Measurement of Road Surface Deformation Using Images Captured from UAVs

This paper presents a methodology for measuring road surface deformation due to terrain instability processes. The methodology is based on ultra-high resolution images acquired from unmanned aerial vehicles (UAVs). Flights are georeferenced by means of Structure from Motion (SfM) techniques. Dense point clouds, obtained using the multiple-view stereo (MVS) approach, are used to generate digital surface models (DSM) and high resolution orthophotographs (0.02 m GSD). The methodology has been applied to an unstable area located in La Guardia (Jaen, Southern Spain), where an active landslide was identified. This landslide affected some roads and accesses to a highway at the landslide foot. The detailed road deformation was monitored between 2012 and 2015 by means of eleven UAV flights of ultrahigh resolution covering an area of about 260 m × 90 m. The accuracy of the analysis has been established in 0.02 ± 0.01 m in XY and 0.04 ± 0.02 m in Z. Large deformations in the order of two meters were registered in the total period analyzed that resulted in maximum average rates of 0.62 m/month in the unstable area. Some boundary conditions were considered because of the low required flying height (<50 m above ground level) in order to achieve a suitable image GSD, the fast landslide dynamic, continuous maintenance works on the affected roads and dramatic seasonal vegetation changes throughout the monitoring period. Finally, we have analyzed the relation of displacements to rainfalls in the area, finding a significant correlation between the two variables, as well as two different reactivation episodes

Drug delivery systems for potential treatment in intracellular bacterial infections

Despite the advent of a considerable number of new antibiotics, treatment of intracellular pathogens still represents a major pharmaceutical challenge. The antibiotic concentration in those specialized niches are often subtherapeutic, for which high doses of antibiotics must often be used. This is not only costly but may also increase localized or systemic side effects. There is therefore an urgent need for materials and methods to enable clinicians to achieve therapeutically effective intracellular concentration of those antibiotics which show good efficiency in vitro. In this setting, the possible use of drug delivery systems (DDS) loaded with antibiotics that exhibit a high in vitro bactericidal activity deserves to be considered. Entrapping or encapsulating the drug within a delivery system provides a greater control of the pharmacokinetic behavior of the active molecule. This more efficient use of antibiotics may diminish their drawbacks and provide the basis for shortening the current time required by classical treatments. This review will focus on the role of DDS as a potential tool against intracellular bacteria

Multitemporal Landslide Inventory and Activity Analysis by Means of aerial Photogrammetry and LiDAR Techniques in an Area of Southern Spain

Este artículo trata sobre el uso de fotogrametría aérea y técnicas LiDAR para analizar la actividad de movimientos de ladera durante un largo período de tiempo, de algo más de 32 años. Los datos corresponden a varias campañas de vuelos aéreos nacionales y autonómicos, incluyendo el Plan PNOA (1984, 1996, 2001, 2005, 2009, 2010, 2011, 2013 y 2016), que abarcan una superficie de unos 50 km2 a lo largo de la autovía A-44, en las inmediaciones de Jaén (Sur de España). Se estableció como referencia un vuelo ad hoc combinado fotogramétrico y LiDAR de 2010, con mayor resolución y precisión que los otros. Este vuelo fue procesado mediante métodos de orientación directa y ajustes iterativos entre ambos conjuntos de datos. Mientras tanto, los vuelos históricos disponibles en servidores públicos de datos geográficos se orientaron transfiriendo puntos de control en tierra desde el vuelo de referencia. Luego se generaron modelos digitales de superficie (MDS) y ortofotografías, así como los correspondientes modelos diferenciales, que, tras la aplicación de filtros y teniendo en cuenta la incertidumbre estimada de ± 1 m, permitieron identificar cambios reales en la superficie del terreno. Este análisis, complementado con fotointerpretación, nos llevó a obtener un inventario multitemporal de deslizamientos en el área de estudio que fue analizado con el fin de caracterizar el tipo, la morfología y la actividad de los movimientos. Se identificaron tres tipologías básicas: desprendimientos-colapsos, deslizamientos y flujos. Estos tipos presentan diferentes propiedades morfométricas (área, perímetro e intervalo de altura) y están asociados a diferentes condiciones (altitud, pendiente, orientación y litología). Además, también se utilizó un conjunto de zonas de monitorización, comunes a los distintos vuelos, para analizar la actividad a lo largo del periodo de estudio. Así, se identificaron algunos períodos más activos (2009-2010, 2010-2011, 2011-2013 y 1996-2001) entre otros menos activos (1984-1996, 2001-2005, 2005-2009 y 2013-2016), que están relacionados con episodios lluviosos y años secos, respectivamente

Multitemporal analysis of gully erosion in olive groves by means of digital elevation models obtained with aerial photogrammetric and LiDAR data

