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ProMark 3 vs GeoXT_WP_MGIS_1107_ESP

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ProMark 3 vs GeoXT_WP_MGIS_1107_ESP Powered By Docstoc
					Dispositivos de mano Magellan ProMark 3 y Trimble GeoXT: Comparación del rendimiento GPS en la vida real para aplicaciones cartográficas

Resumen
En este trabajo se compara el rendimiento de dos sistemas de captura de datos GIS: el dispositivo de mano Trimble® GeoXT™ y el dispositivo Magellan ProMark 3. Tanto el sistema de Trimble como el de Magellan han sido diseñados para proporcionar precisión submétrica o mejor para aplicaciones GIS de grado profesional. Los resultados de las pruebas realizadas muestran en forma consistente que el rendimiento del dispositivo GeoXT es mejor que el del dispositivo ProMark 3 en lo que respecta a la precisión y flexibilidad de un colector de datos GIS.

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© 2007, Trimble Navigation Limited. Reservados todos los derechos. Trimble, el logo del mapamundi con el triángulo, GeoExplorer, GPS Pathfinder, y NetRS son marcas comerciales de Trimble Navigation Limited, registradas en los Estados Unidos y en otros países. EVEREST, GeoXT, NetR5, TerraSync y TrimPix son marcas comerciales de Trimble Navigation Limited. Microsoft y Windows Mobile son marcas comerciales registradas o marcas comerciales de Microsoft Corporation en los Estados Unidos y/o en otros países. Todas las otras marcas comerciales son propiedad de sus respectivos titulares.

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Octubre de 2007

Introducción
En este trabajo se compara el rendimiento de dos equipos de captura de datos GIS: el dispositivo de mano Trimble® GeoXT™ del sistema GeoExplorer® 2005 Series y el dispositivo Magellan ProMark 3. Tanto el sistema de Trimble como el de Magellan han sido diseñados para proporcionar datos con precisión submétrica o mejor tras el posprocesamiento para aplicaciones cartográficas GIS de grado profesional. No obstante, tal como puede observarse en los resultados obtenidos en las pruebas, existe una diferencia significativa en el rendimiento de ambos sistemas en cuanto a: • la precisión de las posiciones corregidas diferencialmente en entornos de la vida real • la integridad y complejidad de los datos de atributos GIS • la posibilidad de usar aplicaciones GPS de otros fabricantes En concreto, las pruebas y análisis mostraron que: • En ambientes óptimos el dispositivo de mano GeoXT fue por lo menos un 23% más preciso que el dispositivo ProMark 3 con la antena interna. • En ambientes urbanos y rurales típicos, el dispositivo GeoXT proporcionó en forma confiable precisión submétrica después del procesamiento, mientras que el dispositivo ProMark 3 no fue capaz de suministrar datos con precisión submétrica. • En un escenario real, el dispositivo de mano GeoXT demostró un registro eficaz y confiable de datos de atributos GIS complejos mientras que el dispositivo ProMark 3 ofrece funciones de registro de atributos GIS básicas limitadas y susceptibles a errores en la introducción de datos. • En ambientes con cobertura vegetal densa, el dispositivo de mano GeoXT proporcionó buena precisión sin una pérdida significativa de posiciones mientras que la precisión del ProMark 3 fue un 50% peor en el mismo entorno. • El dispositivo de mano ProMark 3 es un sistema propietario y por ello no soporta aplicaciones GPS de otros fabricantes.

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Visión general de las pruebas
Para determinar el rendimiento de los equipos utilizando diversas aplicaciones GIS y cartográficas, se realizaron pruebas en varios entornos utilizando métodos distintos. Las pruebas pueden clasificarse a grandes rasgos en las siguientes categorías: 1. Pruebas en modo estático a cielo abierto, diseñadas para establecer el máximo rendimiento de los sistemas en condiciones óptimas GPS. 2. Pruebas en un escenario urbano real, diseñadas para evaluar el rendimiento diario de cada uno de los sistemas en entornos típicos de la vida real tales como los que se dan en aplicaciones GIS móviles, aplicaciones gubernamentales y locales, proyectos de ingeniería, construcción y servicios públicos. 3. Pruebas en un escenario de inspección topográfica diseñado para evaluar las funciones del registro de atributos GIS, la facilidad de uso y la precisión de cada uno de los sistemas en una aplicación típica. 4. Pruebas bajo cobertura vegetal, para determinar el rendimiento de los sistemas en entornos GPS difíciles, tales como los que se dan en las aplicaciones de gestiones forestales y de recursos naturales. Todos los valores de precisión presentados en este trabajo son valores de precisión horizontal con error medio cuadrático (HRMS). El valor HRMS representa la distancia con respecto al valor real, en el que caen por lo menos el 63% de las medidas tomadas. HRMS es una medida estadística utilizada por Trimble y por Magellan para especificar valores de precisión. Por ello, todos los valores de precisión indicados en este trabajo pueden compararse fácilmente con los valores de precisión publicados por los fabricantes: • Magellan especifica una precisión DGPS en tiempo real submétrica pero no especifica precisiones cartográficas con posprocesamiento para el dispositivo ProMark 3 en la hoja de datos técnicos del producto. • Trimble especifica una precisión DGPS con posprocesamiento de código y en tiempo real submétrica para el dispositivo GeoXT.

