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Estimando Áreas de Tejados de Casas de Aves de Corral Usando Imágenes de UAV y Satélites

Autores: Koc, A. Bulent; Anderson, Patrick T.; Chastain, John P.; Post, Christopher

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Estimando Áreas de Tejados de Casas de Aves de Corral Usando Imágenes de UAV y Satélites


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Producción avícola
Demanda de electricidad
Paneles solares fotovoltaicos
Imágenes aéreas
UAV
Ortofotos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La producción avícola requiere electricidad para un control climático óptimo durante todo el año. La demanda de electricidad en la producción avícola alcanza su punto máximo durante los meses de verano, cuando la irradiación solar también es alta. Instalar paneles solares fotovoltaicos (FV) en los techos de las casas avícolas tiene el potencial de reducir los costos de energía al disminuir los cargos por demanda eléctrica de las compañías de servicios públicos. El objetivo de esta investigación fue estimar las áreas de los techos de las casas avícolas para una posible instalación de FV utilizando imágenes aéreas adquiridas con un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de bajo costo disponible comercialmente. Se capturaron imágenes aéreas de 31 casas de pollos de engorde con un VANT para evaluar su potencial para aplicaciones de energía solar. Se adquirieron dimensiones del plano del edificio y se midieron manualmente las alturas de los edificios de forma independiente. Las imágenes se capturaron volando el VANT en un camino de vuelo de doble cuadrícula a una altitud de 69 m utilizando una cámara 4K a bordo en un ángulo de -80 grados desde el horizonte con un 70% y un 80% de superposiciones. Las imágenes capturadas se procesaron utilizando el software de fotogrametría Agisoft Photoscan Professional. Se generaron ortofotos de las áreas de estudio a partir de las secuencias de imágenes 3D adquiridas utilizando técnicas de estructura desde el movimiento (SfM). La saliente del techo del edificio oscureció la huella del edificio en las imágenes aéreas. Para medir con precisión las dimensiones del edificio, se restaron 0.91 m del ancho del techo del edificio y 0.61 m de la longitud del techo basándose en las dimensiones del plano de las casas avícolas. Los anchos y longitudes reales de los edificios variaron de 10.8 a 184.0 m y el error medio de medición utilizando las ortofotos derivadas del VANT fue del 0.69% para todas las dimensiones planas. El error promedio para la longitud del edificio fue de 1.66 +/- 0.48 m y el error promedio para los anchos fue de 0.047 +/- 0.13 m. Las alturas de la pared lateral del edificio, la entrada lateral y el pico variaron de 1.9 a 5.6 m y el error medio fue de 0.06 +/- 0.04 m o 1.2%. En comparación con la precisión horizontal de las mismas mediciones del edificio tomadas de imágenes satelitales fácilmente disponibles, el error medio en las imágenes satelitales fue de -0.36%. El error promedio de longitud fue de -0.46 +/- 0.49 m y -0.44 +/- 0.14 m para los anchos del edificio. Los ortomosaicos satelitales fueron más precisos para las estimaciones de longitud y los ortomosaicos del VANT fueron más precisos para las estimaciones de ancho. Esta disparidad se debió probablemente a la altitud de vuelo, el campo de visión de la cámara y la forma del edificio. Los resultados demostraron que un VANT de bajo costo y la fotogrametría SfM pueden utilizarse para crear modelos de superficie digital y ortomosaicos de casas avícolas sin necesidad de equipos de grado de topografía o puntos de control en el terreno.

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