Los estudiantes trabajan en serio con la tecnología GIS de drones

Publicado el 3 mayo, 2022

William Shuart es un geógrafo del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos y especialista en el uso de la tecnología GIS de drones. Llegó a la Universidad Virginia Commonwealth (VCU) en Richmond a fines de la década de 1990 como estudiante. Al cabo de unos años se graduó con una licenciatura en ciencias sociales y una maestría en ciencias en estudios ambientales.

Hoy, además de su trabajo con el cuerpo, es profesor asistente en la VCU y coordinador de tecnología ambiental en el Centro Rice Rivers de la universidad. Esta es una instalación de investigación y enseñanza ambiental ubicada cerca del río James. La universidad y su centro aprovechan los GIS y las tecnologías de teledetección para la investigación y los cursos de ciencias biológicas ambientales.

La misión de la escuela, como se indica en el sitio web de la VCU, es «desarrollar jóvenes académicos para que sean la próxima generación de profesionales ambientales».

Shuart se toma muy en serio esa misión. Utiliza drones y lo último en tecnología de Esri, como ArcGIS Drone2Map, para reforzar a los estudiantes sus habilidades laborales en demanda para sus futuras carreras. Desde el comienzo de su carrera, ha aplicado las últimas tecnologías de Esri tanto en su investigación como en su instrucción en el aula. El objetivo: capacitar a los estudiantes con una comprensión fundamental de los GIS. De este modo, pueden usarlo como parte de sus habilidades técnicas y sociales en el lugar de trabajo.

“Estamos equipando a los estudiantes no solo para que entiendan el software GIS que proporciona Esri, sino que también queremos que se conviertan en usuarios expertos de esas herramientas. El fin es brindarles una base para aplicar el software en cualquier situación después de graduarse”, dijo Shuart. “Es una caja desconocida donde van a ir después de la graduación. Es mi trabajo ayudarlos a convertirse en empleados de calidad cuando se gradúen”.

El profesor asistente de la VCU, William Shuart, utiliza drones multirrotor y de ala fija para enseñar a los estudiantes los beneficios y las limitaciones de cada avión y el sistema que los impulsa – Uso de la tecnología GIS.

Herramientas para capacitar a los estudiantes para el pensamiento a gran escala y la aplicación de la fuerza laboral

Shuart imparte dos cursos: Percepción remota ambiental y Aplicación de tecnología de drones, a estudiantes de pregrado y posgrado. En su carrera académica de 25 años, Shuart ha utilizado el software GIS y de drones más reciente disponible. Desde hace pocos años ha estado enseñando con ArcGIS Drone2Map, Site Scan for ArcGIS y ArcGIS Pro. Para Shuart, el desafío ha sido evolucionar su enfoque para adaptarse mejor a los avances tecnológicos y las necesidades de los estudiantes. Investiga los usos más recientes de los GIS en el mundo real e incorpora los últimos lanzamientos de software y tecnología en sus clases.

Hace veinticinco años, un profesional GIS tenía que enfocarse en ser una persona de tecnología de la información, redes, bases de datos y servidores, según Shuart. “Los estudiantes tenían que comprender el hardware, el software y el análisis de datos para armarlo todo”, dijo.

Hoy, debido a que la infraestructura GIS ya está instalada, los estudiantes pueden concentrarse en la programación, reunir datos dispares y hacer más con la tecnología. Por ejemplo, pueden usar un tipo diferente de cámara en un dron, según Shuart. “Están realmente a la vanguardia en términos de GIS y sensores remotos”, dijo.

La filosofía de enseñanza de Shuart se enfoca en brindar valor a los estudiantes al correlacionar las tecnologías GIS y de drones. Asimismo, sus mejores prácticas, las capacidades, el conocimiento y las habilidades necesarias para los trabajos posteriores a la graduación.

“Ya sea que estén planeando vuelos de drones, llevar datos de Excel a archivos CSV, GIS o GPS y detección remota, o mostrando datos en un PowerPoint o en Site Scan, están aprendiendo habilidades valiosas en el proceso, como gestión de proyectos, comunicación efectiva y visualización”, dijo.

Los estudiantes de la clase de Shuart aprenden varias formas de usar drones. Estos incluyen el control de la salud, el estrés ambiental y la biomasa de la vegetación, como se ve en este viñedo – Uso de la tecnología GIS.

Ambas estructuras de cursos utilizan la filosofía en forma de T de Shuart. La línea horizontal de la T representa la amplia variedad de habilidades que un estudiante necesita en un lugar de trabajo. Entre estos están: comunicación, colaboración, la capacidad de presentar una idea o propuesta, estadísticas, desarrollo de aplicaciones web, gestión del tiempo y coordinación de proyectos. La línea vertical de la T representa la profundidad del conocimiento que tiene el estudiante en un área en particular, incluido el software, los conceptos de drones, el tema y la aplicación de las tecnologías.

“La amplitud de tus habilidades te ayuda a conseguir una entrevista, pero la profundidad de esas habilidades brinda la capacidad de competir verdaderamente por el trabajo. Pero tienes que estar dispuesto a cambiar la profundidad de tu conocimiento cada pocos años”, dijo Shuart.

En su clase de teledetección, una semana los estudiantes pueden enfocarse en el radar de apertura sintética, mientras que otra semana usarán lidar forestal para una evaluación de biomasa.

Luego, los estudiantes pueden trabajar con el software entre clases, jugar con los datos y conocer la semántica, según Shuart. “Pero, por otro lado, esto les enseña a ser consistentes y a cumplir al final”, dijo. “Así es como se configuran los trabajos: tienes resultados a largo plazo, pero también tienes que presentarte y hacer el trabajo diario”.

