¿Cómo funciona el LiDAR y cuáles son sus limitaciones?

El LiDAR es una de las principales opciones para la topografía hoy en día, y es fácil ver por qué. Como tecnología, es avanzada, muy precisa y rápida. En comparación con la tecnología de la competencia, es más eficaz y mas precisa la mayoría de las veces. Para comprender plenamente las ventajas del LiDAR, hay que entender cómo funciona y por qué la nueva tecnología de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) está ayudando a que despegue.

Índice
  1. ¿Qué es LiDAR y cómo funciona?
  2. ¿Qué es un dron con tecnología LiDAR?
  3. Las ventajas del LiDAR
  4. Desventajas del LiDAR

¿Qué es LiDAR y cómo funciona?

El LiDAR lanza pulsos de luz muy rápidos hacia un objetivo y luego mide el tiempo que tarda esa luz en regresar. Cuando una unidad LiDAR se desplaza, normalmente en un vehículo aéreo, es capaz de escanear continuamente un área utilizando estas pequeñas ráfagas de luz para ver cómo cambia el terreno a su alrededor. Las unidades LiDAR toman muchos puntos de datos, que luego se convierten en una malla 3D.
Para que el LiDAR funcione eficazmente, sus datos deben ser analizados. Los datos LiDAR por sí solos son simplemente un número de puntos desconectados en el espacio. Pero una vez procesados y analizados, estos datos formarán un mapa topográfico consolidado.

Los datos LiDAR se recogen a menudo a través de sensores colocados en vehículos como UAV (drones), helicópteros y aviones. El método por el que se capturan los datos LiDAR tiene cierto impacto en su calidad. Los aviones vuelan mucho más alto que los drones o los helicópteros y, por consiguiente, los datos no tendrán una resolución tan alta como la que podrían tener. Sin embargo, esto también significa que los datos se pueden capturar mucho más rápido.

UAV LIDAR
Mc clapurhands, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons

El LiDAR difiere del otro método topográfico principal, que es la fotogrametría. En la fotogrametría, se toman fotos del terreno en rápida sucesión, también a menudo desde un vehículo aéreo. Estas fotos se analizan para crear un modelo en 3D. La fotogrametría no es tan precisa porque se basa en imágenes 2D para crear un modelo 3D, pero es rápida y barata, y produce modelos que suelen ser bastante fáciles de entender; a diferencia del LiDAR, estas fotos tienen color y textura realista, por lo que es fácil para el ojo no entrenado reconocer cosas como campos, ríos y carreteras.

¿Qué es un dron con tecnología LiDAR?

El LiDAR puede utilizarse en cualquier vehículo aéreo, pero los drones son cada vez más populares. Un dron LiDAR es más maniobrable, capaz de capturar imágenes de mayor resolución y puede desplegarse muy rápidamente. Comparativamente, otros métodos de escaneo LiDAR requieren permisos y licencias adicionales, y siempre existe el riesgo, por mínimo que sea, de que le ocurra algo a un equipo aéreo tripulado.

Las ventajas del LiDAR

Hay una razón por la que esta tecnología se ha extendido tanto. Los beneficios incluyen:

  • Es rápida. El LiDAR capta ráfagas rápidas de luz y puede escanear prácticamente con la misma rapidez con la que el vehículo aéreo es capaz de moverse. Las unidades LiDAR pueden cubrir grandes extensiones de terreno.
  • Es preciso. Cuando se combina con un vehículo aéreo no tripulado, los escaneos LiDAR pueden realizarse a muy poca altura del suelo, tomando imágenes de alta resolución incluso de terrenos muy complejos. Los escaneos LiDAR pueden realizarse en áreas que normalmente serían demasiado peligrosas para ser estudiadas, y los drones son capaces de operar con precisión para obtener los escaneos más exactos.
  • Hay mas de lo que ves a primera vista. Las imágenes fotogramétricas no muestran lo que hay debajo de la maleza o la tela, pero el LiDAR sí. El LiDAR puede ver a través de la tela fina y de las plantas y hojas crecidas, proporcionando así mejores datos topográficos. Sin embargo, hay pocas situaciones en las que un dron LiDAR no sea el método óptimo para la topografía.

Desventajas del LiDAR

Toda tecnología tiene sus limitaciones, incluso el LiDAR. Aunque el LiDAR tiene muchas ventajas, también tiene algunas desventajas, por lo que algunos proyectos optan por utilizar imágenes fotogramétricas en su lugar. La falta de color y textura significa que puede ser difícil interpretar los datos LiDAR sin formación o sin imágenes adicionales superpuestas a los datos.

El LiDAR también requiere un procesamiento interno para obtener los resultados más precisos. Dado que los datos LiDAR son muy complejos, subcontratar el análisis de los datos puede dar lugar a datos inexactos. Además, el LiDAR es más caro que otras soluciones como la fotogrametría.

Puede ser beneficioso trabajar tanto LiDAR como imágenes fotogramétricas. Cuando se utilizan conjuntamente, el LiDAR y la fotogrametría pueden ser extremadamente eficaces.

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