarización de datos
Carencia de datos actualizados
La producción cartográfica en Paraguay
Problemas de acceso a la información
Recursos y capacidades tecnológicas limitadas
Debilita la capacidad de toma de decisiones por las autoridades
Cartografía multifinalitaria débil
Limita severamente la planificación urbana y territorial
Impacta de manera negativa al crecimiento económico y social del país
Justificación Mejorar el acceso a la información cartográfica
Ser una herramienta para el monitoreo territorial
Visión más completa de las dinámicas del territorio Desarrollo de metodologías de producción cartográfica con software abierto
Construcción de capacidades y conocimiento constante
Análisis comparativo de datos
Diagnóstico urbanístico, ambiental e infraestructural
Justificación Crecimiento demográfico y expansión urbana
Corredor de la Ruta Py 02
Importancia económica
Mejora de la infraestructura vial
Justificación Acceso a imágenes de alta resolución y precisión Replicable Actualización constante de datos
Autonomía institucional
Metodología de mapeo con sistemas de aeronaves pilotadas a distancia (RPAS)
Acumulativa
Abierta Aplicaciones multifinalitarias
Alcance Alcance Proyectual
Elaboración del Atlas Urbanos de José Domingo Ocampos y Juan E. O’Leary y desarrollar una metodología de mapeo con sistemas de aeronaves pilotadas a distancia (RPAS).
Se pretende describir analíticamente las características de los Alcance Espacial
municipios de José Domingo Ocampos y Juan E. O’leary, ubicados sobre el corredor de la Ruta Py 02, en tres dimensiones: administrativa, medio físico construido y medio físico natural.
Recopilación de datos secundarios, generación de datos por medio de Alcance Metodológico
trabajo de gabinete y de campo, análisis de la situación urbana actual por
medio de cartografía, a partir de todos los datos y finalmente la elaboración de una metodología.
Objetivos de la pasantía O.E.1: Aplicar los métodos previamente construidos en el proyecto Atlas Urbano, para la elaboración de cartografía analítica de los municipios de José Domingo Ocampos y Juan E. O’Leary.
O.E.2: Establecer una metodología de mapeo
O.E.3: Analizar la producción cartográfica en
aéreo con sistema de aeronaves pilotadas a
Paraguay por medio de entrevistas a actores
distancia (RPAS).
clave.
Objetivo General 1: Desarrollar el Atlas Urbano de José Domingo Ocampos y Juan E. O’Leary. Objetivo General 2: Construir una metodología de mapeo con sistemas de aeronaves pilotadas a distancia (RPAS).
O.E.4: Construir capacidades para
O.E.5: Exponer las actividades de
O.E.6: Realizar actividades con
la producción cartográfica por
cartografía desarrolladas en el CIDi
organizaciones
medio
de
y el uso de herramientas de
internacionales de cooperación
voluntarios para el mapeo de
software libre en Paraguay por
académica
ciudades.
medio de redes sociales.
proyectos de cartografía.
del
entrenamiento
para
y el
redes apoyo
a
O.E.7: Desarrollar actividades de gestión de recursos y de apoyo para el proyecto de Atlas Urbano Py y otras iniciativas del CIDi.
Marco Teórico
Conceptos Claves Atlas Urbano
Conjunto de datos de carácter geoespacial que representan características del espacio urbano
Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia
Consiste en un sistema configurable que consta básicamente de una aeronave pilotada a distancia, una estación de control, estación de pilotaje a distancia y un elemento de enlace de mando.
Fotogrametría
Ortofotografía
Modelo Digital del Terreno
Es un proceso que involucra la captura de imágenes, su análisis y procesamiento digital, para crear representaciones cartográficas
Es el resultado de la aplicación del método de ortoproyección, que corrige las deformaciones terreno y las distorsiones de la cámara, obteniendo así mapas con rigor geométrico
Es un conjunto de datos numéricos que describe la distribución espacial de características del terreno, como altitud. Hay dos tipos de MDE: vectoriales y ráster, cada uno representando la elevación de manera diferente.