Sistemas de prueba
En la Tabla 1 se ilustran los componentes de los sistemas utilizados en las pruebas descritas en este trabajo.
Tabla 1. Componentes del sistema

Componente Dispositivo de mano Software de campo Software de procesamiento en oficina Antena externa

Sistema Magellan Equipo Magellan ProMark 3 Software MobileMapping Software MobileMapper Office Antena Magellan Survey L1 GPS

Sistema Trimble Equipo Trimble GeoXT Software TerraSync™ Software GPS Pathfinder® Office Antena Trimble Hurricane L1

Prueba de precisión
La precisión real de las posiciones sólo puede medirse con exactitud respecto a una ubicación conocida o un “punto verdadero”. Todas las pruebas realizadas en este trabajo se llevaron a cabo con puntos verdaderos medidos con un receptor Trimble 5800 o con una estación total Trimble S6. Todos los datos móviles presentados en este trabajo han sido corregidos diferencialmente usando datos registrados con una estación de referencia Trimble NetRS® o NetR5™. La longitud de las líneas base varía y es detallada en cada una de las secciones de la prueba.

Para más información sobre las versiones de software y sistemas operativos utilizados en estas pruebas, consulte el Apéndice I – Información de la versión del sistema.

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Prueba 1: Pruebas en modo estático a cielo abierto
El propósito de las pruebas en modo estático a cielo abierto fue el de establecer el máximo rendimiento de los sistemas en condiciones óptimas GPS.

Metodología
El lugar donde se realizaron las pruebas en modo estático fue un campo abierto donde no había obstáculos a más de 10 grados sobre el horizonte en ninguna dirección (véase la Figura 1).

introducidas en los campos correspondientes del software. Se registraron cuarenta archivos (veinte contenían una única ocupación de dos minutos de duración y los otros veinte contenían una única ocupación de tres minutos de duración) en cada uno de los dispositivos de mano en forma concurrente utilizando el software de campo. Durante la prueba, los receptores siguieron rastreando sin interrupción mientras los datos eran registrados en bloques discretos de dos minutos y 30 segundos. En la oficina, ambos conjuntos de datos fueron posprocesados utilizando datos registrados por varias estaciones de referencia en líneas base de varias longitudes.

Figura 1. Montaje de la prueba a cielo abierto

Como ‘ubicaciones verdaderas’ se utilizaron estacas topográficas colocadas en medio del campo a aproximadamente dos metros de distancia entre sí. La prueba se realizó usando antenas internas y externas a fin de determinar el mejor rendimiento posible de cada receptor en función del tipo de antena. En la prueba con la antena interna, los dispositivos se montaron sobre jalones utilizando soportes personalizados que permitían ubicar el centro de la antena interna sobre el centro del jalón. En la prueba con la antena externa, las antenas fueron enroscadas en la punta del jalón. Cada uno de los jalones se instaló sobre una ubicación verdadera y las alturas de antena fueron medidas e

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Resultados de las pruebas en modo estático a cielo abierto
En las Figuras 2 y 3 se ilustran los resultados de precisión de los datos procesados.
Degradación de la precisión según la línea base/antena utilizadas en la prueba en modo estático a cielo abierto con los sistemas GeoXT y ProMark 3 (ocupaciones de 30 segundos)
1

0.8 Precisión HRMS (m) 0.6 Antena interna del ProMark 3 Antena externa del ProMark 3 Antena interna del GeoXT Antena externa del GeoXT

0.4 0.2

0 0 100 200 300 400 500 Línea base (kilómetros)

Figura 2. Ocupaciones de treinta segundos para la prueba a cielo abierto
Degradación de la precisión según la línea base/antena utilizadas en la prueba en modo estático a cielo abierto con los sistemas GeoXT y ProMark 3 (ocupaciones de 2 minutos)
1

0.8 Precisión HRMS (m) Antena interna del ProMark 3 Antena externa del ProMark 3 Antena interna del GeoXT 0.4 Antena externa del GeoXT

0.6

0.2

0 0 100 200 300 400 500 Línea base (kilómetros)

