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La medición del movimiento de tierras es un paso importante en la construcción de un proyecto, directamente relacionado con la estimación de costos y la selección del esquema. Por lo tanto, la unidad de ingeniería necesita medir el volumen de tierra antes de la construcción. Calcular el volumen de tierra con rapidez y precisión mediante mediciones es fundamental para las unidades de ingeniería.

Antecedentes del proyecto

Este proyecto corresponde a la segunda fase del Proyecto de Construcción de Carreteras de Zhengzhou. Se prevé que la longitud y el ancho de la vía sean de 2,583 km y 50 metros respectivamente, y la línea roja de adquisición de terrenos a lo largo del eje de la vía a ambos lados tendrá una extensión de 100 metros. La vía será más que una mera conveniencia para las comunidades locales en términos de transporte y vida cotidiana una vez finalizado el proyecto y entre en servicio.
El 13 de junio de 2022, el Departamento del Comité Local notificó a la gerencia del proyecto que la gran cantidad de residuos generados durante la construcción debía ser retirada del lugar especificado en un plazo de dos días. El volumen real de tierra y todo el proceso de construcción se registrarán con precisión.

Análisis de puntos de dolor

La mayoría de los operadores suelen utilizar drones y RTK para proyectos de levantamiento de movimiento de tierras. Los drones profesionales requieren operadores altamente cualificados y con amplia experiencia técnica; sin embargo, muchas unidades operativas carecen de pilotos profesionales. Además, los RTK para la adquisición de puntos en el proyecto requieren la medición manual de cada punto, lo que no solo genera una gran carga de trabajo y requiere mucho tiempo, sino que también aumenta la probabilidad de omitir o sobremedir puntos. Además, a veces resulta difícil y peligroso medir superficies de terreno irregulares y desconocidas.

Implementación del programa

Para aplicar las nuevas tecnologías al proyecto, el departamento de gestión del proyecto opta por utilizar Hi-Target vRTK para medir el volumen de la tierra junto con el Hi-Target V200 RTK existente.

Flujo de trabajo

1. Recolección de campo
El Equipo A estaba utilizando el V200 RTK para el levantamiento topográfico. De acuerdo con la especificación GB/T 17160-1997 para la digitalización de mapas topográficos a escala 1:500, 1:1000 y 1:2000, el Equipo A realizó la verificación de puntos de control después de que la señal RTK recibida desde la estación base CORS alcanzara un estado de solución fijo. Cuando la precisión cumplió con los requisitos, se pudo realizar el levantamiento detallado. Durante la operación, el Equipo A recopiló y registró los puntos obvios de los objetos terrestres cambiantes. Para mejorar la eficiencia operativa en campo, los datos se recopilaron en modo de medición automática para reducir el tiempo de centrado de los puntos.

En cambio, el Equipo B utilizó el Hi-Target vRTK para adquirir datos en el área opuesta al área de trabajo del Equipo A, a fin de evitar interferencias. A diferencia del Equipo A, el Equipo B aprovechó la tecnología de levantamiento de imágenes del vRTK para la recopilación de datos tras la verificación del punto de control y la precisión cumplió con los requisitos.

2. Tratamiento de datos

Los resultados de las mediciones en tiempo real del V200, adquiridos por el Equipo A, pueden ser reconocidos por el software interno inmediatamente después de convertir los datos a formato .dat. Al importar el rango del área de estudio, establecer el MDT y generar una red triangular o una cuadrícula, se pueden exportar los datos de movimiento de tierras. El funcionamiento detallado se muestra en la figura a continuación.

La medición de imágenes con vRTK permitió al Equipo B procesar datos en software de modelado popular y comparar los datos POS con fotos para la triangulación aérea y la exportación de un modelo 3D. Dado que el requisito de este proyecto era la elevación del terreno, el volumen terrestre se puede calcular directamente en el modelo. Además, el procesamiento secundario de los datos permite obtener resultados más completos. El funcionamiento se detalla en la siguiente figura.

Visualización de resultados

Al comparar los resultados de medición de movimiento de tierras obtenidos con Hi-Target vRTK y Hi-Target V200 RTK, el departamento de proyectos se sorprendió con el rendimiento del vRTK. «Nunca imaginamos que el RTK pudiera medir puntos como fotogrametría de cerca; es mucho más eficiente que los métodos de medición de movimiento de tierras anteriores».
Además del DLG (Gráfico de Línea Digital), los datos de los resultados también se incluyen en el modelo 3D y el DEM (Modelo de Elevación Digital), lo que hace que la construcción sea de gran eficiencia.

Resumen del proyecto

En este caso de cálculo de movimiento de tierras, con la ayuda de las cámaras RTK y HD de alta precisión, el Hi-Target vRTK pudo realizar mediciones de imágenes que lograron grandes mejoras en términos de recopilación de datos de campo, procesamiento de datos y resultados de datos en comparación con los métodos de medición RTK tradicionales.

En primer lugar, la recopilación de datos de campo fue rápida. Gracias a su distinguida tecnología de levantamiento de imágenes, Hi-Target vRTK pudo capturar información de cualquier punto de la imagen a la vez, mientras que el RTK tradicional solo puede adquirir información de un solo punto a la vez. Por lo tanto, al gestionar la misma carga de trabajo, el vRTK tardó menos tiempo en completar su trabajo.
En segundo lugar, el procesamiento de datos fue eficaz. Los bytes de cada foto son pequeños, sin requisitos específicos del hardware, aunque el procesamiento interno de datos de vRTK fue complejo. El tiempo dedicado al procesamiento interno de datos obviamente compensa el tiempo dedicado a la adquisición de datos de campo.

En tercer lugar, se diversificaron los resultados de los datos. No solo el archivo DLG, sino también los resultados del modelo 3D, la ortofoto HD y los datos DEM se pueden exportar desde el vRTK para que el departamento de gestión de proyectos supervise y determine el progreso real del proyecto, además de respaldar las decisiones gubernamentales. Si bien la exportación de datos del RTK tradicional solo era compatible con el formato DLG, la retención histórica de evidencia, así como los problemas de almacenamiento, solo se pueden resolver mediante la recuperación de datos.