Instrumentos Instrumentos base para Generación de Cartografía
OpenStreetMap (OSM)
Editor JavaOpenStreetMap (JOSM) HOT Tasking Manager
Mapillary
AUPy 2020
QGIS
Instrumentos desarrollados en la nueva metodología
OpenDroneMap
OpenAerialMap
WebOpenDroneMap (WebODM)
Instrumentos Satélites
RTK Real-Time Kinematic
Aeronave
Instrumentos desarrollados en la nueva metodología
Antena RTK
Estación de Pilotaje y Control
Control
Casos de Estudio Caso de Estudio Nacional: Proyecto de transformación integral del barrio de la Chacarita Alta en el Área Metropolitana de Asunción
Caso de Estudio Internacional: Uso de Vehículos Aéreos no Tripulados o Drones en caso de Emergencia Humanitaria (Ecuador)
Marco legal Institución responsable de regulación de las Aeronaves Pilotadas a Distancia
Dirección Nacional de Aeronáutica Civil (Dinac)
Resolución N° 2.170/2017. Reglamento de Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPA) y Sistema de Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPAS). 21 de noviembre de 2017
Metodología
Procesos de Abordaje Proceso 1 Aplicación de los métodos previamente construidos por los equipos precedentes del proyecto Atlas Urbano.
Proceso 2
Proceso 7 Desarrollo de actividades de gestión de recursos y de apoyo para el proyecto de Atlas Urbano Py y otras iniciativas del CIDi.
Proceso 6 Elaboración de actividades con organizaciones y redes internacionales de cooperación académica para el apoyo a proyectos de cartografía.
Proceso 5 Exposición de las actividades de cartografía desarrolladas en el CIDi y el uso de herramientas de software libre en Paraguay por medio de redes sociales.
Recolección, análisis, validación de datos, planteamiento de interrogantes
Establecimiento de una Metodología de Mapeo con Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPAS).
Proceso 3 Análisis de la producción cartográfica en Paraguay por medio de entrevistas a actores clave.
Proceso 4 Construcción de las capacidades para la producción cartográfica por medio de la formación de voluntarios para el mapeo de municipios.
Resultados
Proceso 1 - O.E.1: Aplicación de los métodos previamente construidos
por los equipos precedentes del proyecto Atlas Urbano, para la elaboración de cartografía analítica de los municipios de José Domingo Ocampos y Juan E. O’Leary Realización de fotomapeo con cámaras 360 y Mapillary
Generación de cartografía de base con JOSM y Recopilación de datos
Caracterización de uso y altura de las edificaciones con JOSM
Generación de mapas temáticos en Qgis
Formulación de conclusiones
Generación de cartografía base y recopilación de datos INE
Recopilación de Datos
Fuentes Nacionales
Vectoriales
SNC OSM
Vectoriales
Fuentes Globales
Raster
Geofabrik Earth Data NASA Google Earth Engine
Edificaciones
Generación de cartografía base
Vegetación
Cuerpos de Agua
Editor JOSM
Generación de cartografía base Resultado del mapeo en José Domingo Ocampos
2577
1565
Total de polígonos generados durante la pasantía = 1039
Resultado del mapeo en Juan E. O’leary
27
Total =
4169
Total de polígonos generados durante la pasantía = 3130
Realización de Fotomapeo
Delimitación del área urbana central
Trazado de recorridos
Planificación del viaje a municipio
Pasos Previos - Delimitación del área urbana
1
Nube de puntos de servicios y viviendas del INE
2
Mapas de Calor de servicios y viviendas en Qgis
3
Polígono de delimitación del área urbana central
X
Pasos Previos - Trazado de recorridos MyMaps
Pasos previos - Planificación de viaje Municipios: José Domingo Ocampos y Juan E. O’leary
Fechas: 21 y 22 de mayo de 2022
Chofer
1
Número de acompañantes
Guía de recorridos Operador de la cámara 360
Hospedaje Combustible
2
Presupuesto de viaje
Comida Peajes
Gastos de emergencia
3
Preparación de cámaras 360 y capacitación
Resultados del fotomapeo Municipios
Fotografías 360°
+
Vías de Fotomapeo (km)
Fotografías 360
José Domingo Ocampos
10,49
3.478
Juan E. O’leary
12,91
4.889
Total:
23,40
8.367
Hospedaje
Costo final
Combustible Comida
1.479.184 gs
Peajes
Cobertura fotográfica de José Domingo Ocampos
Cobertura fotográfica de Juan E. O’leary
Caracterización urbana con JOSM
+
Editor JOSM
Etiquetas de usos y altura predominante
Caracterización urbana con JOSM
Número de polígonos etiquetados según uso
Residencial
Comercial
José Domingo Ocampos
317
65
15
Juan E. O’leary
323
149
19
Servicios Generales
Uso desconocido
Total
65
35
15
512
126
46
2
665
Industrial Uso Mixto
Total de polígonos etiquetados según uso durante la pasantía
1177
Caracterización urbana con JOSM
Número de polígonos etiquetados según nivel Niveles transitables
José Domingo Ocampos
Juan E. O’leary
1 Nivel
489
578
2 Niveles
22
77
3 Niveles
1
1
Total de Polígonos Etiquetados
512
656
Número de polígonos etiquetados según nivel = 1168
Generación de Mapas Temáticos Colección de 64 Mapas
Escala distrital y urbana
Administrativo
-
-
Delimitación administrativa, Mapa de calor de servicios y viviendas, Delimitación propuesta para áreas urbanas.