Figura 3. Ocupaciones de dos minutos para la prueba a cielo abierto

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En la prueba en modo estático a cielo abierto con una ocupación de 30 segundos, el dispositivo de mano GeoXT fue de un 23% a un 63% más preciso que el dispositivo ProMark 3 con cualquier combinación de antena/línea base. En esta prueba los resultados de la antena interna y externa fueron similares en ambos receptores, no obstante, una vez que se aumentó el tiempo de ocupación a dos minutos se observó una diferencia significativa al usar el dispositivo ProMark 3 con una antena externa. En esta ocupación más larga, la antena interna del dispositivo GeoXT seguía siendo del 23% al 60% más precisa que la antena interna del ProMark 3. Sin embargo, al ser utilizado con una antena externa, el dispositivo GeoXT fue del 9 al 27% más preciso que el ProMark 3 en líneas base de 88 kilómetros o más. En la línea base 0 de esta prueba, el GeoXT con antena externa fue un 20% menos preciso que el ProMark 3 con antena externa (21cm comparado con 17 cm). Por ello se concluye que, al utilizar ocupaciones cortas o una antena interna, el rendimiento obtenido con el dispositivo GeoXT es mucho mejor que el del ProMark 3 en entornos a cielo abierto. Al agregar una antena externa y aumentar el tiempo de ocupación a dos minutos, el rendimiento de ambos dispositivos es similar. Aunque el dispositivo GeoXT rindió mucho mejor que el ProMark 3 en esta prueba, ambos sistemas demostraron tener una precisión submétrica confiable en entornos a cielo abierto óptimos.

Test 2: Entornos urbanos de la vida real
El propósito de la prueba en un escenario real fue el de determinar cómo varía el rendimiento probando el equipo en entornos que no sean ‘de laboratorio’ (tal como es el caso de la prueba en modo estático a cielo abierto) y probarlo en entornos típicos de la vida real.

Metodología
La tarea consistía en cartografiar un circuito de 18 luminarias con precisión submétrica. El circuito de luminarias representaba un entorno típico de muchas aplicaciones de captura de datos GIS urbano y suburbano (véase la Figura 4). Las luminarias estaban uniformemente espaciadas en una zona industrial que contenía edificios bajos, algunos árboles y vehículos estacionados y en movimiento.

Figura 4. Luminaria 4 de 18. El circuito de 18 luminarias representa un entorno típico de captura de datos GIS

Para que la situación fuese lo más real posible, se utilizó una antena interna en ambos dispositivos. Entonces se realizó una segunda prueba utilizando una antena externa en ambos dispositivos. Se registró un punto promedio durante un tiempo de

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ocupación de 30 segundos en cada una de las luminarias que se registró en ambas unidades a la vez. El circuito de 18 luminarias fue cartografiado cuatro veces en dos días distintos y se obtuvieron 72 puntos para analizar su precisión. En la oficina, los datos de ambos equipos fueron posprocesados utilizando los datos registrados con varias

estaciones de referencia en líneas base cada vez más largas.

Resultados de la prueba en entornos urbanos de la vida real
Los resultados de la prueba de precisión en entornos urbanos se muestran en las Figuras 5 y 6.

Precisión obtenida con los sistemas GeoXT y Promark 3 en función de la línea base circuito de luminarias – ocupaciones de 30 segundos – antena interna
3.00

2.50

HRMS (metros)

2.00

GeoXT

1.50

Promark 3

1.00

0.50

0.00 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Línea base (kilómetros)

Figura 5. Degradación de la precisión utilizando una antena interna en un entorno real
Precisión obtenida con los sistemas GeoXT y Promark 3 en función de la línea base circuito de luminarias – ocupaciones de 30 segundos – antena externa
0.80 0.70 0.60 HRMS (metros) 0.50 0.40 Promark 3 0.30 0.20 0.10 0.00 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Línea base (kilómetros) GeoXT

Figura 6. Degradación de la precisión utilizando una antena externa en un entorno real

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El sistema Trimble genera, en forma consistente, valores HRMS entre 57 y 68 centímetros de precisión submétrica con la antena interna que varían según la línea base. En comparación, el dispositivo ProMark 3 proporciona una HRMS de 1,49 metros con la antena interna cuando se procesa en la línea base más corta de 18 kilómetros. En líneas base más largas, la precisión puede ser tan mala como 2,42 metros. Al utilizar el ProMark 3 con una antena externa, éste tuvo un rendimiento equiparable al del dispositivo GeoXT con la antena interna, y generó posiciones con precisión submétrica. Los resultados de estas pruebas demuestran que cuando el dispositivo ProMark 3 es utilizado con una antena interna, es incapaz de generar posiciones cartográficas de precisión submétrica en condiciones de uso típicas y debe utilizarse con una antena externa para lograr precisión submétrica en entornos de la vida real.

Prueba 3: Entornos rurales de la vida real
El propósito de la prueba en un escenario real fue probar el rendimiento de los sistemas en entornos típicos rurales para aplicaciones de inspección topográfica.

Metodología
El lugar donde se realizó la prueba rural fue una pequeña propiedad constituida por seis campos (Figura 7).

