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Para la toma de datos ¿qué es mejor la fotogrametría o el escáner láser 3D?

PorEquipo BIMnD

Para la toma de datos ¿qué es mejor la fotogrametría o el escáner láser 3D?

ESCÁNER LÁSER VERSUS FOTOGRAMETRÍA

Con los avances tecnológicos y con las nuevas normativas, aplicables desde 2018 a los proyectos públicos de más 2 millones de euros, cada vez más profesionales del sector de la arquitectura y construcción, empiezan a considerar opciones más avanzadas, precisas y rápidas para el levantamiento de datos, mediciones, modelos en 3d y cálculos de volúmenes.

Tanto el escáner como la fotogrametría tienen usos similares, ambos persiguen el levantamiento de datos para su documentación y construcción del modelo tridimensional.  Las aplicaciones de ambos son extensas, desde la preservación del patrimonio, hasta acciones de documentación, conservación, rehabilitación y la creación de cartografías del territorio.

La gran pregunta que muchos profesionales, incluso puede que tú mismo, se hacen es para conseguir mediciones fiables y precisas. 

¿cuál es el mejor procedimiento?

Las principales variables a la alternativa tradicional para obtener mediciones y construir modelos tridimensionales, son la fotogrametría y el escáner láser 3d.

Aunque es habitual encontrar defensores de ambas modalidades, lo que es seguro es que todos los caminos pueden llevar a Roma, con mayor o menor esfuerzo.

A continuación, analizamos las ventajas y desventajas de estas dos técnicas con el objetivo de que puedas aplicarlos a tus propios proyectos y tomar la decisión que más te convenga según cada caso.

Fotogrametría vs escáner laser: qué son y para qué se utilizan

Pros y Contras de la Fotogrametría

La fotogrametría es una técnica para obtener mediciones, planos o incluso mapas a través de la realización y superposición de fotografías aéreas y/o terrestres desde diferentes puntos y ángulos que permiten sacar el modelo 3d de cualquier terreno, objeto o elemento.

Esta técnica consiste en la toma de fotogramas cuyas características son que tiene una distancia fija preestablecida y constante entre el plano negativo y las lentes. Para conseguir el modelo 3d a través de la fotogrametría se necesita hacer una comparación de las imágenes, de los pixeles, sombras, colores y coincidencias de los ángulos para después ser procesadas por el software necesario en la conversión del modelo tridimensional.

Aunque la fotogrametría puede ser útil para la preconcepción de los modelos 3d, especialmente en aquellos casos donde las texturas sean muy relevantes (como por ejemplo en el caso de algunas esculturas o fachadas muy ornamentadas). Como contraposición decir que la fotogrametría funciona bien en elemento planos o aquellos que permitan la captura de imágenes en 360º (de interior y exterior), ya que necesitamos el acceso a todos los ángulos del objeto para sacar el modelo en 3d, aunque en determinadas edificaciones o rehabilitaciones esto no es del todo posible, ni accesible. Al trabajar mediante imágenes, fotogramas, es capaz de obtener en detalle las texturas.

Para ir directamente al grano, veamos los más relevantes pros y contras.

Ventajas de la fotogrametría

  • Ofrece una representación gráfica del terreno en forma actualizada
  • Es fácil de obtener y tiene precios asequibles, una buena cámara y un software para el procesamiento de las imágenes y conversión al 3d es suficiente.
  • Permite obtener información de zonas de difícil acceso (mediante drones, fotogrametría aérea)
  • Útil en la representación de elementos con texturas características

Desventajas de la fotogrametría

  • La dificultad de clasificación de algunos elementos (vegetación, la inaccesibilidad a todos los ángulos del elemento…)
  • No permite efectuar mediciones con tanta exactitud
  • La calidad de la cámara influye en el resultado. Así que, si los relieves son importantes en la documentación, habrá que invertir en buenos equipos y personal cualificado que pueda realizar la postproducción de los fotogramas
  • Carece o no tiene demasiada información marginal
  • Gran cantidad de trabajo en oficina de post-producción durante el proceso de elaboración de la nube de puntos

Pros y Contras del Escáner Láser:

El escaneado láser terrestre es un sensor activo de naturaleza topográfica que barre un área definida previamente por el software asociado, enviando ondas electromagnéticas al objeto. Se trata por tanto de un dispositivo de adquisición de datos masivos mediante rayos láser, los cuales permiten la obtención de la nube de puntos de forma tridimensional sobre la que poder empezar a dibujar. Es utilizado para capturar de forma rápida (hasta 10 veces más frente a otras formas tradicionales) las mediciones de objetos, edificios o vías urbanas y sirve de base para construir los modelos 3d de dichos elementos a alta definición.  Se caracteriza por su alta precisión +/- 2mm de margen de error y puede trabajar en condiciones climatológica adversas, incluso en ausencia total de luz.

