El LiDAR, de sus siglas en inglés «Light Detection And Ranging» es una tecnología de teledetección que nos permite dibujar el terreno en 3 dimensiones mediante nubes de puntos utilizando un emisor láser. Una sencilla explicación de qué es un sistema LIDAR la puedes encontrar en este artículo.
Aunque en nuestro blog tenemos mucha información sobre LiDAR, hemos agrupado las preguntas más frecuentes que se nos hace sobre este sistema de teledetección. Si echas en falta alguna, no dudes en preguntarnos en comentarios y ampliaremos este listado.
1. ¿Cuales son los principales usos del LiDAR?
El LiDAR tiene infinidad de usos. Algunos son muy obvios (por ejemplo, la modelización 3D de una superficie), pero se pueden encontrar otros muchos usos que derivan de la generación de productos y subprodutos a partir de la nube de puntos (por ejemplo, cambios temporales en un ecosistema). Entre los principales usos, destacamos:
- Hidrología
- Ordenación de Montes
- Arqueología
- Militar/defensa
- Conservación del Patrimonio Natural y Cultural
- Urbanismo
- Obra Civil
- Riesgos naturales
- Cartografía
- Cambios temporales
- Protección del Medio Ambiente
- Automoción
- Realidad Virtual
2. ¿Qué tipo de dato es el LiDAR?, ¿Son datos vectoriales o raster?
El formato del LiDAR se puede parecer más a un dato vectorial que a un raster. Un LiDAR se puede fácilmente convertir a formato SHP o TXT y cargarlo en un software convencional de GIS como QGIS or ARCGIS (aunque se perderá parte de su información de cabecera y no será un modo eficiente de trabajar con la nube de puntos).
Aunque el LiDAR no sea un formato raster, también se pueden generar rasters a partir de la nube de puntos. Para conocer más sobre el formato LiDAR, así como transformación entre formatos, te recomiendo que eches un vistazo a este post donde hablamos de lormatos LAS y LAZ en LiDAR. Como usar LASzip para convertir uno en otro .
3. ¿Cómo se captura el LiDAR?
Para capturar una nube de puntos, se necesita un sensor. Dependiendo de dónde y cómo se instale este sensor, el LiDAR se puede clasificar en 3 tipos:
- TLS de sus siglas en inglés «Terrestrial Laser Scanning» es una forma de capturar LiDAR en la que se utiliza una plataforma estática sobre el suelo. Generalmente, se usa para crear representaciones tridimensionales de elementos topográficos, rocas, cuevas, vegetación o bienes culturales.
- MLS de sus siglas en inglés «Mobile Laser Scanning» es un tipo de LiDAR que también se captura desde el suelo como el anterior, pero normalmente va adherido a una plataforma móvil, como puede ser un coche. Es ideal para capturar LiDAR en calles, tendidos eléctricos que van paralelos a una carretera, túneles, etc.
- ALS de sus siglas en inglés «Airborne Laser Scanning» es probablemente el más empleado cuando hablamos de capturar grandes extensiones, ya que aquí el LiDAR se captura utilizando aviones, helicópteros o cualquier tipo de vehículo aéreo no tripulado. Este tipo de LiDAR está indicado para inventario forestal, planificación u ordenación del territorio o hidrología, seguimiento de tendidos eléctricos en zonas remotas, modelización urbana, arqueología, etc.
4. ¿Puede el LiDAR atravesar la cubierta de los árboles?
Una de las mayores ventajas que tiene el LiDAR es su capacidad de penetrar la cubierta vegetal, lo cual permite obtener un modelo digital del suelo bajo las copas de los árboles y un modelo digital de las propias copas de los árboles.
Cabe destacar, que esta cualidad del LiDAR lo hace especialmente útil para encontrar objetos ocultos bajo la cubierta vegetal, como por ejemplo edificios, carreteras, puentes, yacimientos arqueológicos e incluso armas.
