Nube de puntos: qué es, cómo se obtiene y para qué sirve

¿Qué es una nube de puntos?

Un equipo de diseño debe ampliar una planta industrial. Tiene los planos de hace quince años y una visita de obra con cinta métrica. En la primera semana de montaje aparece una tubería que cruza justo donde iba la estructura nueva. Nadie la había dibujado. Si antes de diseñar hubieran tenido un escaneo láser de la planta, la habrían visto en el computador, la habrían medido y habrían movido la estructura en el papel, no en la obra.

Responder qué es una nube de puntos es sencillo: es un conjunto de millones de puntos medidos en tres dimensiones que copian las superficies de un objeto, un edificio o un terreno. Cada punto tiene una posición (coordenadas X, Y y Z) y, casi siempre, otros datos: qué tan fuerte volvió el láser (intensidad), de qué color era la superficie, si fue el primer o el último eco del pulso, a qué clase pertenece (suelo, vegetación, edificación) y en qué instante se midió.

Vista de lejos, parece una fotografía en 3D. Vista de cerca, son puntos sueltos separados por milímetros o por centímetros. Esa separación, junto con la exactitud de cada punto, define para qué sirve.

Hay dos grandes formas de obtenerla:

• Por escaneo láser 3D (LiDAR): un equipo emite pulsos de láser, mide cuánto tardan en volver y calcula la distancia. Así se forma una nube de puntos LiDAR. El equipo puede ir en un trípode, en la mano, en un dron, en un avión o en un vehículo.
• Por fotogrametría: un programa calcula la posición 3D de cada detalle que aparece en varias fotos traslapadas.

No es un plano ni un modelo: es la medición. Si la medición tiene errores, los planos, modelos y volúmenes que se hagan encima los heredan. Si es nuevo en el tema, empiece por qué es LiDAR.

Cómo saber si una nube de puntos sirve para su proyecto

Dos nubes pueden verse igual de bonitas en pantalla y tener una calidad muy distinta. Antes de aceptar una, o antes de pedirla, conviene hacerse seis preguntas.

• ¿Para qué la voy a usar? No es lo mismo calcular volúmenes de un acopio que modelar una fachada en BIM o medir deformaciones de una estructura. El uso define todo lo demás.
• ¿Qué exactitud necesito? Pídala en centímetros y al 95 % de confianza, separando la exactitud absoluta (posición frente a coordenadas) de la relativa (medidas entre puntos cercanos). La escala LOA del USIBD ayuda a no discutir con adjetivos.
• ¿Qué densidad necesito? El espaciamiento entre puntos debe ser menor que el detalle más pequeño que quiere ver o modelar. Más densidad no siempre es mejor: pesa más y no mejora la exactitud.
• ¿En qué sistema de coordenadas está? En Colombia, lo recomendable es MAGNA-SIRGAS con el Origen Único Nacional CTM12, y con alturas declaradas (elipsoidales u ortométricas).
• ¿Viene clasificada? La clasificación de nube de puntos separa suelo, vegetación, edificaciones, agua y ruido. Sin ella no hay modelo digital de terreno confiable.
• ¿En qué formato llega? Los formatos de nube de puntos más útiles son LAS o LAZ para terreno y E57 para edificaciones. Un formato cerrado puede dejarlo atado a un solo programa.

Como regla práctica, la tecnología de captura se elige así:

• Edificios, plantas industriales e interiores: escaneo láser 3D terrestre o portátil SLAM. En edificaciones, con escáner portátil, Deer trabaja con tolerancias de 1 a 3 cm según el entorno, el recorrido y el alcance.
• Terrenos, corredores y grandes áreas, sobre todo con vegetación: nube de puntos LiDAR desde dron o avión. Con LiDAR en dron la tolerancia típica es de ±3 a 5 cm.
• Áreas abiertas, sin vegetación densa, donde importa la imagen: fotogrametría con dron, con tolerancia típica de ±5 a 10 cm.
• Vías y calles largas: LiDAR móvil (mobile mapping) desde un vehículo.

Una buena nube siempre llega con tres cosas además del archivo: un informe de registro con sus residuales, la exactitud verificada con puntos de chequeo independientes y una memoria técnica con fechas, equipos y limitaciones. Si falta alguna, no hay forma objetiva de saber cuánto confiar en ella.

En Deer capturamos con LiDAR en dron y escáner láser portátil, y entregamos todo en nuestro geovisor. Vea cómo trabajamos en levantamiento topográfico con drones y LiDAR y en levantamiento arquitectónico y escaneo láser 3D de edificios. Si duda entre tecnologías, lea la guía LiDAR o fotogrametría.