La erosión en cárcavas es uno de los principales procesos de degradación del suelo y representa entre el 50% y el 90% de la erosión total a escala de cuenca. Por tanto, su caracterización precisa ha recibido una atención creciente en los últimos años. Las técnicas geomáticas, principalmente fotogrametría y LiDAR, pueden apoyar el análisis cuantitativo en la formación y el desarrollo de cárcavas. Este artículo aborda la aplicación de estas técnicas utilizando fotografías aéreas y datos LiDAR aéreos, disponibles en servidores de bases de datos públicos, para identificar y cuantificar la erosión de cárcavas a lo largo de un período bastante prolongado (1980-2016) en un área de 7,5 km2 de olivar. Se orientaron varios vuelos históricos (1980, 1996, 2001, 2005, 2009, 2011, 2013 y 2016) en un sistema de referencia de coordenadas común con la nube de puntos LiDAR, cuya calidad fue previamente testeada con puntos medidos con GNSS sobre el terreno. A partir de los vuelos orientados, se obtuvieron modelos digitales de superficie (MDS) y ortofotografías. A continuación, el análisis del MDS de diferencias permitió la identificación de cárcavas, el cálculo de las áreas afectadas, así como la estimación de diferencias de altura y volúmenes entre modelos, considerando una incertidumbre estimada de ± 1 m. Estos análisis dan como resultado una incisión promedio de 0,50 m y una pérdida de volumen de 85000 m3 en el área de la cárcava, con algunos períodos (2009-2011 y 2011-2013) mostrando tasas de 10000 a 20000 m3/año (20 a 40 t/ha* año). Estos periodos correspondieron a años donde se produjeron episodios lluviosos destacados en la región, lo que condujo a una mayor actividad erosiva. En el periodo 2009-2011 destacó fundamentalmente un proceso de incisión, mientras que a partir de 2011-2013 el mecanismo fue de ensanchamiento de la cárcava. La edición manual de MDS para la obtención de modelos digitales de elevación (MDT) de un sector de detalle ha permitido analizar la influencia de esta operación en los cálculos de erosión, encontrando que no es significativa salvo en zonas de cárcavas con forma muy pronunciada

Implicaciones del funcionamiento de un acuífero carbonatado fisurado complejo (Sierra de Lujar, Granada) en la variabilidad hidroquímica de su descarga natural

A hydrochemical study was carried out in a triassic carbonate aquifer located in a coastal mountain chain in the southern part of the Granada province (Sierra de Lújar, Alpujárride Complex, Betic Cordillera). This aquifer is made up of limestones and dolomites with marly and/or pelitic intercalations and sorne gypsum scattered or interbedded. Though the area is semid-arid, recharge by precipitation -rain or snow melt- is relatively high (over 600 mm/year) because of its mountainous nature up to near 1.900 m. The recharge of the aquifer also comes from the Guadalfeo river which crosses the permeable outcrops losing part of its stream flow. The carbonate rocks present dense microfissuration; the ground water regime is predominantly diffuse. The karstic forms are, in general, poorly developed either in the surface or at the level of speleological networks in the carbonate material. These characteristics influence the ground water chemistry, so the variability of physical-chemical parameters of water is very low, with single shaped histograms of these parameters. Although, in sorne points a larger variability was found related to mixing with streamwaters from the Guadalfeo river.Se ha llevado a cabo un estudio hidroquímico en un acuífero carbonatado triásico localizado en una cadena montañosa costera en el Sur de la provincia de Granada (Sierra de Lújar, Complejo Alpujárride, Cordillera Bética). Este acuífero está constituido por calizas y dolomías con intercalaciones margosas y/o pelíticas y yeso diseminado. Aunque el área es semiárida, la recarga por la precipitación (bien por la lluvia o por el agua de fusión niva!) es relativamente elevada (superior a 600 mm/año) debido a su naturaleza montañosa, cercana a los 1.900 m s.n.m. Además, el río Guadalfeo recarga al acuífero al perder parte de su caudal cuando atraviesa los afloramientos permeables. Las rocas carbonatadas presentan una densa microfisuración; el régimen de flujo es predominantemente difuso. Las formas kársticas están, por lo general, poco desarrolladas tanto en superficie como a nivel de redes espeleológicas. Estas características influyen en la química del agua subterránea, por lo que la variabilidad de los diferentes parámetros físicoquímicos del agua es reducida, con gráficos de distribución de frecuencias de dichos parámetros de formas, generalmente, unimodales. Sin embargo, se ha encontrado una mayor variabilidad en aquellos puntos en los que existe mezcla con aguas superficiales procedentes del río Guadalfeo

Assessment of the Evolution of a Landslide Using Digital Photogrammetry and LiDAR Techniques in the Alpujarras Region (Granada, Southeastern Spain)

In this work a detailed analysis of the temporal evolution of the Almegíjar landslide is presented. It is a rock slide located in the Alpujarras region (Granada, Spain) that has developed over the last 30 years. Six datasets and photogrammetric flights corresponding to the years 1956, 1984, 1992, 2001, 2008, and 2010 were surveyed. The more recent flight of 2010 combined an aerial digital camera and a LiDAR sensor and was oriented by means of in-flight data and tie points. This 2010 flight allowed for the generation of a reliable and high-precision Digital Terrain Model (DTM). The other flights were oriented using second-order ground control points transferred from the 2010 flight, and the corresponding DTMs were prepared by automatic matching and subsequent editing from the stereoscopic models. After comparing the DTMs of different dates, it has been observed that the landslide was triggered after 1984 and since then has evolved in an irregular pattern with periods of variable activity. On average, the ground surface dropped more than 8 m in depleted zones and rose nearly 4 m in the accumulation zones, with a velocity catalogued as very slow (about 15–30 cm/year) over a time span corresponding to a degree VIII of diachroneity. The total volume of the mobilized mass of this large contemporary slide was about 300 × 103 m3.This research was funded by the projects P06-RNM-02125 and RNM-06862 (ISTEGEO) funded by the Andalusian Research Plan, projects CGL2008-04854 and TIN2009-09939 funded by the Ministry of Science and Innovation of Spain and Research Groups TEP-213, and RNM 221 of the Andalusian Research Plan