Desarrollo de un aplicativo de software basado en algoritmos de procesamiento digital de imágenes y visión computacional, orientado a la construcción y georreferenciación de mosaicos de imágenes aéreas adquiridas vía UAV

Abstract

Esta tesis presenta la propuesta de un aplicativo de software que, dada una base de datos de imágenes aéreas captadas en los bosques de Iquitos, permita llevar a cabo el armado y la georreferenciación de mosaicos de imágenes aéreas capturadas vía UAV, para luego detectar la densidad de aguajales (Mauritia Flexuosa, palmera de alto valor económico, social y ambiental de la Amazonía) en la zona, adicionando la herramienta de armado de mosaicos de los resultados de detección de aguajales en cada imagen. La tesis ha sido desarrollada en el marco de un proyecto Innóvate Perú, donde la unidad ejecutora es INICTEL-UNI (Instituto Nacional de Investigación y Capacitación de Telecomunicaciones) en convenio con el IIAP (Instituto de Investigación de la Amazonía Peruana) y la Universidad de Castilla de La Mancha. El aplicativo de software se desarrolla a partir de un método de mediana complejidad para la construcción de mosaicos georreferenciados, basado en el armado de mosaicos de imágenes correspondientes a una misma línea de la trayectoria de vuelo, y en el uso del valor del error de transferencia simétrica por correspondencia correcta o inlier, como indicador de una estimación aceptable de la homografía. Para la etapa de cómputo de las matrices de homografía se ha usado realizado una modificación del algoritmo RANSAC. El algoritmo de georreferenciación se basa en una regresión lineal robusta en base a los datos de coordenadas de cada centro de las imágenes que conforman el mosaico. Todos estos algoritmos han sido implementaciones propias que se encuentran embebidos dentro de un aplicativo software desarrollado en MATLAB. El Capítulo I corresponde a los Aspectos Introductorios. En él se detalla la Situación Problemática, la Definición del Problema, los Objetivos Generales y Específicos, el Estado del Arte, la Justificación, la Descripción de la Solución Propuesta y la Viabilidad del trabajo realizado. El Capítulo II trata el tema de la Adquisición de Imágenes vía UAV. Aquí se describen los componentes necesarios para la adquisición de imágenes, tanto hardware como software, y también, una metodología de adquisición de imágenes vía UAV. En el Capítulo III se introducen los Aspectos Generales de los temas centrales en los que se basa la tesis, Procesamiento Digital de Imágenes, Visión Computacional y Geodesia. Se definen algunos conceptos previos de estas tres áreas, y posteriormente, las principales componentes del método propuesto como los puntos característicos SIFT, la matriz de homografía y su estimación, y las transformaciones geométricas de la imagen. El Capítulo IV se describe el algoritmo propuesto en la tesis. Se explica los detalles de la implementación y los valores que sirven para configurar la construcción de mosaico. Además, se muestra la interfaz visual del aplicativo de software desarrollado. En el Capítulo V se desarrollan las pruebas de validación y se muestra los resultados de los mosaicos construidos y georreferenciados obtenidos de las imágenes de diferentes escenas. También se muestran los resultados de los mosaicos de las máscaras de detección de aguajales. Finalmente se dan paso a las conclusiones obtenidas en esta tesis.