Estimación del volumen de nieve acumulada sobre grandes superficies utilizando vehículos aéreos no tripulados

Objetivo general

Estudiar la factibilidad de usar técnicas fotogramétricas basado en SfM para estimar el volumen acumulado de nieve sobre grandes superficies usando vehículos no tripulados (UAV).

Objetivos específicos

1. Generar un modelo digital tridimensional durante el verano para más tarde compararlo con los modelos digitales tridimensionales invernales.2. Medir la profundidad de la nieve en puntos estratégicos de la superficie en estudio con el apoyo de instrumentos terrestres para la comparación con los modelos digitales tridimensionales invernales.3. Generar modelos digitales tridimensionales durante el invierno para su comparación con el modelo tridimensional de verano y mediciones de profundidad de nieve en puntos estratégicos de la superficie en estudio.4. Analizar la diferencia de elevación entre los modelos digitales capturados en invierno y verano para estimar el volumen de nieve acumulada y la precisión de la estimación.5. Evaluar y validar la eficacia y efectividad del sistema de estimación de volumen de nieve acumulada (pre-factibilidad técnica, económica y/o de mercado). 6. Difundir y transferir los resultados del estudio a los beneficiarios directos e indirectos y la comunidad en general.

Resultados

La Dirección General de Aguas (DGA) elabora anualmente un pronóstico de deshielos en donde analiza los datos de precipitaciones, acumulación de nieve y caudales de los principales ríos, con el propósito de pronosticar los caudales medios mensuales esperables para la temporada de riego primavera-verano, basado en información de 19 cuencas entre Copiapó y nuble. Las bases del pronóstico se realizan de acuerdo a diversos criterios y supuestos, destacando un 20% de error aproximado. La proporción de error está en directa relación con la calidad y cantidad de antecedentes disponibles y características hidrológicas de cada cuenca. El volumen de agua almacenada en los principales embalses proviene mayoritariamente de recursos nivales, cuyos usos primordiales son: riego, agua potable y generación eléctrica. La principal innovación que se pretende validar tras la ejecución de este estudio corresponde al desarrollo futuro de una metodología basada en fotogrametría a través de estructura desde movimiento (Structure from motion or SfM) para determinar el volumen de nieve acumulada en una superficie a través del uso de Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV). En términos del grado de novedad, esta es la primera vez que la fotogrametría basada en SfM es utilizada por UAV para estudiar la factibilidad de usar técnicas fotogramétricas basadas en SfM para estimar el volumen acumulado de nieve sobre grandes superficies, tanto a nivel nacional como internacional.Lo anterior se pretende lograr a través de la generación de: un modelo digital tridimensional durante el verano; la medición de la profundidad de la nieve en puntos estratégicos de la superficie en estudio con el apoyo de instrumentos terrestres, la generación de modelos digitales tridimensionales durante el invierno; y el análisis de la diferencia de elevación entre los modelos digitales capturados en invierno y verano para estimar el volumen de nieve acumulada y precisión de la estimación.Entre los principales resultados esperados de esta iniciativa se encuentra la generación de modelos digitales base, generación de modelo digital invernal de la superficie de estudio, generación de mapas de diferencia de elevación, obtención de la precisión de mapas de elevación y la estimación del volumen de nieve acumulada sobre la superficie de estudio. De esta forma será posible determinar la factibilidad de utilizar esta metodología para la medición del volumen de nieve acumulada.Los beneficiarios actuales y potenciales de los resultados obtenidos con la ejecución de la propuesta serán todas aquellas entidades involucradas en el suministro y gestión de recursos hídricos para regadío, como por ejemplo: Junta de Vigilancia del Maule, comunidades del Maule Norte, asociaciones de canalistas del Maule sur, cooperativas de riego, entre otras organizaciones similares presentes en la Región del Maule y el resto del país. De forma indirecta, los beneficiarios corresponderían a todos aquellos pequenos y medianos agricultores que utilicen los recursos hídricos suministrados y gestionados por las entidades anteriormente descritas para sus cultivos. Además, se incluyen todas aquellas entidades que actualmente realicen mediciones del volumen de nieve acumulado como por ejemplo la ONEMI y Centros de esquí, además de otras organizaciones con el mismo propósito a nivel internacional.Este estudio se llevará a cabo en una de las estaciones que actualmente la DGA utiliza para realizar el pronóstico, la estación Río Maule en Armerillo.