Presentación Final Tesis - Atlas Urbano Py

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!