Aplicación de un instrumento remoto basado en un UAV: Observación óptica y térmica de la ciudad de SLP

Abstract

La creciente atención a los problemas de consumo de energía y el incremento de la distribución de temperatura de las zonas urbanas, está renovando el interés en las aplicaciones de la teledetección óptica y térmica en áreas urbanas de diversas variables del entorno social, la cual, a manera de ejemplo, determinará el nivel de contaminación, hasta la magnitud de forestación, entre otros. Por esta razón, y considerando el aumento de la popularidad y gran utilidad de los vehículos aéreos no tripulados, para diversas funciones en muchos campos de investigación, se busca implementar su aplicación en el área de la detección remota. El presente proyecto tiene como objetivo principal el diseño e implementación de un sistema aéreo de detección remota que, mediante un vehículo aéreo no tripulado, sea capaz de realizar una caracterización óptica y térmica del medio ambiente, basado en un estudio en la ciudad de San Luis Potosí. Para el caso de interés, se busca hacer uso de imágenes espectrales obtenidas a través de cámaras de bajo costo y posteriormente, mediante procesamiento por contraste de imágenes, identificar algunos de los elementos presentes en el medio ambiente, en la ciudad de SLP, y en particular identificar la traza de gases como SOx y NOx. De acuerdo a la LGEEPAa1 un contaminante es toda materia o energía en cualesquiera de sus estados físicos y formas, que al incorporarse o actuar en la atmósfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier elemento natural, altere o modifique su composición y condición natural. La importancia de la detección de estos contaminantes se debe tanto a la frecuencia con que se presentan en el aire ambiente como a las concentraciones en que se hallan en la ciudad de San Luis Potosí, los cuales se han identificado como perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos, así como para el medio ambiente. Se persiguen una serie de objetivos particulares que se resumen en: Diseño e implementación de un vehículo aéreo remoto no tripulado, con la capacidad de carga adecuado para portar instrumentación óptica. Diseño de la instrumentación para espectroscopia en imágenes. Identificación de ejemplos de contaminantes como SO2 y NOx ópticamente por contraste de imágenes seleccionadas en función del espectro de absorción de cada compuesto. Correlación de imágenes espectrales y visión térmica (identificación de islas de calor y su relación con los agentes contaminantes elegidos). Por otro lado, se presenta el desarrollo de la instrumentación para espectroscopia en imágenes, así como el procesamiento de las mismas, el cual permitirá la identificación de distintos contaminantes presentes en la atmósfera, así como las afecciones que estos tienen sobre temperatura de las diferentes zonas de interés analizadas. Asimismo, se presenta el diseño e implementación de un vehículo aéreo remoto no tripulado, con la capacidad de carga adecuado para portar la instrumentación óptica, el cual se ha diseñado considerando el objetivo de su aplicación en el área de la detección remota.