Lugar de la prueba de inspección topográfica

A5 A6

A3

A2

A4

A1

Superficie por terreno
Nombre del terreno A1 A2 A3 A4 A5 A6 Area (m ) 47183 52384 57855 90839 101776 102241
2

¯
0 50 100 200 Metros

Figura 7. Mapa del lugar de la prueba rural

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Los límites de cada uno de los terrenos de la propiedad fueron medidos con precisión centimétrica utilizando un receptor GPS Trimble 5800. La tarea consistía en topografiar cada uno de los terrenos, registrar sus atributos en forma similar a los requeridos para solicitar ayudas económicas del gobierno para un determinado uso del terreno. El objetivo fue medir los seis terrenos con precisión y registrar los atributos requeridos en la forma más eficaz posible. El propósito fue obtener precisión submétrica utilizando las antenas internas de los sistemas, ya que ésta es la configuración más conveniente para atravesar terrenos difíciles, abrir cercas o negociar obstáculos tales como vallas o barreras. Una forma de comparar el rendimiento de cada sistema sería utilizar la misma herramienta de registro de datos de campo en ambos dispositivos, por ejemplo el software ESRI ArcPad. No obstante, el dispositivo de mano ProMark 3 sólo soporta la captura de datos GIS con el software Magellan MobileMapping. No soporta ArcPad ni ninguna otra aplicación de software de registro de datos GPS diseñada para manejar los datos NMEA estándares empleados por la industria. Por ello, la prueba se completó utilizando el software Magellan MobileMapping en el ProMark 3 y el software Trimble TerraSync en el GeoXT. Durante la prueba, se utilizaron dos sistemas ProMark 3 y dos sistemas GeoXT, de forma que cada zona se cartografió dos veces con cada sistema. Para reflejar la geometría regular de los terrenos, sólo se registraron los vértices de las características de área utilizando los métodos de captura de datos GPS disponibles en cada sistema. Los datos fueron posprocesados utilizando datos registrados con una estación de referencia que se encontraba a 16 kilómetros de la zona donde se realizó la prueba. Primero se analizó la precisión de los resultados de la prueba y después se analizó el flujo de trabajo y las distintas funciones de los programas de software.

Resultados de la prueba en entornos rurales de la vida real: Precisión
La precisión fue evaluada midiendo la distancia desde las esquinas de los límites conocidos de cada terreno a las esquinas medidas por los dos sistemas. Los seis campos tenían un total de 31 vértices, lo que generó un total de 62 muestras en cada sistema. Asimismo, la superficie total de los terrenos topografiados fue comparada con la superficie total de los terrenos tal como fueron medidos por cada uno de los sistemas. En la Tabla 2 pueden verse los resultados de la prueba para los dos sistemas.
Tabla 2. Comparación entre los indicadores de precisión de la prueba en entorno de la vida real

Indicador HRMS Error total en la superficie medida Error como porcentaje de la superficie total

ProMark 3 269 cm -6167 m2 1,4%

GeoXT 57 cm -565 m2 0,1%

Durante la prueba, los dispositivos ProMark 3 generaron un HRMS combinado de más de 2 metros mientras que los sistemas GeoXT generaron un HRMS de 57 cm con precisión submétrica. Dada la corta longitud de la línea base, la precisión del ProMark 3 en esta prueba fue peor que la precisión obtenida en la prueba en entorno urbano, a pesar de que el entorno rural ofrece una mejor visibilidad del cielo. Puede que esto se deba a que en la prueba urbana, el dispositivo ProMark 3 fue capaz de promediar posiciones durante 30 segundos y derivar una única característica de punto. El software MobileMapping, sin embargo, no permite promediar posiciones para un único vértice en una característica de área, por lo que los resultados de la prueba rural no se beneficiaron de esta función. En comparación, el software TerraSync permite promediar vértices en las características de línea y área, lo que significa que cada vértice registrado

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con el dispositivo de mano GeoXT consistió en 30 segundos de datos GPS cuyo promedio generó una única posición. Esto permitió que el GeoXT mantuviese la misma precisión en las pruebas realizadas en los entornos rural y urbano. La superficie total medida inicialmente por el receptor topográfico fue de 452.277 metros cuadrados (m2). Las imprecisiones de los vértices registradas en cada uno de los terrenos significaron que la superficie total calculada por el sistema ProMark 3 fue subestimada en más de 6.000 m2 (1,4%). El dispositivo GeoXT también subestimó la superficie total, pero menos de 600 m2 (0,1%). Por ello, el error generado por el ProMark 3 fue 14 veces peor que el del GeoXT.

Tabla 3. Estructura de los datos de la prueba
Característica Terreno Nombre de atributo Nombre Región Distrito Propietario Tipo de uso terreno Detalle uso terreno Fotografía Fecha de la medición Hora de la medición Tipo Texto Menú Menú Texto Menú Menú Archivo Fecha Hora Valores permitidos 100 caracteres 8 elecciones 10 elecciones 100 caracteres 4 elecciones 7 elecciones Cualquier archivo Fechas Horas