Un proyecto final ayuda a los estudiantes a desarrollar habilidades laborales en el lugar de trabajo y mejora la comprensión de la tecnología por parte de los estudiantes. Aplican la tecnología para resolver un problema que es significativo para ellos. Luego, los estudiantes recopilan los datos, completan la investigación, redactan un informe y presentan su proyecto durante 10 minutos a sus compañeros y al cuerpo docente.

“Una cosa que no me gustaba cuando era estudiante era que el profesor podía decidir qué había en dos exámenes y mi calificación se basaba en eso: un parcial y un final, ¿verdad? A nadie le gustaba eso”, dijo Shuart. Ahora, sus estudiantes en la VCU pueden elegir un proyecto de clase, que representa el 35 por ciento de su calificación final.

Los estudiantes también están aprendiendo cómo usar la tecnología para resolver un problema del mundo real y adquiriendo habilidades transferibles. Para un proyecto, se generaron modelos de elevación digital de alta resolución de Marte utilizando conjuntos de datos de Mars Reconnaissance Orbiter. Otro proyecto involucró el estudio de la salinidad en los arroyos causados ​​por el deshielo de las calles en el invierno.

Se utilizó una cámara multiespectral de cinco bandas MicaSense para recopilar datos de salud de las uvas en un viñedo – Uso de la tecnología GIS.

El éxito de un estudiante: conectando las herramientas con los problemas que deben resolverse – Uso de la tecnología GIS

Angela Armstrong, ex alumna y asistente de enseñanza en la VCU, dijo que obtuvo muchas de sus habilidades y una comprensión de las tecnologías ArcGIS de los proyectos que completó durante los cursos de Shuart. Ahora trabaja como analista GIS en Ørsted, una empresa de energía sostenible. Armstrong tomó varios cursos de Shuart que enfatizaban el trabajo de proyectos. Ella colaboró ​​con el Departamento de Calidad Ambiental de Virginia (DEQ) en su programa de estrategia de gestión de la sal.

El DEQ investiga los niveles de cloruro que están aumentando en los cuerpos de agua en el norte de Virginia. Probablemente debido a la escorrentía de agua de donde se usa la sal para descongelar las carreteras durante las tormentas de invierno. Armstrong llevó a cabo un gran proyecto de análisis espacial para cuantificar superficies terrestres impermeables. Todas clasificadas por categoría de terreno, dentro de las ciudades y condados del norte de Virginia. El objetivo era tener una representación visual de dónde ocurrió la mayor parte de la escorrentía. Armstrong compartió los resultados en una presentación a aproximadamente 150 partes interesadas. Fue un paso más allá y creó un plan para posibles actividades de educación y divulgación. Así, el DEQ podría usarlo para informar a los residentes, ya que los vecindarios residenciales tenían la mayor cantidad de escorrentía. El proyecto está en curso en el DEQ.

Estos cursos están orientados principalmente a aprender por qué el GIS es útil en lugar de como usar el software. Asimismo, exponer a los estudiantes todas las diferentes posibilidades que existen para resolver problemas del mundo real”, según Armstrong.

Además de los proyectos y tareas semanales, las clases fomentan el aprendizaje práctico. En el curso Aplicación de tecnología de drones, los estudiantes se preparan inspeccionando el terreno y haciendo un plan de vuelo para una ubicación del mundo real. Así aprenden a ejecutar las rutas de vuelo de principio a fin. En el campo, los estudiantes levantan los datos, aseguran la precisión del control en tierra (tanto relativa como absoluta) y ocasionalmente vuelan el dron. Luego, los estudiantes ejecutan los datos recopilados a través de flujos de trabajo utilizando ArcGIS Drone2Map y Site Scan for ArcGIS.

La clase también invita a oradores, incluidos agentes de calidad ambiental, ingenieros, aseguradoras, empleados gubernamentales, personal de Esri, consultores GIS y analistas, para discutir sus carreras de amplio alcance. “Descubrir de otros cómo los diferentes sectores usan la misma tecnología de diferentes maneras fue muy útil. Ayuda a comprender en qué partes del GIS los estudiantes deberían enfocarse, qué carreras profesionales les interesan”, dijo Armstrong.

Armstrong espera ver a más educadores basar sus lecciones en problemas del mundo real. “Realmente puedes enseñarle a cualquiera a usar GIS como una habilidad técnica”, dijo. “Sin embargo, enseñarles cómo aprovecharlo para que éste se conecte con los problemas que deben resolverse, esa es la parte más importante”.

La seguridad de vuelo es clave. Los estudiantes de la clase de drones de la VCU participan en operaciones de vuelo, donde algunos actúan como pilotos y otros como observadores – Uso de la tecnología GIS.

Un futuro innovador para el GIS y las tecnologías de drones en la educación superior

La filosofía de enseñanza de Shuart adopta un enfoque comunitario. Alienta a los estudiantes a explorar la superposición de disciplinas y a conectarse con otros expertos en GIS en lugares como Esri Young Professionals Network.

“Les digo a mis alumnos que se involucren con otros jóvenes profesionales para que no estén aislados en su campo específico”, dijo Shuart. “Y espero que cuando se gradúen, puedan colaborar con otros expertos en la materia para trabajar juntos en los desafíos”.

Shuart espera que la tecnología GIS en el futuro esté aún más integrada en las operaciones diarias de los municipios, las empresas y los institutos educativos. “Las cosas que están en silos se volverán más interdisciplinarias”, dijo Shuart, y agregó que, con el GIS, los sistemas se vuelven más accesibles para la colaboración.

Cassandra Galindo

Este artículo originalmente apareció en la edición global de ArcWatch

Marzo de 2022