Natural
-
Topografía e hidrografía, Subcuencas y microcuencas, Cobertura de suelo por teledetección, Vegetación urbana.
Construido
-
Vías distritales y urbanas, Morfología urbana Usos de edificaciones Altura de edificaciones en niveles transitables.
Escala Distrital José Domingo Ocampos y Juan E. O’leary
Generación de Mapas Temáticos
Escala Distrital José Domingo Ocampos y Juan E. O’leary
Generación de Mapas Temáticos
Escala Urbana José Domingo Ocampos
Generación de Mapas Temáticos
Escala Urbana José Domingo Ocampos
Generación de Mapas Temáticos
Escala Urbana Juan E. O’leary
Generación de Mapas Temáticos
Escala Urbana Juan E. O’leary
Generación de Mapas Temáticos
Formulación de Conclusiones
Proceso 2 - 0.E.2: Establecimiento de una Metodología de Mapeo con Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPAS)
Revisión Bibliográfica
13 textos
Capacitaciones
Funcionamiento del instrumento
Conceptos claves Reglamentaciones nacionales e internacionales Uso del RPAS en cartografía colaborativa y otras áreas Softwares libres para procesamiento de imágenes Funcionamiento del instrumento
Prácticas de vuelo
Pruebas de vuelo con el RPAS
Conclusiones y formulación de propuesta metodológica
Aplicación de metodología en campo
7 vuelos
36 procesamientos
Pasos previos al vuelo
4 vuelos
Campus UNA
Modalidades
Parámetros para vuelos
José Domingo Ocampos
Ortofotografías Rápidas
Procesamiento de imágenes
Fotogrametría 2D
Ortofotografías Alta Resolución
Disponibilización de imágenes
Fotogrametría 3D
3D texturizado rápido
Comparación entre otras imágenes
Parametros de Analisis Modalidad de fotogrametría
Procesamiento de imágenes
Comparación de resultados de vuelos de prueba
Estado de clima
3D texturizado Alta Resolución
Ventajas para el uso en cartografía
Pruebas de vuelo en el campus de la UNA 14 de septiembre Fotogrametría 2D Área de vuelo = 17,6 ha Altura = 100 m Ángulo de cámara = 45° Superposición = 70% Imágenes = 205
6 de septiembre
14 de septiembre
01 de Febrero
Fotogrametría 3D Área de vuelo = 7,5 ha Altura = 90 m Ángulo de cámara = 60° Superposición = 80% Imágenes = 443
Fotogrametría 3D Área de vuelo = 7,5 ha Altura = 90 m Ángulo de cámara = 60° Superposición = 80% Imágenes = 489
Fotogrametría 3D Área de vuelo = 0,7 ha Altura = 60 m Ángulo de cámara = 45° Superposición = 80% Imágenes = 381
2022
2023
7 de Octubre
25 de Noviembre
12 de Abril
Fotogrametría 2D Área de vuelo = 17,3 ha Altura = 80 m Ángulo de cámara = 45° Superposición = 70% Imágenes = 295
Fotogrametría 3D Área de vuelo = 10,7 ha Altura = 80 m Ángulo de cámara = 60° Superposición = 80% Imágenes = 283
Fotogrametría 3D Área de vuelo = 0,7 ha Altura = 60 m Ángulo de cámara = 45° Superposición = 85% Imágenes = 509
Pruebas de vuelo en el campus de la UNA Parámetros de Análisis Modalidad de Fotogrametría Aérea Fotogrametría 3D
Estado del clima
Fotogrametría 2D
Superficie del Área de vuelo
Lluvias
Ángulo de la Cámara
Temperatura de ambiente
Altura de Vuelo
Velocidad del viento
Velocidad de vuelo
Radiación UV
Porcentaje de superposición de imágenes
Radiación electromagnética
Resolución de las imágenes
Tiempo estimado realización del vuelo
Rendimiento y gasto energético
Porcentaje de desarrollo del plan de vuelo
Comparación de resultados de vuelos de prueba 36 procesamientos en WebODM
9 procesamientos para cada modalidad
Ortofotografías Rápidas
Ortofotografías Alta Resolución
3D Texturizado Rápido
3D Texturizado Alta Resolución
Opciones de procesamiento
Opciones de procesamiento
Tiempo de procesamiento
Tiempo de procesamiento
Eventos durante el procesamiento
Eventos durante el procesamiento
Distorsiones o defectos
Equipo utilizado
Calidad descrita a partir del menor objeto observado
Distorsiones o defectos
Comparación con MAXAR
Capacidad para describir altura y usos de edificaciones
Ortofotografía Rápida
Ortofotografía Alta resolución
Imagen Satelital de Maxar
Modelo 3D Texturizado Rápido
Modelo 3D texturizado de Alta resolución
Formulación de conclusiones en base a los vuelos de prueba y resultados Ventajas
Desafíos
Ortofotografías obtenidas con el RPAS tienen una mayor resolución (4-6 cm/píxel) que imágenes satelitales como Maxar (3050cm/pixel), lo que permite un mapeo preciso, la identificación de materialidad y estado de la cubierta de las edificaciones
Los costos de la aeronave y sus accesorios en sí, lo cual son muy elevados y cotizados, normalmente, en moneda extranjera
Modelos 3D texturizados revelan altura, materialidad, las elevaciones del terreno, y el volumen de las áreas cubiertas de vegetación.
