vuelo sobre ciudad de ayuacucho

Modelado BIM urbano para Smart Cities

Entendemos el modelado BIM no como un producto final si no como un proceso completo que abarca desde la captura de datos con soluciones de alta tecnología hasta el procesado y la aplicación del producto.

En el caso de las Smart Cities, la necesidad de diseñar ciudades cada vez más inteligentes y sostenibles, pasa de forma inicial con una escrupulosa obtención de datos y es aquí donde ha comenzado nuestra aportación al proyecto BIM de la ciudad de Ayacucho, en Perú.

Adquisición de nube de puntos mediante Mobile Mapper y UAV Ayacucho, Perú

Para la creación del modelado BIM de la ciudad, nuestro cliente tenía la necesidad de obtener una nube de puntos de las calles. Para ello decidimos combinar dos procesos de obtención de datos. Por un lado , la utilización de UAVs para la obtención de imágenes cenitales  y generación de nube de puntos y por otro, una nube de puntos obtenida mediante sistema mobilemapping Leica Pegasus Two.

mobile_mapping_ayacuchoVuelo con RPA

En primer lugar realizamos la planificación de los vuelos cenitales para cubrir la totalidad de la zona a capturar con una altura media de vuelo de 100m y un solape entre imágenes mayor del 80%. Para esta tarea se ha necesitado un total de 11 vuelos y 3918 imágenes.

Escaneado dinámico con mobile mapper

Para la realización del escaneado de las calles hemos utilizado la tecnología más avanzada de escaneado móvil sobre vehículo, el Leica Pegasus Two alquilado a ACRE Surveying Solutions Perú.

Con el objetivo de minimizar el número de cruces y pasadas del vehículo sobre las intersecciones de las calles a registrar se ha elaborado una Trayectoria Mobile Mappingminuciosa planificación del itinerario.

Fueron necesarias tres sesiones de medición a lo largo de dos días de trabajo en la ciudad de Ayacucho.

De forma simultánea a la toma de datos, una antena GNSS ha registrado los datos para el posterior cálculo de la trayectoria.

 

Procesado de datos. Nube de puntos para modelado BIM para Smart Cities.

Teniendo en cuenta las dos capturas, una vez en la oficina, nos encontramos con la siguiente información. Por un lado la nube de puntos obtenida mediante la tecnología Mobile Mapping y por otro lado las imágenes con el solapado de todas las calles de la captura con RPA.

Procesado de nube de puntos de Mobile Mapping

Para el procesado de los datos del Pegasus Two realizamos en un primer lugar el cálculo de la trayectoria registrada en todos los tracks de las tres sesiones de medición. Terminado este proceso es  posible calcular la precisión esperada, que fue la habitual para un entorno urbano.

Precisión Mobile Mapping

En una segunda parte del procesado de los datos de Mobile Mapping realizamos la extracción y sincronización de la información obtenida. Las imágenes de las cámaras, los datos GNSS y las nubes de puntos del láser escáner del sistema.

En este punto nos encontramos con una diferencia entre los puntos de intersección de las diferentes sesiones (incluso dentro de la misma) debido a las derivas del sensor inercial y a las características del horizonte GNSS en el entorno urbano y la trayectoria calculada. Para solventarlo ha sido necesario el análisis de las nubes de puntos y su ajuste tridimensional para garantizar la homogeneidad geométrica y una desviación siempre por debajo de 20mm.

Nube de puntos y ajuste tridimensional

vuelo sobre ciudad de ayuacuchoProcesado de datos de los vuelos con RPA

Con el objetivo de combinar las nubes de puntos con las imágenes tomadas con los sistemas de vuelo no tripulado, hemos utilizado el software Pix4DMapper. Hemos utilizado el dron de DJI Inspire 1 que incorpora un sistema GPS para georreferenciar de las imágenes. No obstante, estos datos han sido asegurados para garantizar el correcto a ajuste mediante puntos de control. Se establecieron un total de 17 puntos repartidos en tierra. 

En total ha sido una superficie de algo más de 282 ha. con un GSD de 4,62 cm a una altura de 100 metros. Con este valor de GSD, la precisión de la nube de puntos obtenida en planta es de entre 1 y 1,5 veces dicho valor, mientras que en altimetría es entre 2,5 y 3 veces,

¿Qué aporta la captura de datos masiva de la ciudad al modelado BIM de nuestro cliente?

La información obtenida es la base geométrica para el desarrollo del modelado BIM, sin la cual no podría georreferenciar ni dimensionar el proyecto de forma precisa. A partir de la captura, nuestro cliente tiene toda la información a partir de la cual realizar el modelado y incorporación según el objetivo de su proyecto.

  • Nube de puntos segmentada en 11 sectores.
  • Vídeo 360º con el recorrido virtual.

Captura nube de puntos UAV

Nube de puntos mobile mapping en valores de intensidad

Las aplicaciones del modelado BIM en Smart Cities es de gran utilidad para la gestión de servicios administrativos de la propia ciudad tales como gestión de los recursos, inventariado urbano, proyectos de rehabilitación, gestión del patrimonio, seguridad, turismo etc.