El escáner láser actúa escaneando la superficie , horizontalmente abarca los 360º, mientras que la verticalidad alcanza solo 320º (no es posible abarcar el área de pie del escáner, a menos que se varíe de posición). La calidad de la resolución y la concentración de puntos en la nube variará en función del tiempo seleccionado de rango para dar una vuelta completa, en función de las necesidades de cada proyecto y del nivel de detalle requerido.

La nube de puntos puede obtenerse en color o en blanco y negro, sin afectar en número o forma a la cantidad de información y puntos recogidos en la nube.

Ortofoto Muralla

“El color, o la ausencia del mismo no influye en la calidad de la nube de puntos.”

Ventajas del Escáner Láser 3D

  • Rapidez en la captura y procesamiento de datos ( hasta 10 veces más rápido)
  • Seguridad en la recolecta de información necesaria, permitiendo reducir los tiempos de documentación y evitando volver a tomar los datos por ausencia de información durante la primera toma
  • Exactitud en las medidas con un margen de error +/- 2mm
  • Máxima Precisión
  • Alta funcionalidad en el levantamiento, incluso ante la ausencia total de luz
  • Documentación 360º en horizontal y 320º en vertical

Desventajas del Escáner Láser 3D

  • Planificación previa de las posiciones de escaneado y de la resolución deseada para el nivel de detalle
  • La nube de puntos de alta resolución requiere de equipos potentes para su procesamiento
  • Alto coste de adquisición de equipos
  • La compra de software específico y el tiempo de inversión en formación

Los usos más comunes del escaneado láser son versátiles, satisfaciendo desde a la industria de la construcción, arquitectos e ingenieros durante la fase de diseño (por ejemplo cuando se trabaja con partes o formas complejas) hasta otros que apoyan a la difusión, comunicación y rentabilidad. Desde apoyo a las campañas de promoción y venta en inmobiliarias, o la conservación y difusión de patrimonio u otros activos de interés cultural.

Aunque en la gran mayoría de los casos se pueden realizar la toma de datos con ambas técnicas,  encontraras defensores de ambas,  así que te animamos a testar la que mejor te encaje según el proyecto, el presupuesto, la urgencia de entrega o la dificultad/ accesibilidad.

Sección Galería

Algunas preguntas que pueden ayudarte a decidir la técnica más apropiada:

  1. ¿ El tamaño del objeto a documentar influye en la elección del método?

En determinados elementos donde la textura o el nivel de detalle sea importante, la fotogrametría, al ser imágenes, puede darnos mejor resultado. La fotogrametría aérea puede obtener gran cantidad de datos y permite medir, con bastante precisión (dependerá de la calidad de la cámara ) grandes extensiones, en contraposición , la legislación no permite sobrevolar núcleos urbanos, por lo que su uso puede estar limitado.

EN el caso del escáner, tiene un alcance más limitado que el Drone , requiriendo por tanto mas posiciones para barrer la misma cantidad basta de superficie (sobretodo aplicado a grandes extensiones).

  1. ¿ En qué casos y de que forma se recomienda el trabajo combinado de los dos métodos?

Cuando se necesita documentar gran volumen de datos (volúmenes, relieve, mediciones) y combinarlo con el gran detalle de las texturas de fotogrametría o incluso con la opción de fotogramas aéreos.

Para la toma de datos de grandes extensiones, donde el nivel de detalle de la nube de puntos, no es tan relevante, se aconsejaría fotogrametría. Por otro lado, hemos hablado que el margen de error del escáner láser es +/-2mm, por lo que  en el caso de elementos con detalles inferiores a 2mm, también recomendaríamos la combinación de ambos. Se trata de combinar lo mejor de cada uno, el escáner láser por su rápida toma de datos y su rápidez de procesamiento de la nube de puntos, y la fotogrametría para el trabajo de los detalles de las texturas.

2. ¿La iluminación influye en la elección de la técnica para el levantamiento?

Ya hemos resaltado que el escáner láser trabaja bien incluso en situaciones adversas como la ausencia total de luz. La fotogrametría, en cambio, requiere de ciertas condiciones de luminosidad para obtener una buena calidad. Es cierto que la calidad de la cámara a veces puede solventar ciertos problemas lumínicos, pero siempre será necesario algo de luz, ya que en el proceso de yuxtaposición de los fotogramas, las sombras son importantes para hacer coincidir las imágenes.

3. ¿ existen superficies más o menos amigables con cada técnica?

La fotogrametría no funciona demasiado bien en superficies lisas, metálicas o de plástico, mientras el escáner láser no da lo mejor de sí en superficies muy reflectantes (espejos y superficies muy brillantes). Ninguna es imposible para ninguno de los métodos, todo se puede hacer aunque requerirá de mayor recursos de personal o mayor inversión de tiempo de edición y producción.

 

 

 

 

 

 

 

 

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