El piloto debe tener conocimientos básicos sobre RPAS y sus reglamentos, además de programación y cartografía para pilotar y procesar imágenes
Permite la captura de datos frecuentes, lo que posibilita visualizar cambios urbanos en cortos periodos temporales en comparación a las imágenes satelitales
WebODM tiene un RAM y memoria de almacenamiento exigido. En consecuencia se necesita una computadora con requisitos mínimos para ensamblar ortofotos o modelos 3D
Formulación de conclusiones en base a los vuelos de prueba y resultados Vuelos Pasos previos al vuelo
Parámetros para un vuelo óptimo
Parámetros para fotogrametrías aéreas
Área a sobrevolar
Área a sobrevolar
Área a sobrevolar
Permisos
Tiempo de vuelo
Altura
Clima
Velocidad del viento
Angulo de cámara
Superposicion de imagenes
Procesamientos Calidad de imágenes Fotogrametría aérea
Parámetros de procesamiento
Software de procesamiento
Ortofotografías
Modelos 3D
Características
Rápidos
Rápidos
Limitaciones de procesamiento
Alta Resolución
Alta Resolución
Rendimiento
Las condiciones de luz
Metodología de Mapeo con Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPAS) Objetivo de la Guía
Importancia ● Propone la obtención de datos cartográficos de alta resolución de un área urbana. ● Detalla los pasos necesarios para la generación y disponibilización de datos utilizando software y plataforma libres. ● Extrae nuevas variables con potencial para la realización de análisis posteriores.
Aplicación de la metodología Municipio: José Domingo Ocampos
Fechas: 8 y 9 de Octubre de 2022
Ortofotografía Rápida
16 ha Ortofotografía Alta Resolución (2) Fotogrametría 2D
Ortofotografía Rápida
17 ha Ortofotografía Alta Resolución
34 ha 4 Vuelos 3,5 ha
3D Texturizado Rápido
1,8 ha
3D Texturizado Alta Resolución
(2) Fotogrametría 3D
Hospedaje
Costo
Combustible Comida Peajes
971.500 gs
Ortofotografías de Alta Resolución del Área Urbana de José Domingo Ocampos
Ortofotografía Alta Resolución
Imagen Satelital de MAXAR
Mapeo con Ortofotografía de base
OpenAerialMap
+
Editor JOSM
Proceso 3 - O.E.3: Análisis de la producción cartográfica en Paraguay por medio de entrevistas a actores clave
Las ideas principales que resalta el entrevistado que en relación a la producción cartográfica en Paraguay:
Lic. Andrés Ramírez. Director de Cartografía
1
La falta de definición de los límites territoriales internos y que se encuentren actualizados
2
Limitaciones de las competencias técnicas de las diferentes instituciones encargadas de generar cartografía a nivel nacional
3
Falta de una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) que reúna todos los datos cartográficos y geoespaciales generados por las diferentes instituciones
4
La necesidad de crear un estándar de metadatos para la documentación de datos cartográficos
Proceso 4 - 0.E.4: Construcción de las capacidades para la producción cartográfica por medio de la formación de voluntarios para el mapeo de municipios. Atlas Urbano Py Mapatón Edición YouthMappers Frontera seca Paraguay/Brasil 19 de Junio Atlas Urbano Py Mapatón Edición de Mapeo de Base de Ciudades Fronterizas Frontera seca Paraguay/Brasil 6 de mayo Atlas Urbano Py Pasantía Corta 100 hs Mapeo de Base de Ciudades Fronterizas Frontera seca Paraguay/Brasil 21 de abril - 27 de junio
2021 YouthMappers UNA Mapatón de apertura del capítulo de YouthMappers UNA Pilar 7 de agosto
Atlas Urbano Py Vol. 3 Ciudades de Frontera Mapatón de Mapeo Base Pedro Juan Caballero (PY)/ Ponta Porá (Br) 2 y 4 de noviembre
Atlas Urbano Py Vol. 3 Ciudades de Frontera Mapatón de Etiquetado Pedro Juan Caballero (PY)/ Ponta Porá (Br) 23 y 25 de noviembre
2022 YouthMappers UNA Mapatón Edifición Halloween Pilar 30 de octubre
YouthMappers UNA Taller de Capacitación “The Department of State Tech Camp Alumni Workshop” 01 al 08 de diciembre
Proceso 4 - 0.E.4: Construcción de las capacidades para la producción cartográfica por medio de la formación de voluntarios para el mapeo de municipios.
