Batimetría costera derivada de drones: una comparación de inversiones basadas en espectros y en video
Autores: Goessling, Isaac P.; Leon, Javier X.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Batimetría costera derivada de drones: una comparación de inversiones basadas en espectros y en video
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Batimetría
Modelado costero
Gestión de riesgos costeros
Aeronaves pilotadas a distancia
Enfoque basado en video
Técnicas de inversión espectral
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La batimetría costera precisa es un conjunto de datos esencial para la modelización costera y la gestión de riesgos costeros, pero las encuestas tradicionales son costosas y peligrosas de realizar en zonas de surf enérgicas. Los vehículos aéreos no tripulados (RPA) ofrecen una forma flexible de recopilar datos batimétricos de alta resolución espacial y temporal. Este estudio aplica flujos de trabajo deliberadamente simples con instrumentación accesible para comparar técnicas basadas en video e inversión espectral en dos entornos costeros contrastantes: una playa abierta expuesta con energía de olas y turbidez relativamente más altas, y una playa resguardada con condiciones de energía más bajas. El enfoque basado en video (UBathy) logró errores más bajos (0.22-0.41 m RMSE) que el enfoque espectral (Stumpf) (0.30-0.71 m RMSE), confirmando su fortaleza en entornos semi-turbios y de energía baja a moderada. La precisión de Stumpf coincidió con hallazgos previos (~0.5 m de errores en agua clara) pero disminuyó con la profundidad. Las áreas con destellos solares y olas rompientes son desafiantes, pero UBathy se desempeñó mejor en condiciones de olas mixtas. Si bien estos errores son más altos que los de las encuestas hidrográficas tradicionales, se encuentran dentro de los rangos esperados derivados de RPA, presentando oportunidades para su uso en aplicaciones específicas de gestión costera. Las mejoras futuras pueden provenir de la reducción de la dependencia del control terrestre y del avance de métodos híbridos basados en aprendizaje profundo para filtrar valores atípicos y mejorar la precisión de las predicciones en imágenes subóptimas causadas por condiciones ambientales.
Descripción
La batimetría costera precisa es un conjunto de datos esencial para la modelización costera y la gestión de riesgos costeros, pero las encuestas tradicionales son costosas y peligrosas de realizar en zonas de surf enérgicas. Los vehículos aéreos no tripulados (RPA) ofrecen una forma flexible de recopilar datos batimétricos de alta resolución espacial y temporal. Este estudio aplica flujos de trabajo deliberadamente simples con instrumentación accesible para comparar técnicas basadas en video e inversión espectral en dos entornos costeros contrastantes: una playa abierta expuesta con energía de olas y turbidez relativamente más altas, y una playa resguardada con condiciones de energía más bajas. El enfoque basado en video (UBathy) logró errores más bajos (0.22-0.41 m RMSE) que el enfoque espectral (Stumpf) (0.30-0.71 m RMSE), confirmando su fortaleza en entornos semi-turbios y de energía baja a moderada. La precisión de Stumpf coincidió con hallazgos previos (~0.5 m de errores en agua clara) pero disminuyó con la profundidad. Las áreas con destellos solares y olas rompientes son desafiantes, pero UBathy se desempeñó mejor en condiciones de olas mixtas. Si bien estos errores son más altos que los de las encuestas hidrográficas tradicionales, se encuentran dentro de los rangos esperados derivados de RPA, presentando oportunidades para su uso en aplicaciones específicas de gestión costera. Las mejoras futuras pueden provenir de la reducción de la dependencia del control terrestre y del avance de métodos híbridos basados en aprendizaje profundo para filtrar valores atípicos y mejorar la precisión de las predicciones en imágenes subóptimas causadas por condiciones ambientales.