Tamaño del diccionario

Resultados de la prueba en entornos rurales de la vida real: Flujo de trabajo
El valor de un dispositivo GPS en lo que respecta a la captura de datos GIS no sólo tiene que ver con un posicionamiento preciso sino también con la facilidad del flujo de trabajo y la capacidad de registrar atributos complejos en un formato controlado. Preparación para la captura de datos La base de datos final fue creada utilizando el software ESRI ArcGIS Desktop, versión 9.1. En la Tabla 3 se muestra la estructura de la base de datos para la inspección topográfica utilizada en esta prueba. Consiste en una única característica con nueve atributos de diversos tipos que se utilizan para describirla. Para poder registrar estos datos en el campo, se utilizó el software de oficina MobileMapper Office para crear una biblioteca de características para el software MobileMapper del dispositivo ProMark 3, y se usó el software GPS Pathfinder Office para crear un diccionario de datos para el software TerraSync del dispositivo GeoXT. Ambos programas de software de oficina fueron fáciles de usar así como resultó sencillo cargar los archivos requeridos en los receptores.

La estructura de los datos de la prueba fue muy simple: un único tipo de característica y nueve atributos. En la realidad esta estructura es más compleja y contiene muchas características y atributos. El número exacto depende de las aplicaciones en que van a ser utilizados los datos. Esta prueba demostró una diferencia significativa en las funciones de manejo de diccionarios de datos complejos entre los dos programas de software. La biblioteca de características del sistema Magellan puede contener 15 características como máximo, y cada una de ellas puede tener un máximo de 10 atributos. Aunque la biblioteca de Magellan pudo cumplir con los requisitos de diseño de la estructura de datos de esta prueba, es muy probable que si se necesitan atributos adicionales, estos excedan los límites del sistema. Por ejemplo, una aplicación de inspección topográfica real puede necesitar atributos adicionales tales como códigos de acceso rural y designación de planificación. En contraste, los diccionarios de datos de Trimble no presentan limitaciones prácticas sobre el número de características permitido en un diccionario ni acerca de la cantidad de atributos permitidos para una característica, lo que significa que pueden cumplirse los requisitos de cualquier estructura de datos.

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Atributos requeridos

Para garantizar una inspección completa cada vez, es útil marcar todos los atributos según convenga, lo que significa que estos deben ser introducidos por el usuario. Esto asegura no olvidarse de introducir valores de datos clave así como evita el tiempo y gastos adicionales que implicaría tener que volver al campo. La biblioteca de características del sistema Magellan no permite marcar los atributos cuando es necesario, mientras que el diccionario de datos del equipo de Trimble permite que estos sean marcados a discreción del gerente de oficina. En esta prueba, el sistema de Trimble fue el único que pudo garantizar un registro de inspección completo para cada terreno.
Atributos de fecha y hora

inspección. En la Figura 8 se muestra una de las fotografías tomadas durante la prueba.

El editor de bibliotecas de características de Magellan no incluye tipos de atributos de fecha ni hora específicos. Estos atributos tuvieron que ser incluidos en la biblioteca de características como campos de texto, sin ninguna limitación en el formato utilizado a la hora de introducir los datos. Esto significa que existe la posibilidad de que distintos usuarios introduzcan horas y fechas en formatos diferentes, y que tengan que confiar en fuentes externas, tales como su reloj, al introducir la fecha y la hora. En contraste, el sistema de Trimble genera automáticamente atributos de fecha y hora en función de la hora GPS. El usuario no necesita perder el tiempo introduciendo estos atributos ya que estos son registrados en un formato predefinido que asegura la uniformidad entre usuarios y su conformidad con la estructura de datos GIS.
Atributos de fotografía

Figura 8. Evidencia del uso actual del terreno

Las fotos fueron tomadas con una cámara digital Nikon P3 CoolPix y transferidas de forma inalámbrica al dispositivo GeoXT utilizando tecnología TrimPix™. La foto se adjuntó como un atributo a la característica de área utilizando el software TerraSync, y por último se guardó en la base de datos GIS. Para más información sobre la tecnología TrimPix y los beneficios del registro de imágenes como parte de la captura de datos GIS, consulte la hoja de información técnica Adding Digital Photographs to Your GIS. Para descargarla de la página web de Trimble, vaya a www.trimble.com/geoxt_wp.asp.
Atributos de menú

El dispositivo ProMark 3 no soporta archivos ni imágenes como tipos de atributo, por lo que estos no pudieron ser registrados con el sistema Magellan. En el dispositivo GeoXT puede especificarse un atributo de tipo archivo e incluir fotografías digitales de cada campo para evidenciar el uso del terreno a la hora de la

El editor de bibliotecas de características Magellan sólo permite asociar cinco valores de menú a cada atributo. En el caso de la estructura de datos de nuestra prueba, esto no fue suficiente para las opciones de menú Región, Distrito, o Detalle de Uso de Terreno, por lo que estos elementos tuvieron que ser introducidos como atributos de texto en el dispositivo ProMark 3. En la realidad, se necesitarían de decenas a centenas de valores de menú para los atributos de este tipo de escenario, por ejemplo el número de regiones de un país o el

