Tecnología LiDAR

LiDAR es el acrónimo de Light Detection and Ranging. Se trata de un sistema láser que permite medir la distancia entre el punto de emisión del láser hasta un objeto o superficie. Para ello, realmente lo que se mide es el tiempo que tarda ese láser en llegar a su objetivo y volver del mismo, y con ello se calcula la distancia entre los dos puntos.

Los componentes principales de los que está compuesto un sistema de medida LiDAR incluyen una plataforma (avión, UAV, automóvil, trípode, mochila, barco, etc.), sistema de escáner láser, sistema GNSS (Sistema de posicionamiento global) e INS (sistema de navegación por inercia, mide la rotación, inclinación y encabezamiento del sistema).

El escáner láser trabaja con dos movimientos: el de la trayectoria de la plataforma (longitudinal) y el del espejo que refleja la luz que llega desde el láser (transversal). Con ellos, es capaz de obtener una nube de puntos del terreno que permite conocer su geografía de manera detallada.

Patrones de escaneo

Un pulso láser emitido puede regresar al sensor como uno o varios retornos. Cualquier pulso láser emitido que encuentre varias superficies reflectantes a medida que viaja hacia el suelo se divide en tantos retornos como superficies reflectoras existen (capacidad multirretorno).

El resultado es que se pueden obtener coordenadas 3D de puntos de múltiples retornos sobre la superficie para conocer el terreno en cuestión.

Clasisficación de los puntos

Clasificación de puntos

Cada punto LiDAR puede tener una clasificación asignada que define el tipo de objeto que reflejó el pulso láser. Los puntos LiDAR se pueden clasificar en varias categorías que incluyen desde el suelo o terreno desnudo, a la parte superior de la vegetación y el agua. Las diversas clases se definen mediante códigos numéricos de enteros en el archivo LAS. Los códigos de clasificación los definió la Sociedad Americana de Fotogrametría y Teledetección (ASPRS) para todos los formatos LAS.

Clases definidas por la ASPRS
Clase Significado
0 Sin clasificar
1 No clasificado
2 Suelo
3 Vegetación baja
4 Vegetación media
5 Vegetación alta
6 Edificación
7 Ruido
8 Clave de modelo
9 Agua
10 Reservado ASPRS
11 Reservado ASPRS
12 Solape
13-31 Reservado ASPRS
Fragmento nube de puntos

Formatos de archivo

La mayor parte de sistemas y aplicaciones LiDAR trabajan con un mismo formato, el formato LAS, cuya especificación ha sido desarrollada por la American Society for Photogrammetry & Remote Sensing (ASPRS), y que se ha convertido en el estándar para trabajar con nubes de puntos LiDAR.

LAS es un formato de archivo público que permite el intercambio de ficheros que contienen información de una nube de puntos tridimensional. El formato LAS es un archivo binario que mantiene toda la información procedente del sistema LiDAR y conserva la misma según la propia naturaleza de los datos y del sistema de captura.

El formato LAS permite el almacenamiento de información adicional junto con cada valor posicional x, y, z. Para cada pulso láser registrado las componentes que se almacenan son: intensidad, número de retorno, cantidad total de retornos, valores de clasificación, pasada a la que pertenece, color (rojo, verde y azul), tiempo GPS, ángulo de escaneo y dirección de escaneo.

Además, otro formato usual para el intercambio de nubes de puntos LiDAR es el formato LAZ, que es un archivo binario obtenido de la compresión de los ficheros LAS.