Sistema LiDAR: la tecnología de punta en topografía

Resultados LiDAR de nubes de puntos en su versión no colorizada

Potencializa la seguridad de tu construcción con el sistema LiDAR con dron.
Conoce cómo el sistema LiDAR con dron aumenta la exactitud de los estudios de topografía de tu proyecto.

La tecnología avanza a pasos agigantados. Y en el ámbito de la topografía no es la excepción, pues al ser el punto de partida en todos los proyectos de infraestructura, construcción y desarrollo, ésta necesita estar en constante evolución.

Actualmente se han desarrollado herramientas que mejoran la calidad de las lecturas del terreno, como lo es el sistema LiDAR con dron, que permite aumentar la exactitud y seguridad a la hora de desarrollar un proyecto de construcción para cualquier tipo de infraestructura.

Sistema LiDAR con dron en trabajo de minería
LiDAR con dron para minería (fuente propia)

¿Qué es LiDAR o el sistema LiDAR con dron?

LiDAR, o también conocido como sistema LiDAR con dron, viene del acrónimo en inglés de “Light Detection and Ranging” o “Laser Imaging Detection and Ranging”, que traducido al español sería “Detección del rango de luz” o “Detección de rango por medio de imágenes láser”.

Esta herramienta, muy utilizada en topografía, permite determinar la distancia que existe entre el propio sistema LiDAR y un objeto o superficie. Esto se logra por medio de luz láser, al medir el tiempo en que tarda la luz emitida en regresar su reflejo al dispositivo.

¿Cómo funciona un dispositivo LiDAR en topografía?

El funcionamiento de un dron con dispositivo LiDAR o sistema LiDAR es muy sencillo y se basa en la velocidad de la luz, pues como sabemos, es posible calcular una distancia mediante el tiempo que tarda en viajar en un espacio.

De este modo, el escaneo de un terreno con un sistema LiDAR permite obtener el modelo digital del espacio y calcular la distancia existente entre las superficies por medio de los pulsos láser emitidos por el mismo dispositivo LiDAR.

Esta operación permite el desarrollo y creación de modelos digitales de elevación o MDE. Y es que, una vez midiendo la duración que tarda la luz en regresar al emisor, podemos descifrar la distancia que hay entre el sensor LiDAR y el otro objeto, para después poder construir un mapa 3D de lo que se encuentra enfrente o alrededor de él.

Además de medir distancias, un dispositivo LiDAR nos permite incluso el calcular las coordenadas X, Y, X de cualquier punto del objeto donde se haya reflejado cada uno de los pulsos emitidos. Esto se logra al combinar tanto las mediciones del alcance del láser, el ángulo de salida del pulso, la posición inicial desde el GPS y la orientación, con ayuda del Sistema de Navegación Inercial o INS.

Tecnología de los dispositivos con Sistema LiDAR con dron

Por lo regular, el dispositivo LiDAR se desplaza montado sobre un avión, aeronave tripulada ligera o helicóptero, y trabaja gracias a una mezcla de tres tecnologías que logran estudiar de manera efectiva y muy exacta el relieve de un terreno en cualquier estudio de topografía:

  1. Luz Láser.
  2. Sistema de posicionamiento global o GPS, por sus siglas en inglés.
  3. Sistema de navegación Inercial, también conocido como INS

¿Cuándo se puede utilizar un Sistema LiDAR con dron?

No hay duda de que la fotogrametría (obtención de imágenes fotográficas de un terreno por medio de dron) es muy utilizada en numerosos proyectos de construcción, ya que nos permite generar un producto a partir del cual se pueden realizar mediciones y análisis de precisión incluso centimétricas.

Sin embargo, además de la fotogrametría, en topografía existen casos en los que es altamente recomendable utilizar un sistema LiDAR con dron para poder estudiar y definir con una mayor precisión las distancias entre objetos y superficies.

La tecnología LiDAR se recomienda cuando los estudios de fotogrametría con dron no permiten conocer la forma, dimensiones y posición en el espacio de un objeto o superficie.

Un ejemplo de esto es el caso en el que el espacio en donde se realizará la construcción cuente con una gran cantidad de árboles y vegetación que obstruyan o impidan obtener una medición e imagen exactas por medio de la fotogrametría.

Principales usos del sistema LiDAR

Como ves, las posibilidades de un dispositivo LiDAR son infinitas, por lo que en la actualidad éste tiene diversas aplicaciones, principalmente en el área de la topografía, geología, sismología, y física de la atmósfera, e incluso su tecnología es utilizada en el desarrollo de prototipos de vehículos autónomos.

Dentro del área de la topografía, los principales usos de un dispositivo que maneje sistema LiDAR son:

Mantenimiento de líneas eléctricas aéreas

Para poder realizar revisiones de la red de distribución eléctrica de forma óptima y sin ningún tipo de condicionamiento, un LiDAR con dron es de gran ayuda, sobre todo en lugares donde haya mucha vegetación, pues podremos saber si, por ejemplo, alguna rama de un árbol se encuentra muy cerca de cables de alta tensión y es necesario cortarlo.

Otra de las aplicaciones de un LiDAR en el mantenimiento de las líneas eléctricas aéreas es para detectar alguna construcción ilegal que se encuentre próxima de las torres de alta tensión o a una distancia menor a la permitida.

Para poder realizar una medición precisa de las líneas de alta tensión sobre las que queramos realizar un mantenimiento, por lo general se utiliza un LiDAR montado en un helicóptero o dron, pues así podremos volar bajo y a una baja velocidad.

Actualización de cartografía digital existente

Sin duda, una de las aplicaciones más importantes de los dispositivos LiDAR con dron es en la actualización de la cartografía digital existente, lo cual nos permite extraer las curvas de nivel del MDT, así como datos sobre las alturas de los edificios de forma altamente precisa y detallada, incluso de los objetos y superficies alrededor de ellos.

Un sistema LiDAR con dron es ideal para:

  • Anteproyectos
  • Estudios de viabilidad en zonas de difícil acceso
  • Constructoras
  • Inversionistas (análisis de costos)
Sistema LiDAR aplicado en campo (Imagen de topografia2.com)

¿Cuáles son los beneficios que ofrece el sistema LiDAR?

Desarrollo urbano eficiente

Gracias a la información detallada que nos brindan los drones con sistema LiDAR, se puede lograr un desarrollo urbano más exacto e inteligente.

Ahorro de tiempo

Dentro de la topografía, uno de los mayores beneficios es que con LiDAR se pueden revisar grandes cantidades de terreno en tiempos récord y con una gran precisión.

Terrenos con mucha vegetación

Además, a diferencia de los sensores pasivos, un sensor activo como lo es el LiDAR permite estimar el ancho, largo y alto de cualquier objeto que se encuentre en un terreno y obtener modelos topográficos muy detallados aún con vegetación densa presente.

Fácil acceso

Otro de los puntos a resaltar es que este tipo de sistema LiDAR permite acceder a zonas difíciles sin riesgo humano alguno.

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