Reconocimiento de patrones para la identificación de tuberías enterradas en sistemas de abastecimiento de agua a partir de imágenes de GPR

Abstract

[EN] This document is proposed with the objective to create a first approach through the development of a methodological tool that allows an automatic localization of pipelines in the water supply systems (WSS), by using GPR (Ground Penetrating Radar) as a non destructive inspection technique. To do so, a methodology that permits identification and patterns extraction through image analysis previously obtained by the GPR.

To develop this job, laboratory essays were done under controlled conditions on a dry-soil filled tank, where 4 different materials pipelines were previously buried; afterwards, GPR prospections were taken over the tank. Radargrams or GPR images were obtained by doing so, beeing the starting point to develop this investigation. Next, images were subjected through different procedures to identify patterns. After applying the past procedures results were obtained first of all upgrading visualization of pipelines in the images, additionally some materials patters proper to each of the buried pipelines were identified, analyzed, and subsequently compared between them, evaluating their differences. Finally, the results obtained allowed the reconstruction of the pipelines using 3D modeling.

To end up, we must indicate that the procedure presented is simple and easy to obtain, giving the possibility to serve as a first approach to develop an automatic system that allows to localize and characterize WSS pipelines, and most important, that this does not be restricted to the subjective criteria of an specific person.

[ES] Este trabajo se propone con el objetivo de realizar un primer avance hacia el desarrollo de una herramienta metodológica que permita la localización automática de tuberías en los sistemas de abastecimiento de agua (SAA), haciendo uso del GPR (Ground Penetrating Radar) como técnica de inspección no destructiva. Para ello se propone una metodología que permita la identificación y extracción de patrones a través del análisis de imágenes obtenidas con GPR.

Para el desarrollo del trabajo fueron realizados ensayos en laboratorio bajo condiciones controladas sobre un tanque lleno de suelo seco, donde se enterraron 4 tuberías de materiales diferentes; posteriormente, sobre él fueron tomadas las prospecciones con GPR. Con ello se obtuvieron las imágenes o radargramas, que fueron el punto de partida para el desarrollo del trabajo. A continuación, las imágenes fueron sometidas a los procedimientos planteados para lograr la identificación de patrones. Tras la aplicación del procedimiento planteado se obtuvieron resultados prometedores, primeramente logrando mejorar la visualización de tuberías en las imágenes; adicionalmente, fue posible la identificación de algunos patrones propios para cada material de tubería enterrada, los cuales, posteriormente, fueron analizados y comparados entre ellos, evaluando las diferencias encontradas. Finalmente, los resultados obtenidos nos permiten la reconstrucción de las tuberías en modelos 3D.

Para acabar, debemos indicar que el procedimiento planteado es sencillo y de fácil aplicación, proporcionando la posibilidad de servir como primer planteamiento hacia el desarrollo de un sistema automático que permita ser capaces de localizar y caracterizar las tuberías de los SAA y, principalmente, que ello no dependa del criterio (subjetivo) de una persona específica.