Hydromorphological characterization of rivers: detection and classification of obstacles in rivers using LiDAR data and Ortophotos

Abstract

[Resumen]: No proxecto desenvolverase unha metodoloxía para a automatización da detección e clasificación de obstáculos no cauce dos ríos facendo uso de datos procedentes de drones equipados con sensores LiDAR e Ortofotos. O estudo está enmarcado no proxecto Innovaugas 4.0, que responde á necesidade dunha xestión avanzada dos recursos hídricos galegos, a través dunha multitude de ferramentas e sistemas integrados. Os datos cuxa xestión búscase facilitar son de moi diversa natureza, datos históricos, predicións de precipitacións, temperaturas, resultados de análises de calidade das augas e outras medicións dos sensores da administración de Augas de Galicia. Búscase a mellora, optimización e preserva dos devanditos recursos hídricos en Galiza, e a creación e mellora dunha infraestrutura para a súa xestión. Búscase utilizar esta serie de ferramentas para lograr o cumplimento dos obxectivos medioambientais establecidos, tanto a longo coma a curto prazo, mirando sempre cara un futuro onde o cambio climático xogará un papel importante, creando novos escenarios para o tratamento destes recursos hídricos. Espérase específicamente lograr a obtención dunha metodoloxía que detecte e clasifique unha serie de obstáculos presentes no entorno fluvial dos ríos galegos, para lograr unha maior automatización nas labores de caracterización hidromorfolóxica, a partir do desenvolvemento e aplicación de técnicas de procesamento de datos, principalmente nubes de puntos LiDAR, e ortofotos. Podemos entender este proxecto como unha tarefa de detección e caracterización de obxectos 3D a través de técnicas de procesado de nubes LiDAR e visión computador, no contexto de masas hídricas fluviais galegas.[Abstract]: This work covers the development of the proposed methodology for the automation of detection and classification of obstacles in river beds, using data collected by LiDAR sensing drones and Ortophotos. The study is framed inside the project Innovaugas 4.0, which helps the need of an advanced and enhanced management of the galician hydric resources, through a multitude of tools and integrated systems. The data whose management is to be eased is of very diverse nature: historic data, precipitation predictions, temperatures, water quality analysis results and other measurements collected by the sensors of the ”Augas de Galicia” administration. The enhancement, optimization and preservation of the aforementioned hydric resources of Galicia is seeked, as well as the creation and improvement of an infrastructure that enables its proper management. The administration aims to use these series of tools to achieve the fulfillment of the environmental objectives, both short and long term, and always looking forward to a future where climate change will play an important role, creating new challenges for the management of these hydric resources. Specifically, a methodology that detects and classifies a series of obstacles present in and around galician rivers is to be developed, to reach a higher degree of automation in the hydromorphological characterization labours. This will be done through the development and application of data processing techniques, mainly with LiDAR data point clouds, and ortophotos. This project can then be understood as a 3D object detection and characterization task, through LiDAR cloud data processing techniques and computer vision, in the context of river hydric masses in Galicia.