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de distritos en una región. Un atributo de menú con menos de seis valores no sería suficiente. Por ello, el usuario tiene que perder el tiempo introduciendo los valores manualmente lo que aumenta el riesgo de introducir valores diferentes para un mismo uso del terreno. Esto implica dedicar más tiempo y esfuerzo en la oficina al procesamiento y edición de los valores de los atributos para que cumplan con la estructura de la base de datos de la prueba. En el software TerraSync, sin embargo, no hay limitaciones prácticas en lo que respecta al número de valores de menú que puede utilizarse para un atributo dado. Esto permite capturar datos con el dispositivo GeoXT en forma controlada y procesarlos en la oficina con facilidad.
Atributos de texto

atributos de fecha y hora se generan automáticamente. 4. Registre datos GPS durante 30 segundos para crear un vértice promedio. 5. Repita el registro de vértices en cada una de las esquinas del terreno.
Flujo de trabajo de Magellan

1. Inicie una característica de terreno. 2. Escuche el bip de registro que indica que la posición ha sido registrada y entonces pause el registro. 3. Introduzca atributos predominantemente escribiendo texto y escriba la fecha y la hora mirando su reloj. Repita la función de atributos para poblar los valores predeterminados. 4. Reanude el registro, espere a escuchar el bip que indica que la posición ha sido registrada y entonces pause el registro. 5. Repita el registro de posiciones en cada una de las esquinas del campo. Los flujos de trabajo son similares pero el operador tuvo experiencias muy diferentes. Tal como se esperaba, la introducción de datos en el dispositivo ProMark 3 llevó más tiempo que la introducción de los mismos en el GeoXT porque los operadores no pudieron utilizar la generación automática de atributos y elementos de menú disponibles en el sistema de Trimble. La función de repetición ayudó a que el operador del dispositivo ProMark 3 redujese el tiempo de introducción de datos después de registrar el primer terreno. Sin embargo, tuvo que seleccionar Repetir con cada una de las características del dispositivo ProMark 3 en vez de simplemente configurarlo una vez para poder usarlo en veces sucesivas tal como ocurre con el GeoXT. Al registrar las esquinas del campo, el dispositivo GeoXT usó el registro de vértices promedio, un contador de posiciones visible y un indicador de

La biblioteca de características Magellan no permite introducir atributos de texto de más de 20 caracteres. Dependiendo del valor del atributo, esto puede no ser suficiente para registrar la dirección, región, districto, o nombre del propietario sin usar abreviaturas. En cambio, esto no es ningún problema con el sistema Trimble, ya que el diccionario de datos de Trimble permite introducir atributos de texto de 100 caracteres. Flujo de trabajo de campo El flujo de trabajo para completar esta prueba utilizado en el campo con cada sistema se resume a continuación:
Procedimiento de trabajo de Trimble

1. Inicie una característica de terreno con la función de registro automático pausada. 2. Tome una foto del terreno (la foto es transferida al dispositivo en forma inalámbrica). 3. Introduzca los atributos seleccionando opciones de los menús, utilice la función de repetición de atributos para poblar la característica con los valores predeterminados, y adjunte la foto. Los

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registro audible que permite que el usuario sepa que está registrando datos. En el ProMark 3 no hay ninguna función que permita promediar datos GPS en un vértice de área, por lo que sólo se necesita una posición en cada esquina. Esto se consigue pausando el registro para reanudarlo al estar situado sobre el poste de la esquina del campo. Sin embargo, no hay ningún contador de posiciones visible que indique que se ha registrado una posición, y el indicador sonoro fue muy difícil de oir en el campo cuando soplaba el viento, había ruido de tráfico ocasional etc, etc. Como resultado el operador no sabía con seguridad si la posición había sido registrada o no y tuvo que acercar el oido al dispositivo ProMark 3 para poder escuchar el ‘bip’ de registro.
Visualización de la pantalla del mapa

Esta anomalía fue resuelta en la oficina eliminando los puntos repetidos, pero esta discrepancia hizo que los operadores del dispositivo ProMark 3 tuvieran que caminar sin ninguna necesidad 1,5 kilómetros más de lo debido para volver a registrar los puntos, lo que se traduce en una disminución de la productividad.

Una forma de confirmar que una posición ha sido registrada consiste en comprobar la visualización en la ventana del mapa. En tres ocasiones, la ventana del mapa de la pantalla del dispositivo ProMark 3 indicó que el operador no había introducido un vértice. Esto hizo que el operador tuviera que regresar a los puntos no introducidos para volverlos a capturar lo que resultó en un área irregular que tuvo que ser editada en la oficina. Una vez en la oficina, se observó que en realidad los puntos habían sido registrados en el campo pero no habían sido visualizados correctamente en la pantalla del mapa del ProMark 3. La diferencia entre lo mostrado en el campo y lo mostrado en la oficina se ilustra en la Figura 9. En la Figura 9 puede observarse que las características en forma de “corbatín” mostradas en la pantalla del mapa del dispositivo indican que faltan posiciones por lo que éstas se registran fuera de secuencia. A la izquierda del dispositivo puede verse ese mismo mapa descargado en el software de oficina MobileMapper Office. Las características en forma de “corbatín” aparecen ahora reemplazadas por triángulos que sirven para indicar que la misma posición de una característica de área ha sido registrada dos veces.

