Documentación gráfica del patrimonio arqueológico mediante LiDAR sobre UAV. Análisis experimental de los parámetros óptimos de vuelo

Abstract

La introducción de nuevas tecnologías ha abierto nuevas vías metodológicas y enfoques teóricos de gran interés para la investigación arqueológica y la conservación del patrimonio histórico. Este estudio profundiza en las ventajas de los sistemas LiDAR en el análisis del paisaje y elementos arqueológicos en zonas con gran vegetación. La obtención de documentación gráfica tridimensional de la realidad con fines topográficos, patrimoniales, arquitectónicos o industriales se ha visto revolucionada en la última década por la aplicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV), convirtiéndose en una herramienta básica en el trabajo diario de los técnicos, permitiendo documentar grandes superficies de terreno o lugares inaccesibles con una gran eficiencia y con mejores resultados si cabe que con los métodos clásicos. Los UAV, comúnmente conocidos como drones permiten aerotransportar distintos tipos de sensores, siempre condicionados por su dimensión y peso. Estas limitaciones hacían que principalmente se utilizarán sensores pasivos de reducido tamaño: es decir cámaras RGB, multiespectrales o infrarrojos. La constante evolución del sector ha permitido que los sensores activos de teledetección LiDAR (Light Detection and Ranging) estén disponibles a nivel consumidor abriendo nuevas posibilidades que la fotogrametría multiimagen no permite, como la adquisición de información con reducida luz ambiental, zonas sombreadas o la adquisición de datos bajo la vegetación. El objetivo de este estudio es realizar un análisis comparado de la representación tridimensional del terreno y de los elementos estructurales presentes en paisajes con densa vegetación, analizando en base a los parámetros de vuelo: altura y velocidad, el índice de penetración del pulso LiDAR aerotransportado para el registro de las características arqueológicas. El estudio también ofrece una serie de novedades metodológicas basadas en los datos extraídos y las especificidades de este tipo de sensores. En este punto podemos plantear la pregunta ¿qué diferencia existe entre la obtención de topografía con fines técnicos a arqueológicos? En topografía se establece la precisión del modelo digital en función de la escala de trabajo y se genera una superficie reglada, en la que el resultado final sufre un proceso de generalización que suaviza las formas del terreno con el fin de obtener curvas de nivel que representen el terreno y sean interpretables fácilmente en función de la escala. Por el contrario, en arqueológica se buscan indicios de actividad antrópica, por lo que se persigue una mayor definición de las formas, un mayor número de puntos, y aplicar unos sistemas de visualización específicos. Para nuestro propósito de estudio, hemos planteado dos escenarios bien distintos: uno ideal (sin ningún tipo de vegetación ni obstáculo y con topografía horizontal, en concreto una pista de aterrizaje de un campo de modelismo y por otro lado, uno muy complejo con densa vegetación de pinar y fuertes pendientes realizando una serie de vuelos de con diferente altura, (entre 70 y 120 m) y con distintas velocidades de avance de la aeronave (entre 5 y 10 m/s). Finalmente hemos realizado un estudio estadístico de los resultados que nos permitan determinarlos parámetros óptimos para los fines deseados, planteando un esquema y flujo de trabajo óptimos.