Un distrito hidrográfico rural consigue alta precisión con presupuesto limitado

De: Travis Anderson - Ingeniero de distrito, distrito hidrográfico de Le-Ax

Cuando vine a trabajar en el distrito hidrográfico de Le-Ax, el personal acababa de terminar de recopilar puntos de GPS en todos los activos de la superficie. Con los recursos técnicos facilitados por el Instituto de Administración del Gobierno Local y Desarrollo Rural (ILGARD) de la Universidad de Ohio, Le-Ax por fin ensambló todas las piezas y puso en funcionamiento un SIG. Desde de ese momento, mantenerlo pasó a ser responsabilidad del distrito.

La tarea continua de recopilar puntos de GPS se asignó al equipo de mantenimiento. Dado que eran responsables de instalar tomas, medidores y válvulas, y de hacer reparaciones y exponer las líneas, tenía más sentido que el equipo recopilara las ubicaciones de los activos. De forma regular, cogía la unidad de GPS de mano del personal y colocaba los nuevos puntos en ArcMap. El flujo de trabajo parecía bastante sencillo, pero se hizo evidente bastante rápido que esta transición no iba a fácil para que el distrito mantuviese el SIG.

Los dos problemas principales que surgieron fueron el conocimiento técnico limitado del personal sobre el equipo y el software, y la cantidad de tiempo que necesitaba la unidad portátil para ganar precisión. El primer problema se corrigió creando chuletas para el personal. Si la chuleta no es capaz de responder preguntas o refrescar la memoria, el problema podría resolverse haciendo una llamada telefónica. El segundo problema se convirtió en un tema mucho más polémico. Como el equipo estaría listo para completar una reparación, la persona responsable de recopilar los puntos estaría esperando en la unidad de GPS portátil para lograr la precisión. A veces se hacía en 20 segundos y, otras, se tardaba minutos. Eso era muy frustrante para todos.

Le-Ax siguió adelante con los dispositivos portátiles, pero no resultó muy productivo para nuestro SIG. Habíamos perdido la aceptación del personal. Esto sucedió prácticamente al mismo tiempo en que las aplicaciones se estaban haciendo cada vez más populares y todo el mundo tenía un smartphone. Buscando en el mercado encontré una aplicación móvil sencilla que utilizaba archivos de forma proyectándolos sobre un fondo de imágenes aéreas. El GPS interno del teléfono mostraría la ubicación. No era preciso y no fue fácil configurar las coordenadas, pero funcionó. Cuando le mostré la aplicación al personal, la actitud de todos hacia el SIG cambió. Fue un momento mágico para Le-Ax. Pusimos una herramienta útil al alcance de todos, todo el mundo la usó y no costó ni un céntimo.

Le-Ax se encontraba definitivamente en un punto de transición para recopilar datos sobre el terreno. Cuando se lanzó Collector for ArcGIS, sabía que este sería nuestro siguiente paso para usar iPads sobre el terreno; solamente tenía que descubrir cómo usar la aplicación. Antes de llegar a Le-ax, sabía muy poco sobre SIG. Todo lo que he aprendido ha sido de forma autodidacta. Gran parte de mis conocimientos provienen de las comunidades en línea de Esri. Haciendo una búsqueda en el sitio web de Esri encontré muchas conversaciones entre los usuarios y el personal de soporte de Esri que respondieron a muchas de las preguntas que tenía. Los tutoriales en línea sobre Collector me dieron orientación sobre cómo crear mapas y hacerlos accesibles en la propia aplicación. Todo fue muy fácil de resolver. La pieza restante del rompecabezas para implantar Collector del todo era una suscripción a ArcGIS Online. Como ya teníamos un puesto de ArcGIS for Desktop Basic y la suscripción de mantenimiento anual, Esri nos facilitó una cuenta gratuita de ArcGIS Online. Después de leer los conceptos básicos sobre la creación de mapas en línea y compartirlos en nuestra organización, empecé a cargar nuestras capas y volver a crear nuestro SIG de escritorio en ArcGIS Online. Una vez entendido el concepto, tardé unos 30 minutos en volver a crear nuestro SIG de escritorio como versión en línea.

