Uso de LiDAR y fotogrametría para restaurar un puente

El mantenimiento de los puentes puede ser un reto complejo. Antes de realizar cualquier trabajo, hay que realizar una inspección de los puentes para planificar el trabajo de antemano. Esto puede hacerse con dibujos manuales o con inspecciones individuales realizadas con equipos especializados. Sin embargo, es posible que los bocetos dibujados a mano o las fotos no proporcionen una información completa o que pasen por alto pequeños detalles. La creación de un gemelo digital del puente resuelve este problema, ya que el gemelo digital es una réplica exacta de la realidad que puede ser compartida entre ingenieros, planificadores de proyectos y equipos de construcción. El uso de software y hardware especializado en fotogrametría y LiDAR puede hacer que este proceso sea más preciso, seguro y rápido. Actualmente, las inspecciones modernas de puentes se basan en la tecnología topográfica más avanzada para ahorrar tiempo y dinero.

Atay, un socio premium de Pix4D en Turquía, utilizó la última innovación en rovers GPS portátil para una inspección de puentes reciente: el rover viDoc RTK. El viDoc es un rover GNSS de diseño alemán que se conecta a la aplicación PIX4Dcatch para realizar un escaneo preciso del lugar usando iPhones o iPads para la recogida de datos LiDAR y fotogramétricos.

El viDoc RTK rover es un dispositivo de mano para la topografía

Atay tiene experiencia en sectores como la topografía, la minería, la agricultura y la gestión de infraestructuras, entre otros. Utilizaron el software de Pix4D y el viDoc para evaluar el viejo puente de piedra y ver si necesitaba algún trabajo de mantenimiento. El proyecto se llevó a cabo en Ankara, donde la ciudad se esfuerza por preservar el patrimonio cultural y la historia. Este puente en concreto es lo suficientemente antiguo como para estar incluido en una categoría de conservación histórica y, por lo tanto, necesita una inspección cuidadosa y trabajos de restauración.

Detalles del proyecto

Usando un rover de mano con precisión RTK

El viDoc se acopla a un iPhone o iPad con una funda la cual tiene acoplada una antena RTK. Cuando se coloca, el viDoc se conecta a la aplicación gratuita PIX4Dcatch, así como a una red NTRIP designada por el usuario. Entonces, PIX4Dcatch utiliza la cámara del dispositivo móvil para recoger datos de fotogrametría y LiDAR, mientras que la antena RTK del viDoc rover proporciona datos de geolocalización con una precisión centimétrica.

PIX4Dcatch y el viDoc se combinan para captar con precisión los detalles del puente de piedra

El equipo de Atay salió con el rover viDoc y un dispositivo móvil con la intención de recoger datos, procesarlos y vectorizarlos para poder utilizarlos en software CAD o en otras tareas de planificación del proyecto. El éxito de este flujo de trabajo se demostraría con la precisión de los resultados finales.

Recogida de datos terrestres con Pix4D

Atay planificó tres rutas de recogida de datos para capturar la totalidad del puente: los dos lados del puente desde el suelo y uno que pasaba por encima de él. Cuando no podían llegar a las partes más altas del puente para la recogida de datos con las manos, acoplaron el dispositivo móvil a una barra de topografía para escanear los lados superiores del puente. De este modo se aseguraba una recogida de datos completa, sin que hubiera lagunas en el resultado final. En total, la recogida de datos duró sólo 45 minutos.

Una vez recogidos los datos con PIX4Dcatch, el topógrafo los transfirió a PIX4Dmatic, el software de fotogrametría de escritorio. PIX4Dmatic es un potente producto que puede manejar tanto los proyectos a gran escala de vuelos de corredores con drones como la topografía terrestre con PIX4Dcatch. Como PIX4Dcatch recoge tanto datos LiDAR como de fotogrametría, dispone de una gran variedad de imágenes e información para su procesamiento. PIX4Dmatic tiene características especialmente diseñadas para manejar este flujo de trabajo con PIX4Dcatch, y proporciona a los usuarios la opción de crear nubes de puntos de fotogrametría , nubes de puntos LiDAR, o una combinada con ambos conjuntos de datos en ella (también conocidas como nubes de puntos densas, de profundidad y fusionadas). También cuenta con opciones de filtrado de ruido y de cielo para garantizar una nube de puntos ordenada y con la mínima alteración. Esto ahorra tiempo en la edición de la nube de puntos después del procesamiento.

El proyecto fue preparado para CAD con PIX4Dsurvey

El procesamiento duró menos de 3 horas, tras lo cual la nube de puntos se exportó a PIX4Dsurvey. Este software vectoriza las nubes de puntos, incluyendo funciones automatizadas como la señalización automática de carreteras o la identificación de elementos como las tapas de alcantarilla. PIX4Dsurvey permite a los usuarios pasar del procesamiento y el análisis a los elementos de diseño, ya que extrae los datos para su uso en CAD, llenando el vacío existente entre la fotogrametría y el CAD. Puede manejar grandes nubes de puntos con miles de millones de puntos que pueden ser de LiDAR o fotogrametría, lo que lo hace ideal para el paso final de este proceso.

Preservar el patrimonio cultural con fotogrametría

Atay creó con éxito un modelo 3D del puente que puede ser medido y analizado para los esfuerzos de inspección y restauración. El proceso completo de desplazamiento al lugar, recogida de datos y procesamiento duró unas 4 horas y 15 minutos, lo que demuestra la rapidez y eficacia de este software. La precisión y el detalle del proyecto quedaron demostrados con el procesamiento sin lagunas y la GSD de sólo 0,2 cm. El alto nivel de detalle es posible porque PIX4Dcatch y el viDoc están mucho más cerca de las areas de interés que los típicos vuelos de drones, lo que permite un escaneo terrestre preciso con dispositivos móviles. La aplicación de la fotogrametría en obras públicas, como el mantenimiento de puentes y el sistema de tuberías, está en auge. La nube de puntos final que se generó no necesitó más edición gracias a la herramienta de filtrado del cielo en PIX4Dmatic, y se exportó fácilmente a PIX4Dsurvey gracias al flujo de trabajo designado para moverse entre los sistemas de software.

"No necesité utilizar ningún otro software para el procesamiento. PIX4Dmatic identifica automáticamente los datos del proyecto y utiliza los mapas de profundidad de PIX4Dcatch, lo que proporciona resultados muy útiles." - Yiğit Yüksel, ingeniero geomático, Atay

Este proyecto es importante como parte de las restauraciones en curso en toda Ankara y la preservación del patrimonio cultural con la tecnología moderna. Gracias al flujo de trabajo nativo entre el hardware y el software, todo el proceso fue sencillo y eficiente. Atay dispone de un modelo 3D y una nube de puntos procesables que pueden utilizarse para el análisis arquitectónico del puente, lo que permitirá planificar la conservación del puente para su uso y admiración por parte de las generaciones futuras.