TECNOLOGÍA Y APLICACIONES

LiDAR

(LIght Detection And Ranging)

• Técnica que consiste en la detección y medición de luz
• Trabaja en el rango del espectro visible e infrarrojo
• Capaz de realizar mediciones de distancia
• Sensor activo. Transmite luz a un objeto 

Cambio en las propiedades de la luz reflejada

¿Mediciones? a partir de la distancia y propiedades del medio

En función del tiempo

R = c*t/2

Diferencia de fase

R = 1 / 4pi * c / f * ¢

¿Qué es LiDAR?

Distanciómetro láser

Sensores

A. Sistema de Leica AL670 

B. Sistema ALTM Pegasus de Optech

C. Sistema  Trimble Harrier 68i de Trimble

D. Sistema RIEGL LMS-Q680i

HARDWARE

Sistemas LiDAR aerotransportados

Sensores más utilizados por proporcionar coordenadas tridimensionales (x, y, z) mediante barridos láser sobre el terreno.

Compuestos por:

• Escáner láser
• Receptor GPS / Estación de referencia

• Sistema de Navegación Inercial (INS)

• Unidad de almacenamiento y proceso

• Cámara digital

Posición (x, y, z) en coordenadas UTM y altura elipsoidal sobre ETRS89

Se obtiene

paso de alturas elipsoidales a ortométricas mediante el modelo del geoide EGM08-REDNAP

algoritmos de clasificación para discriminar árboles, superfícies, edificios, etc

Características sensores LiDAR

Capacidad de registro:

• De pulso
  • ​Registran el último pulso
  • Registran el primero y el último
  • Registran los 3-4 primeros y el último
• De onda continua
  • ​Descomponen la ondaen múltiples distribuciones de Gauss

Patrón de escaneo o trayectoria:

• depende del mecanismo de escaneo 

Según la banda de emisión:

• aplicaciones topográficas

• aplicaciones batimétricas

• LiDAR multiespectral 

Características sensores LiDAR

Frecuencia de emisión de pulsos

• Kilohercios (KHz)
• + frecuencia + precisión

Frecuencia de escaneo: nº líneas

 

Ángulo de escaneo: influye en el FOV y el tamaño de la huella.

 

Diámetro de la huella y distancia entre huella

• huella pequeña (0'3cm a 3m)
• huella grande (10 - 70m)

Divergencia: incremento del diámetro con la distancia

 

 

Formato LAS

• Formato público para intercambio de nubes de puntos 3D
• Alternativa a los archivos ASCII
• Mantiene la información total de los datos LiDAR

• Estándar

Formato LAZ

• Compresión de ficheros LAS
• Librería desarrollada por Martin Isenburg (LASzip)

LiDAR PNOA

• Ficheros de 2x2 km de extensión.
• Formato LAZ
• ETRS89 UTM

• Alturas ortométrica

• Densidad de 0,5 puntos/m2

Los datos LiDAR nos permitirán generar

• Modelos Digitales del Terreno.  Representan la distribución espacial de una propiedad de la superficie de terreno

 

• Modelos Digitales de Superficie.  primera superficie reflexiva que es iluminada por un sensor

Antes de generar un MDT...

Separar de la nube de puntos en:

puntos de tierra - no tierra 

Mediante: FILTROS

Punto a Punto

Punto a Puntos

Puntos a Puntos

Clasificación por número de pasos

• Múltiples pasos (iterativos): acumularán más información
• Paso único: + rápido, - preciso

 

Tipos de FILTROS

Basados en pendiente

• Punto a puntos
• Paso único
•  Se mide la pendiente con los más cercanos
• Mal comportamiento ante falsos puntos bajos
• Preserva discontinuidades

Tipos de FILTROS

Basados en bloques mínimos

• Punto a puntos
• Iterativo
• Malla sobre la que se define el bloque mínimo 
• Mal comportamiento frente a objetos bajos

Basados en superficie

• Puntos a puntos
• Iterativo
• Por interpolaciones + buffer con umbral
• Mal comportamiento ante escenas complejas 

Basados en segmentaciones

• Se clasifican grupos enteros con características similares

Pasos previos para trabajar con nubes de puntos LiDAR

1. Clasificación puntos como suelo ó no suelo
2. Primeros retornos = superficie más elevada
3. Último registro = superficie de suelo
4. Generar MDT, MDE o MDS mediante interpolaciones