Cuando creé el mapa, pudimos probar la funcionalidad de Collector con nuestro iPad. Como aplicación específica de campo, Collector es parecida a ArcPad, si bien más fácil de usar. Es muy intuitiva. Un círculo azul muestra la ubicación del receptor GPS y, en la parte superior, hay una barra de herramientas muy funcional. Para acceder a las capas, hay que tocar el símbolo de la capa y una lista desplegable mostrará las capas contenidas en el mapa. Se puede hacer una foto tocando el icono de la cámara de la barra de herramientas superior, a continuación apuntando y luego haciendo clic. Hecho esto, hay que hacer clic en el botón Enviar. Todo se actualizará y almacenará de forma segura en ArcGIS Online. No puedo insistir lo suficiente en lo fácil que es usar Collector.

A pesar de lo bien concebida que está Collector, todavía tenía dos grandes preocupaciones: la conectividad y la precisión. El condado de Athens, en el sureste de Ohio, no es lo que se podría decir una metrópolis donde la actividad celular esté en auge. Claro, a lo largo de las carreteras principales se puede tener una conexión de datos, pero somos un distrito hidrográfico rural. Damos servicio a prácticamente 7000 grifos repartidos en 800 km de línea de flotación en cuatro condados. Tenemos líneas de flotación en lugares donde no se puede imaginar a alguien que tenga el descaro de conducir una retroexcavadora de cadenas. Tenemos muchos kilómetros de línea de flotación que no están cerca de una conexión de datos. Si Collector nos iba a valer, teníamos que poder hacer nuestro trabajo sin conectividad: sin conexión. Después de buscar en las comunidades en línea, sabía que Esri estaba trabajando en esta función, pero yo no sabía cómo iba a funcionar. Me preocupaba que el proceso para trabajar sin desconexión fuese demasiado especializado para que nuestro personal pudiese utilizarlo. No podía ser yo quien lo configurase cada vez que alguien tenía que ir a una zona sin servicio de datos. Esri no pudo haberlo creado mejor cuando lanzó la actualización de Collector que ofrecía la posibilidad de trabajar sin conexión. Básicamente, se trataba de un proceso en dos pasos. Le enseñé a nuestro personal una vez cómo usar esta función y nadie ha necesitado pedir ayuda desde entonces.

Mi preocupación final era la precisión. Lo que más nos gustó fue la posibilidad de usar el iPad con Collector. Teníamos una herramienta y una aplicación listas para usar sobre el terreno con capacidades que superaban con creces los dispositivos portátiles que habíamos usado en años anteriores. Ahora, nuestro personal puede recibir sus correos electrónicos, verificar las condiciones climáticas y recibir alertas meteorológicas, enviar imágenes a la oficina desde el terreno y usar otras aplicaciones. Además, cuando hay una conexión de datos disponible, no hay nada como la recopilación de datos en tiempo real. El usuario hace clic en el botón Enviar y, de repente, aparece una válvula en el mapa que estoy viendo en la oficina. Es impresionante. Sin embargo, incluso con todas estas ventajas, si no pudiéramos llegar a un nivel de precisión que nos permitiera ubicar esa válvula o esa línea de flotación un mes o cinco años más tarde, entonces todo esto sería en vano, porque eso es precisamente de lo que se trata: ubicar un activo y, después, luego poder volver a él en función de los datos del GPS. Desde el principio sabíamos que necesitaríamos un receptor GPS externo y que no iba a ser una adquisición barata. Después de la debida diligencia en las especificaciones, elegimos el rendimiento submétrico del Arrow 100. Antes de adquirirlo alquilamos el receptor durante un par de días para probarlo con Collector y el iPad. Tres características que nos vendieron en el Arrow 100 fueron que estaba certificado por Apple para funcionar con el iPad, estaba provisto de transmisión Bluetooth de clase 1 (mayor alcance de conexión) y, además del servicio de corrección que ofrece el receptor, podía conectarse a la red cinemática en tiempo real (RTK) del Departamento de Transporte de Ohio (ODOT) y alcanzar una precisión muy elevada. Junto con la velocidad a la que el receptor se conectaría a los satélites (menos de 60 segundos) y su respuesta ultrarrápida para tomar puntos, me dio la impresión de que, al final, teníamos la última pieza de nuestro rompecabezas. Los días de esperar 30 segundos para obtener un punto habían terminado. Los puntos ahora se obtienen tan rápido como haciendo clic en los botones.