Figura 9. Comparación entre la pantalla del mapa en el campo del dispositivo ProMark 3 (en que se muestra que faltan posiciones) y la pantalla del mapa en la oficina

Los mejores métodos de registro de datos y visualización correcta que ofrece el sistema de Trimble hizo que el operador del dispositivo GeoXT pudiera registrar con confianza vértices de precisión submétrica para cada terreno. En contraste, los problemas con la visualización del dispositivo ProMark 3 y la falta de comunicación ocasionaron una captura de datos menos confiable y obligó innecesariamente a que los operadores tuviesen que volver a los puntos para volver a registrarlos.

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Prueba 4: Prueba bajo cobertura vegetal
El objetivo de las pruebas bajo cobertura vegetal consistió en determinar el rendimiento de ambos sistemas en entornos GPS difíciles, tales como los típicos de aplicaciones de gestiones forestales y de recursos naturales.

El circuito de cuatro puntos de control se recorrió 10 veces en total en dos días diferentes y se obtuvo un total de 40 ocupaciones para la prueba. El sistema de Trimble estaba constituido por un dispositivo de mano GeoXT conectado a la antena externa Hurricane. Para poder rastrear el máximo número de posiciones posible en este difícil entorno, los datos fueron registrados con configuraciones de calidad GPS para aplicaciones al aire libre, con una PDOP de 99, una elevación mínima de 0 grados, y una SNR mínima de 12 dBHz. Después, se aplicaron filtros de calidad GPS en el software Pathfinder Office para imponer niveles de control de calidad más exigentes, y se compararon los resultados. El sistema Magellan consistió en un dispositivo de mano ProMark 3 conectado a una antena externa Survey L1 GPS. El software MobileMapping no dispone de parámetros de calidad GPS mínimos.

Metodología
El montaje donde tuvo lugar esta prueba consistió en cuatro puntos conocidos ubicados en el interior de un pinar maduro. Todos los puntos de control fueron ocupados por ambos receptores (con una separación de antena mínima de 50 cm) durante dos minutos, y todos los datos tomados fueron posprocesados (véase la Figura 10).

Resultados de la prueba bajo cobertura vegetal
Los datos fueron comparados antes del posprocesamiento para determinar la funcionalidad de ambos sistemas bajo cobertura vegetal. La Tabla 4 muestra los resultados obtenidos tras posprocesar los datos de los dos sistemas.
Tabla 4. Precisión y productividad de los sistemas bajo cobertura vegetal Indicador ProMark 3 GeoXT (parámetros flexibles) 5,01 m 95% GeoXT (parámetros estándar) 3,67 m 48%

HRMS Productividad

7,73 m 100%

Figura 10. Montaje de la prueba bajo cobertura vegetal

Los datos del GeoXT se posprocesaron primero utilizando los mismos parámetros flexibles que durante la captura de datos, luego se posprocesaron utilizando las configuraciones de calidad GPS predeterminadas PDOP máxima de 6, una elevación mínima de 15 grados, y una SNR mínima de 39 dBHz. El software MobileMapper

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Office no tiene parámetros variables para controlar la calidad GPS por lo que los datos del dispositivo ProMark 3 sólo se posprocesaron una vez. El ProMark 3 demostró una productividad del 100% pero ésta iba acompañada del correspondiente bajo nivel de precisión. Estos resultados indican que el receptor tiene máscaras relativamente flexibles y un nivel más bajo de mitigación del error por trayectoria múltiple que el dispositivo GeoXT, el cual utiliza tecnología de reducción de error por trayectoria múltiple EVEREST™ lo que mejora la precisión bajo cobertura vegetal. El dispositivo ProMark 3 fue también observado al probar la generación de dos posiciones bidimensionales (2D), las cuales están sujetas a grandes errores cuando la elevación es incorrecta. Como esta prueba fue diseñada para demostrar el rendimiento en aplicaciones de gestiones forestales y de recursos naturales típicas, es útil comparar el rendimiento de los dos sistemas con respecto a las normas de la industria. La British Columbia Standards, Specifications and Guidelines for Resource Surveys using Global Positioning System (GPS) Technology (Versión 3.0, 2001) recomienda una precisión de grado cartográfico de 10m 2dRMS en aplicaciones forestales. La norma United States National Map Accuracy Standards (1947) especifica una precisión de 12,2 m con una confianza del 90% para Hawai y los Estados Unidos continentales. La norma de precisión de datos GPS GPS Data Accuracy Standard de US Forest Service, el servicio forestal estadounidense, lo expresa como 13,9 m 2dRMS. En nuestra prueba, la precisión del dispositivo GeoXT con máscaras flexibles cumplía con los requisitos de precisión de estas normas de la industria con valores de 10,02 m 2dRMS mientras que el valor de 15,46m 2dRMS obtenido con el dispositivo ProMark 3 no logró cumplir con estas normas aunque mantuvo un nivel de productividad muy elevado, logrando registrar con éxito el 95% de todos los puntos. Ajustando los controles de calidad GPS con los parámetros de

