Bienvenido a nuestra serie 101, en la que echamos un vistazo para principiantes a LiDAR, cartografía móvil, gemelos digitales y todo lo relacionado con Hovermap . Este artículo explora los pros y los contras de las tecnologías de encuesta digital más populares.

Un gemelo digital es una representación digital exacta de un espacio del mundo real. Los gemelos digitales se utilizan en diversas industrias, desde la automovilística a la sanitaria, pasando por la aeroespacial. También se ha descubierto que aportan un gran valor a los sectores de la minería, la construcción y la inspección. Por ello, se están convirtiendo rápidamente en un elemento imprescindible en muchos proyectos.

Disponer de un modelo que refleje fielmente el activo con información en tiempo real puede mejorar la toma de decisiones. Por ejemplo, permiten el seguimiento de parámetros críticos durante la construcción de edificios para verificar que los trabajos avanzan según lo previsto e identificar posibles problemas con antelación para reducir las repeticiones y garantizar que el proyecto se mantiene dentro del plazo y del presupuesto. En la industria minera, pueden utilizarse para establecer una línea de base para la supervisión, lo que permite el seguimiento de la deformación a lo largo del tiempo y puede ayudar a los planificadores a determinar si las galerías y túneles deben reforzarse o abandonarse por medios alternativos. En el caso de las inspecciones, los gemelos digitales también proporcionan una línea de base para la supervisión y el mantenimiento durante la vida útil de un activo.

Existen varias opciones a la hora de capturar datos para crear gemelos digitales. Dos de las más populares son el escaneado móvil LiDAR y la fotogrametría. Veamos ambas opciones y las ventajas de cada una de ellas.

¿Qué es la LiDAR

LiDAR, o Light Detection and Ranging, es un método de detección que mide distancias basándose en el tiempo de vuelo de un pulso de luz láser. En el escaneado móvil, un algoritmo SLAM (localización y mapeo simultáneos) permite al LiDAR producir un mapa 3D (conocido como nube de puntos) del activo escaneado.

Las nubes de puntos pueden procesarse en modelos 3D y, con la adición de información adicional, convertirse en modelos BIM o gemelos digitales.

Los escáneres LiDAR móviles están disponibles como escáneres de mano o montados en drones o robots terrestres para capturar los datos necesarios.

Qué es la fotogrametría

El proceso de fotogrametría implica la captura de muchas imágenes superpuestas del mismo activo. Estas imágenes son procesadas por un software de fotogrametría, utilizando múltiples vistas para triangular sus coordenadas x, y, z en el espacio para producir una nube de puntos. A continuación, el software utiliza la ortorrectificación, o cosido de imágenes, para encajar las imágenes y combinarlas con la nube de puntos para obtener un modelo digital fotorrealista, que puede convertirse en un gemelo digital.

La fotogrametría puede captarse mediante equipos manuales o montados en drones.

Estas tecnologías presentan diversas ventajas e inconvenientes en función de la aplicación, por lo que conocerlas puede ayudar a garantizar que se utiliza la técnica más adecuada para su aplicación. He aquí un resumen de algunos atributos clave a tener en cuenta.

Precisión

Como LiDAR es una medición directa, puede ser más precisa que la fotogrametría (una medición inferida), aunque la precisión de ambos métodos puede mejorarse con flujos de trabajo de posprocesamiento.

En ambos métodos, la adición de puntos de control sobre el terreno puede mejorar la precisión. Las funciones de postprocesamiento como Hovermap's Automated Ground Control pueden agilizar su flujo de trabajo mediante la detección automática de los objetivos de control de tierra reflectantes en la nube de puntos y su uso para georreferenciar la nube de puntos LiDAR y mejorar la precisión.

Velocidad

Para generar un modelo preciso 3D , la fotogrametría requiere una superposición de imágenes de hasta el 80%. Si se captura con un vuelo de dron, esto requiere un patrón de vuelo particular para garantizar un solapamiento suficiente, lo que puede llevar mucho tiempo. En cambio, el escaneado LiDAR no requiere tanta superposición, por lo que el vuelo puede ser más eficiente para la captura de datos.

En el caso de LiDAR, el tiempo de procesamiento hasta la salida de 3D es significativamente más rápido. Por ejemplo, el tiempo de procesamiento de los datos de Hovermap LiDAR es aproximadamente equivalente al tiempo de escaneado.

Conveniencia

El equipo para fotogrametría suele ser un poco más ligero, lo que facilita el acceso al lugar o una carga útil menor para un dron.

Como LiDAR utiliza láseres, funciona en muchas más condiciones de iluminación que la fotogrametría, lo que le permite capturar más en el día y trabajar en días en los que la iluminación podría no ser adecuada para la fotogrametría. Esto también hace que LiDAR sea ideal para trabajos subterráneos, por ejemplo, en minas.

Penetración de la vegetación

LiDAR puede penetrar la vegetación para detectar el terreno, por lo que es ideal para los levantamientos topográficos terrestres. La vegetación puede eliminarse fácilmente en el posprocesamiento, lo que permite obtener un levantamiento topográfico preciso.

A menudo, la fotogrametría sólo detecta la parte superior del dosel, lo que dificulta la captura de una exploración precisa del terreno.

Imagen: fotogrametría frente a escaneado LiDAR con vegetación. Imagen cortesía de EROCK.

Realismo

Como la fotogrametría une las fotos para crear el modelo, los modelos son lo más fieles posible al mundo real.

LiDAR las nubes de puntos pueden parecer abstractas, sin embargo, la adición de coloración en color verdadero puede mejorar el nivel de realismo de las nubes de puntos.