Qué es LiDAR y cómo funciona

Qué es LiDAR

LiDAR viene del inglés Light Detection and Ranging: detección y medición por luz. Un sensor LiDAR emite pulsos de luz láser, mide cuánto tardan en rebotar en una superficie y volver, y con ese tiempo calcula la distancia.

Si a esa distancia se le suma la posición y la orientación exactas del sensor en cada instante, se obtiene la coordenada de cada punto medido. Repetido cientos de miles de veces por segundo, el resultado es una nube de puntos: una representación en 3D del terreno, de un edificio o de una vía, hecha con mediciones reales.

Cómo funciona un sensor LiDAR

Un sistema LiDAR tiene tres componentes que trabajan juntos:

1. El láser y el receptor. Emiten el pulso y registran su regreso.
2. El posicionamiento. Un receptor GNSS (GPS y otras constelaciones) indica dónde está el sensor.
3. La unidad inercial (IMU). Mide la inclinación y el giro del sensor en cada momento.

Con estos tres datos, el software calcula la posición de cada punto. Para que las coordenadas coincidan con la cartografía oficial, el levantamiento se amarra con GNSS RTK/PPK a un sistema de referencia, como MAGNA-SIRGAS en Colombia, y se valida con puntos de control en tierra.

Los retornos múltiples. Un pulso láser que cae sobre un árbol puede rebotar en varias hojas y, en parte, llegar al suelo. El sensor registra varios retornos de un mismo pulso. Al separar los retornos del suelo de los de la vegetación, se obtiene el relieve real aunque el bosque lo cubra. Esta es la gran ventaja del LiDAR frente a la fotografía.

Tipos de LiDAR según la plataforma

• LiDAR aéreo con dron. Para áreas puntuales: predios, minas, laderas, corredores cortos. Vuela bajo y logra alta densidad de puntos.
• LiDAR aéreo con avioneta. Para grandes corredores o extensiones. Cubre más área por día.
• LiDAR terrestre portátil (SLAM). Un operador camina con el escáner. SLAM significa localización y mapeo simultáneos: el equipo calcula su posición mientras mide, sin estaciones fijas. Sirve para interiores, plantas industriales, bodegas y obras.
• LiDAR terrestre estático. El escáner se ubica en un trípode y mide desde varias estaciones.
• LiDAR móvil (mobile mapping). El sensor va sobre un vehículo y escanea vías y fachadas mientras circula.

Los sensores LiDAR también están en celulares y autos, pero su alcance y precisión son distintos a los de los equipos de topografía.

Qué se obtiene de un levantamiento LiDAR

• Nube de puntos clasificada (LAS/LAZ): cada punto etiquetado como suelo, vegetación, edificación, etc.
• Modelo digital del terreno (MDT): el relieve sin vegetación ni construcciones.
• Modelo digital de superficie (MDS): el relieve con todo lo que hay encima.
• Curvas de nivel y perfiles longitudinales y transversales.
• Detección de infraestructura: postes, torres y edificaciones.
• Volúmenes de acopios, cortes y rellenos.
• En edificios, la nube es la base para planos y para un modelo BIM en Revit.

Qué precisión tiene el LiDAR

La precisión depende del sensor, de la plataforma, de la altura de vuelo y del amarre a puntos de control. Como referencia, estos son los rangos con los que trabaja Deer:

• LiDAR aéreo con dron: precisión típica de ±3 a 5 cm.
• Escáner portátil SLAM: de 1 a 3 cm, según el entorno y el recorrido.

Un levantamiento serio documenta la precisión obtenida: se compara contra puntos de verificación independientes y se entrega un reporte.

LiDAR vs fotogrametría

La fotogrametría reconstruye el terreno a partir de fotografías. El LiDAR lo mide con láser. No compiten: se complementan.

Regla práctica: si hay vegetación densa o necesita un modelo del terreno muy exigente en altura, use LiDAR. Si el área está despejada y necesita sobre todo una imagen detallada, la fotogrametría es más económica. Muchas veces se vuelan ambas.

Para qué se usa el LiDAR

• Infraestructura vial: diseño de vías y puentes, inventario de corredores.
• Energía: líneas de transmisión, parques solares y eólicos.
• Acueductos y alcantarillados: trazados por gravedad, pendientes y cuencas.
• Gestión del riesgo: manchas de inundación, rondas hídricas y remoción en masa.
• Minería y obras: volúmenes y avance de movimiento de tierras.
• Predios y catastro: linderos, cabidas y actualización predial.
• Edificación y BIM: levantamiento de edificios existentes y Scan to BIM.
• Ambiente: el terreno bajo bosques y selvas.

Ejemplo real: en la selva del Darién, en Panamá, un vuelo LiDAR con dron registró 571 millones de puntos bajo el dosel y entregó un modelo del terreno depurado de vegetación, donde la fotogrametría no habría visto el suelo.

Qué información necesita para cotizar un levantamiento LiDAR

• El polígono o KMZ del área.
• La precisión requerida.
• Los entregables esperados (MDT, curvas, nube, planos).
• El uso final de la información.
• Las condiciones de acceso.

El valor depende sobre todo de las hectáreas o kilómetros, de la precisión exigida y de la logística. En Colombia, la operación de drones requiere autorización de la Aerocivil, que tramita el proveedor.