calidad GPS predeterminados de Trimble, el GeoXT mejoró la precisión incluso más logrando un valor de 3,67 m HRMS, pero con el correspondiente nivel de productividad menor. Con estas configuraciones, el dispositivo GeoXT obtuvo precisiones dos veces mejores que el dispositivo ProMark 3 pero redujo su productividad a la mitad. Es decir que, a rasgos generales, al poder utilizar un rango de parámetros de control de calidad GPS, el dispositivo GeoXT ofrece un sistema más flexible que permite que los usuarios equilibren sus requisitos de precisión con sus objetivos de productividad. El dispositivo ProMark 3 ofrece un nivel de productividad alto bajo cobertura vegetal pero pagando el precio de una precisión menor.

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Conclusión
Este trabajo muestra que en estas pruebas el rendimiento del dispositivo GeoXT fue mucho mejor que el del equipo ProMark 3. El dispositivo de mano Trimble GeoXT cumplió en forma uniforme con las especificaciones de precisión del fabricante, proporcionando datos submétricos confiables tanto en un entorno urbano y rural real como en uno óptimo. En las pruebas en entorno óptimo, el GeoXT fue el 23% más preciso que el dispositivo ProMark 3 utilizando la antena interna, y el 9% más preciso que el dispositivo ProMark 3 utilizando una antena externa con tiempos de ocupación mayores y líneas base más largas. El dispositivo GeoXT proporcionó datos submétricos confiables tanto en un entorno urbano como en uno rural, mientras que el dispositivo ProMark 3 no consiguió proporcionar datos submétricos en ninguna de las pruebas. El sistema GeoXT funcionó bien bajo cobertura vegetal obteniendo resultados precisos, que cumplen con las expectativas de la industria, con un alto nivel de productividad (un 95% de posiciones corregidas). A pesar de demostrar una productividad alta bajo cobertura vegetal (el 100% de posiciones corregidas), el dispositivo ProMark 3 no logró proporcionar datos de precisión aceptable y no contaba con ningún medio de mejorar la precisión. En el escenario de la vida real, el dispositivo GeoXT proporcionó indicaciones visuales y auditivas para indicar el registro exitoso de posiciones. Los problemas de visualización de la pantalla del mapa y la falta de un estado de registro visual del dispositivo ProMark 3 obligó a que los operadores tuvieran que volver a los lugares en que ya habían estado y repetir el registro de datos innecesariamente. La captura de información de atributo fue más sencilla y más confiable con el dispositivo GeoXT, ya que la biblioteca de características de Magellan tenía varias limitaciones que facilitaban errores durante la introducción manual de datos de atributos GIS. Además, el dispositivo GeoXT puede ser utilizado con tecnología TrimPix para agregar imágenes digitales al GIS, mientras que el sistema ProMark 3 no soporta la utilización de atributos de imagen. Las limitaciones de longitud de la biblioteca de características del sistema Magellan puede no ser adecuada para algunas aplicaciones. En resumen, estos resultados muestran que el dispositivo ProMark 3 tiene funciones cartográficas limitadas que pueden no cumplir con los requisitos de muchas aplicaciones de campo GIS. Asimismo, no cumplió con los requisitos de precisión submétrica al ser utilizada con una antena interna en entornos de la vida real. Los resultados de estas pruebas muestran que el dispositivo GeoXT, del Trimble GeoExplorer 2005 Series, sigue siendo el dispositivo de mano GPS de precisión sumbétrica más preciso, productivo y fácil de usar existente.

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Apéndice I – Información de la versión del sistema
Las pruebas descritas en este trabajo fueron realizadas utilizando los componentes siguientes:

Sistema Magellan
• Dispositivo de mano ProMark 3 que ejecute: − − − Sistema operativo ProMark 3 versión 1.57 Firmware ProMark 3 GPS versión P007 Software de receptor MobileMapper versión 1.21

• Software de oficina MobileMapper Office versión 3.40

Sistema Trimble
• Dispositivo de mano GeoXT GeoExplorer 2005 Series: − − − Software Microsoft® Windows Mobile® 5.0 Sistema operativo GeoExplorer 2005 Series versión 5.1.14 Firmware Trimble GPS 1.81

• Software TerraSync versión 3.00 • Software GPS Pathfinder Office versión 4.00

Referencias bibliográficas
British Columbia Standards, Specifications and Guidelines For Resource Surveys Using Global Positioning System (GPS) Technology - Release 3.0 (Mayo de 2001), Ministry of Environment, Land and Parks. GPS Data Accuracy Standard (2003) US Forest Service United States National Map Accuracy Standards (1947) US Geological Survey

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