8 actividades de formación y producción de cartografía
Se formó a aproximadamente a 343 voluntarios
228.219 nuevos polígonos en las capas de edificaciones, vegetación y cuerpos de agua en 12 ciudades de Paraguay y Brasil
Etiquetado de 1.901 de polígonos de edificaciones según su uso y 1.870 polígonos de edificaciones según su altura predominante en Pedro Juan Caballero y Ponta Porá Antes y después del mapatón de la ciudad de Pilar
Proceso 5 - 0.E.5: Exposición de las actividades de cartografía desarrolladas en el CIDi y el uso de herramientas de software libre en Paraguay por medio de redes sociales
Del 15 de junio al 21 de junio de 2021
6 mapas animados en Instagram en formato .gif de ciudades del corredor de la Ruta Py 02
El conjunto de publicaciones tuvo un total de 1724 reproducciones
Proceso 6 - 0.E.6: Elaboración de actividades con organizaciones y redes internacionales de cooperación académica para el apoyo a proyectos de cartografía
● ●
●
Recolección de datos Elaboración de cuestionarios para entrevistas Capacitaciones
● ● ● ● ●
Establecer contactos Proyectos de capacitación Financiación de proyectos de cartografía
Taller de Capacitación “The Department of State Tech Camp Alumni Workshop” Financiación de viajes en 6 ciudades del corredor de la Ruta Py 02
● ● ●
Capacitaciones Apoyo a recolección de datos in situ Fotomapeo del perímetro de la laguna Mapeo con RPAS Apoyo a realización de entrevistas
Proceso 7- O.E.7:: Desarrollo de actividades de gestión de recursos y de apoyo para el proyecto de Atlas Urbano Py y otras iniciativas del CIDi YouthMappers Fieldwork Program
Colecta AUPy
Producción de bitácoras de dibujo y Participación en Ferias
2.434 dólares
1.211.000 gs
Adquisición de equipos
Gastos relacionados con nuestra plataforma de proyectos
Fotomapeo de Coronel Oviedo, José Domingo Ocampos, Juan E O'Leary, Mallorquín, Yguazú y Minga Guazú Mapeo con RPAS del municipio de José Domingo Ocampos
Proceso 7 - O.E.7: Desarrollo de actividades de gestión de recursos y de apoyo para el proyecto de Atlas Urbano Py y otras iniciativas del CIDi
Apoyo a las salidas de Fotomapeo Municipio
Fechas
Vías de Fotomapeo (km)
Fotografías 360
7 de mayo 2022
12,48
5.750
Yguazú
18 y 19 de julio 2022
13,90
1.641
Minga Guazú
18 y 19 de julio 2022
32
62.120
Total
58,38
69.511
Coronel Oviedo
Participación del CIDi Open Day
Conclusiones
Se concluye que el trabajo desarrollado es relevante para contribuir a la producción cartográfica del país, aportando principalmente en: 1. La producción de un Atlas Urbano del corredor de la Ruta Py 02 (José Domingo Ocampos y Juan E. O’leary) 2. El desarrollo de una metodología detallada para el mapeo de áreas urbanas utilizando sistemas de aeronaves pilotadas a distancia (RPAS)
3. La construcción de capacidades por medio del entrenamiento a voluntarios 4. El fortalecimiento y la colaboración con organizaciones e instituciones internacionales 5. La sostenibilidad y continuidad del proyecto
En conjunto, este proyecto no solo enriquece la cultura urbanística y el desarrollo cartográfico, sino que también produce datos geoespaciales multifinalitarios que pueden utilizarse para futuras investigaciones y planificación urbana a nivel nacional.
Atlas Urbano de José Domingo Ocampos y Juan E. O'Leary Versión Digital
Guía de Mapeo con Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia Versión Digital
¡Gracias!