Sistema de Información sobre Desastres Naturales (NDIS) para la Planificación de Misiones de RPAS
Autores: Al Wardah, Robiah; Braun, Alexander
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Sistema de Información sobre Desastres Naturales (NDIS) para la Planificación de Misiones de RPAS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Rpas
Sensores
Desastres naturales
Ndis
Misiones de riesgo
Apoyo a la toma de decisiones geoespaciales.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El número y rendimiento de los Sistemas de Aeronaves Pilotadas Remotamente (RPAS) y sensores está aumentando rápidamente, lo que permite un enfoque innovador en la monitorización, mitigación y respuesta a desastres naturales y riesgos. En la actualidad, existen cientos de plataformas RPAS diferentes y sensores de carga útil más pequeños y asequibles. Dado que los desastres naturales representan riesgos cada vez mayores para la sociedad y el medio ambiente, es imperativo que estos RPAS se utilicen de manera efectiva. Para aprovechar estos avances, este estudio presenta el desarrollo y validación de un Sistema de Información sobre Desastres Naturales (NDIS), un marco de apoyo a la decisión geoespacial para misiones de peligros naturales basadas en RPAS. El sistema integra una base de datos global de geopeligros con especificaciones de sensores geofísicos y plataformas RPAS para automatizar la planificación de misiones de forma generalizada. NDIS v1.0 utiliza algoritmos de árboles de decisión para seleccionar sensores y plataformas adecuados según el tipo de peligro, la distancia a la infraestructura y la viabilidad de la encuesta. NDIS v2.0 introduce un método de Bosque Aleatorio y un Método de Ruta Crítica (CPM) para optimizar aún más la secuenciación de tareas y el tiempo de las misiones. La última versión, NDIS v3.8.3, implementa un flujo de trabajo de decisión escalonado que mapea secuencialmente el tipo de peligro y la etapa del desastre a los métodos de encuesta apropiados, las cargas útiles de los sensores y los RPAS compatibles utilizando filtrado basado en reglas y umbrales. La selección de RPAS considera la capacidad de carga útil y los umbrales de alcance, ajustados dinámicamente por proximidad, y clasifica las plataformas candidatas utilizando criterios de resistencia específicos para el peligro y el sensor. El sistema se implementa utilizando ArcGIS Pro 3.4.0, ArcGIS Experience Builder (lanzamiento en la nube 2025) y Azure Web App Services (entorno de ejecución Python 3.10). NDIS admite tanto el procesamiento por lotes como consultas interactivas en tiempo real a través de una interfaz de usuario basada en la web. Las características adicionales incluyen un panel de visión estadística para ayudar a los usuarios a interpretar la distribución del conjunto de datos, y un módulo de entrada colaborativa que permite datos de peligros contribuidos por la comunidad a través de ArcGIS Survey123. NDIS se presenta y valida, por ejemplo, en aplicaciones relacionadas con peligros volcánicos en Indonesia. Estas capacidades hacen de NDIS una herramienta escalable, adaptable y operativamente significativa para la monitorización de múltiples peligros y la planificación de misiones de teledetección.
Descripción
El número y rendimiento de los Sistemas de Aeronaves Pilotadas Remotamente (RPAS) y sensores está aumentando rápidamente, lo que permite un enfoque innovador en la monitorización, mitigación y respuesta a desastres naturales y riesgos. En la actualidad, existen cientos de plataformas RPAS diferentes y sensores de carga útil más pequeños y asequibles. Dado que los desastres naturales representan riesgos cada vez mayores para la sociedad y el medio ambiente, es imperativo que estos RPAS se utilicen de manera efectiva. Para aprovechar estos avances, este estudio presenta el desarrollo y validación de un Sistema de Información sobre Desastres Naturales (NDIS), un marco de apoyo a la decisión geoespacial para misiones de peligros naturales basadas en RPAS. El sistema integra una base de datos global de geopeligros con especificaciones de sensores geofísicos y plataformas RPAS para automatizar la planificación de misiones de forma generalizada. NDIS v1.0 utiliza algoritmos de árboles de decisión para seleccionar sensores y plataformas adecuados según el tipo de peligro, la distancia a la infraestructura y la viabilidad de la encuesta. NDIS v2.0 introduce un método de Bosque Aleatorio y un Método de Ruta Crítica (CPM) para optimizar aún más la secuenciación de tareas y el tiempo de las misiones. La última versión, NDIS v3.8.3, implementa un flujo de trabajo de decisión escalonado que mapea secuencialmente el tipo de peligro y la etapa del desastre a los métodos de encuesta apropiados, las cargas útiles de los sensores y los RPAS compatibles utilizando filtrado basado en reglas y umbrales. La selección de RPAS considera la capacidad de carga útil y los umbrales de alcance, ajustados dinámicamente por proximidad, y clasifica las plataformas candidatas utilizando criterios de resistencia específicos para el peligro y el sensor. El sistema se implementa utilizando ArcGIS Pro 3.4.0, ArcGIS Experience Builder (lanzamiento en la nube 2025) y Azure Web App Services (entorno de ejecución Python 3.10). NDIS admite tanto el procesamiento por lotes como consultas interactivas en tiempo real a través de una interfaz de usuario basada en la web. Las características adicionales incluyen un panel de visión estadística para ayudar a los usuarios a interpretar la distribución del conjunto de datos, y un módulo de entrada colaborativa que permite datos de peligros contribuidos por la comunidad a través de ArcGIS Survey123. NDIS se presenta y valida, por ejemplo, en aplicaciones relacionadas con peligros volcánicos en Indonesia. Estas capacidades hacen de NDIS una herramienta escalable, adaptable y operativamente significativa para la monitorización de múltiples peligros y la planificación de misiones de teledetección.