El lanzamiento de Collector 10.4 de Esri, que incluía soporte para receptores externos de alta precisión, puso el toque final a una aplicación que ya era excelente. Ahora ya era posible capturar los metadatos y pasarlos a la tabla de atributos. Ser capaz de ver y mantener un registro de la precisión de los datos de cada entidad genera confianza en su proceso y sus empleados. También permite comprobar el rendimiento del equipo. Si los niveles de precisión parecen bajos y observa de cerca los puntos en el mapa, tal vez notará la gran cantidad de pinos que interfieren en la señal; en cambio, si los puntos están en un campo abierto, entonces sabrá que es momento de revisar el equipo.

La otra característica que resultó ventajosa fue la configuración del perfil de corrección que permite transformaciones de datos. Muchos condados y estados tienen sus datos en el sistema de coordenadas State Plane. Aquí, en Ohio, nuestro departamento de transporte tiene su servicio de corrección establecido en NAD83. Para poder usarlo correctamente, tengo que transformar el dato para garantizar que todo coincida. Una vez tengo esa configuración, las correcciones se realizan sobre la marcha. Ello permite lograr una recopilación de datos de muy alta precisión.

A modo de conclusión, sería negligente si no mencionara alguna cosa sobre el presupuesto. Todo el mundo tiene un presupuesto al que le gustaría ceñirse. Y es muy fácil gastar una cantidad exorbitante de dinero en artículos relacionados con SIG y GPS. No quería gastar una gran suma de dinero en un receptor externo solamente para tenerlo en una estantería, como los otros dos dispositivos portátiles. Por ello, actuamos con cautela y fuimos despacio. Creo que, al final, preparamos una solución de campo muy buena con un presupuesto bastante decente. Podríamos haber gastado tres veces más en un receptor que se suponía que tenía un rendimiento muy elevado, pero me dio la impresión que estábamos bien equipados si recopilábamos una precisión de 8 cm en línea y una precisión de medio metro sin conexión (en el peor de los casos). Los activos que buscamos incluyen una caja de válvulas que mide unos 23 cm de ancho, una tapa de desagüe de unos 40 cm de diámetro o una zanja en la línea de flotación de al menos 60 cm de ancho. Si no podemos encontrar ninguno de los anteriores, entonces es que algo no va bien con el localizador humano.

Al final, la inversión fue de unos 3700 dólares. Teníamos la suscripción de mantenimiento anual para nuestro puesto de ArcGIS for Desktop Basic que nos facilitó una cuenta gratuita de ArcGIS Online. Usamos esa cuenta para probar y configurar inicialmente nuestros mapas en línea. Desde entonces, hemos adquirido una licencia de cinco usuarios de ArcGIS Online, lo cual nos permite utilizar múltiples iPads sobre el terreno y que el personal de la oficina le saque partido a nuestros mapas en línea. Lo genial de ArcGIS Online es que todos sus mapas son accesibles a cualquier persona de la organización.

Estamos encantados con toda nuestra transición a esta nueva solución de campo. Gracias a su compatibilidad con GNSS externos, Collector nos ha facilitado mucho el llevar a cabo esta transición. Si hay otras empresas de servicios públicos de agua que están pensando en hacer lo mismo que nosotros, yo les animaría a que lo hiciesen. Siendo miembro de la Asociación Hidrográfica Rural de Ohio, sé que hay un gran número de pequeños servicios públicos de agua y pueblos que no tienen idea de por dónde empezar con el SIG. Esto puede llegar a ser abrumador y muy costoso. Sin embargo, se puede creer si lo dice alguien que no tiene experiencia en SIG: se puede hacer sin problemas, incluso con un presupuesto limitado. No hace falta lanzarse y comprar desde el principio un receptor GNSS externo. Se puede empezar solamente con una tablet de 400 o 500 dólares, descargar Collector y ver lo que se puede hacer con ella. No es necesario gastarse miles de dólares en consultores. Y tampoco hay que preocuparse por el almacenamiento ni por hacer copias de seguridad de los datos. Todo está previsto. Todas las herramientas están ahí para poder utilizarlas. Solamente hay que dar el primer paso.

De: Travis Anderson - Ingeniero de distrito, distrito hidrográfico de Le-Ax