FAQ3:
Productos derivados de los datos LiDAR
FAQ3:
Productos derivados de los datos LiDAR
Figura 1. Panel superior: Modelo Digitales del Terreno (DTM), Panel interior: Modelo Digital de Superficie (DSM).
Productos derivados de los datos LiDAR
Modelo Digital de Superficie (DSM): De las siglas en inglés de Digital Surface Model. Corresponde la elevación de superficie que primero refleja el pulso láser, por ejemplo, la parte superior de la copa de los árboles, la parte superior de las estructuras (casas, edificios, otras estructuras), y donde no hay objetos corresponde a la elevación del suelo. Generalmente vienen en formato ráster (cuadrícula). Los DSMs no son exclusivos de la tecnología LiDAR, también se pueden obtener con fotogrametría, ifSAR o sonares. Ver Figura 1.
Modelo Digital del Terreno (DTM): De las siglas en inglés de Digital Terrain Model. Generalmente se confunde entre DTM y DEM (Modelo Digital de elevación), ya que ambos corresponden a la elevación del suelo “desnudo”, sin edificios, árboles, torres, y otras estructuras hechas por el hombre que sean visibles. El DTM es un modelo de elevación mejorado, ya que incorpora líneas de corte (breaklines, ver mas abajo), ríos, crestas y otro tipo correcciones que no son datos originales, pero que permiten una mejor caracterización de la tierra “desnuda”. El DTM no necesariamente viene en formato de cuadrícula, sino que puede venir como puntos no equispaciados, con líneas de corte y otros elementos, lo que permite generar curvas de nivel que se aproximan mejor a la forma real del terreno. Es por este motivo que generalmente es más costoso generar un DTM que un DEM. Ver Figura 1.
Modelo Digital de Elevación (DEM): De las siglas en inglés de Digital Elevation Model. Generalmente se confunde entre DTM y DEM (Modelo Digital de elevación), ya que ambos corresponden a la elevación del suelo “desnudo”, sin edificios, árboles, torres, y otras estructuras hechas por el hombre que sean visibles. Los DEMs generalmente están en formato ráster.
Figura 2. Nube de puntos clasificada según tipo de objeto reflejado. De color café la clase "suelo" (2), de color verde de clase "vegetación" (3 a 5), de color naranjo de clase "Edificio" (6), y amarillo de clase "Traslape" (12), y de color púrpura de clase "ruido" (7).
Tabla 1. Valores numéricos de las clases de puntos estándar según la ASPRS (formatos de registro de datos de puntos 6-10).
Figura 3. Ejemplo de un LiDAR Full-waveform. Fuente: Adaptado de NEON y ejemplo o de imagen de intensidad obtenida con puntos LiDAR.
Figura 4. Ejemplos de líneas de corte (breaklines). Fuente: USGS.
Puntos de control en tierra/ verificaciones sobre el terreno: Con el objetivo de tener un buen control de calidad de los datos recolectados con sensores LiDAR, se comparan las mediciones con puntos de control ubicados en tierra.
Nube de puntos sin procesar (Raw point cloud data): La nube de puntos (point cloud) es un conjunto de puntos 3D, con coordenadas , y refereridas a algún sistema de coordenadas. Según el tipo de LiDAR, la nube de puntos puede contener otros atributos intensidad, número de retorno, cantidad de retornos, valores RGB adicionales, información de forma de onda, entre otros.
Nube de puntos clasificada (Classified point cloud data): Los puntos obtenidos con LiDAR, pueden ser postprocesados para luego clasificarlos en varias clases, según el tipo de objeto que reflejó el pulso láser. Estas clases pueden incluir, por ejemplo: suelo o terreno desnudo, vegetación baja, media o alta, edificio, agua y otros. Esta clasificación permite filtrar los datos para luego visualizarlos y analizarlos, como por ejemplo determinar cuáles son suelo o no suelo. El formato estándar en que se almacenan estos datos es el LAS, que es público y fue desarrollado para el intercambio de datos de nubes de puntos 3D entre usuarios. Cada clase tiene un valor numérico que generalmente se asigna según las especificaciones de Sociedad Americana de Fotogrametría y Teledetección (ASPRS, por sus siglas en inglés). En la Tabla 1 y en la Figura 2 se muestran algunos ejemplos clases del formato LAS según las especificaciones 1.4, R15. Las clasificaciones se pueden modificar o corregir por el usuario.
Información de forma de onda (Full waveform): La forma de la onda es la distribución de energía lumínica del pulso láser que es reflejada por los objetos y que vuelve al sensor LiDAR. (ver Figura 3). Esta reflexión puede ser registrada de dos formas:
Sistema LiDAR de retorno discreto: registra solo puntos individuales de los peaks importantes de la forma de onda, que se llaman “retornos”. Un sistema discreto puede registrar entre 1 y 4 (a veces más) retornos por cada pulso láser.
Sistema LiDAR de onda completa (full waveform): registra la forma completa de la onda. Este tipo de sistema generalmente captura más información comparado con los discretos, sin embargo, son más complejos de procesar y almacenar.
Imágenes de intensidad (Intensity imagery): La mayoría LiDAR registra para cada punto un valor de intensidad, que corresponde a la cantidad de energía reflejada de cada pulso registrada por el sensor. Con estos valores de intensidad, se pueden generar imágenes de intensidad, que sirven la detección de entidades, para la clasificación de los puntos LiDAR y en caso de que no haya alguna imagen aérea disponible, se puede usar como un sustituto. Ver Figura 3.
Líneas de corte o de quiebre (Breaklines): Para los datos LiDAR, generalmente se utilizan las líneas de corte para mejorar la parte hidrológica de los modelos de elevación. Principalmente se utilizan para mejorar la definición las entidades relacionadas con el agua, como por ejemplo bordes de lagos, canales, ríos, ya que se asume que la superficie del agua en lagos es plana, y que en los ríos o canales es plana de orilla a orilla en un eje perpendicular a la línea central del flujo. Otras líneas de corte podrían ser curvas de nivel adicionales en cimas de montañas que han sido redondeadas o líneas adicionales para remover de los modelos de elevación estructuras como puentes, que resultan en una elevación artificial del suelo.
Otras Líneas de corte o de quiebre necesarias para el procesamiento de Hydro-Enforcement de colectores: Son líneas de corte para corregir los modelos de elevación en los lugares donde hay alcantarillas o colectores de aguas lluvias, que permitirán por ejemplo el paso del agua a través de estos colectores para el correcto modelado hidráulico o hidrológico. Sin estas correcciones el agua podría acumularse y no fluir en lugares como cruces de carreteras y otras barreras. Estos colectores generalmente no se ven desde el aire, por lo tanto, requiere de un trabajo adicional y costoso de tener que reconocer y ubicar estas líneas de corte. Un ejemplo de aplicación de líneas adicionales de corte se muestra en la Figura 4.