5. ¿Existe algun software gratuito para visualizar LiDAR?
Uno de los principales problemas que encontramos la primera vez que trabajamos con LiDAR, es que no sabemos cómo podemos visualizar los datos que tenemos. En este otro post te proponemos 7 visores gratuitos para poder ver una nube de puntos LiDAR.
6. ¿Hay algún software open source que pueda utilizar para trabajar con datos LiDAR?
Una vez que hayas visualizado la nube de puntos por primera vez usando uno de los visores gratuitos que te proponemos en la pregunta anterior, te quedarás con ganas de trabajar con la nube de puntos y obtener información a partir de la misma. Para ello, te recomiendo este post donde se ven los programas gratuitos más utilizados para trabajar con LiDAR.
7. ¿Existen fuentes gratuitas para descargar LiDAR?
Muchos países van poco a poco poniendo a disposición del público nubes de puntos del territorio nacional. España es uno de los países más avanzados a este respecto gracias al IGN y al proyecto PNOA LiDAR.
También en España, algunas comunidades autónomas, como es el caso de País Vasco, han puesto a disposición de los ciudadanos un visor web para descargar LiDAR.
En el ámbito internacional, USGS (US Geological Survey) porporciona a través de su web datos LiDAR de Estados Unidos con una resolución superior los datos del proyecto PNOA.
Algunos países en Europa como Noruega, Escocia o Eslovaquia, por citar algunos ejemplos, comienzan a poner a disposición de los usuarios nubes de puntos de todo el país o parte del mismo.
Existen también varias iniciativas de crear un portal con LiDAR de todo el globo terráqueo. Esto puede sonar muy lejano, pero hay que tener en cuenta que ya tenemos imágenes satélite con pocos centímetros de resolución de todo el planeta tierra.
8. ¿Puede el LiDAR trabajar de noche?
A diferencia de la captura de imágenes como las tradicionales orotofotos, el LiDAR puede capturar datos de noche. La razón es que el LiDAR es un sensor óptico activo (a diferencia de una cámara de fotos que necesita luz solar para «ver» los objetos).
El sensor LiDAR transmite rayos láser que se reflejan en los objetos y vuelven al receptor, el cual registra el tiempo que tarda el pulso láser desde que abandonó el sistema LiDAR hasta que regresó, calculando la distancia entre el sensor y la superficie en la cual el láser rebota.
9. ¿Se puede convertir la nube de puntos en un raster?
Como hemos mencionado anteriormente, el formato LiDAR se parece más a un formato vectorial que a un raster, pero eso no significa que no se puedan obtener rasters a partir del LiDAR. Muchos usuarios noveles de LIDAR piensan que únicamente pueden obtener un modelo digital de elevaciones a partir del LIDAR, pero hay muchos otros rasters que se pueden obtener:
- Modelo Digital del terreno
- Modelo Digital de elevaciones
- Modelo Digital de copas de árboles
- Raster de intensidades (útil para teledetección de objetos)
- Raster de densidad de nube de puntos (para detección de cuerpos de agua y validación de datos)
- Raster RGB: Si la nube de puntos está coloreada, se puede crear un raster a partir del RGB
- Por supuesto, rasters derivados de los anteriores, algunos ejemplos:
- Mapa de sombreado
- Pendientes
- Aspecto
- Cuencas de drenaje
- Mapas de visibilidad
10. ¿En qué me puede beneficiar aprender a trabajar con LiDAR?
Si trabajas con datos geoespaciales, el LiDAR te brinda una nueva oportunidad para tener a tu alcance una fuente de datos muy detallada del terreno de la que poder extraer información muy útil e incorporarla a tus análisis espaciales.
Algunos ejemplos serían:
- Si necesitas conocer la altura de los edificios de cualquier ciudad española, ¿cómo lo harías? Gracias al proyecto PNOA LiDAR puedes descargar nubes de puntos de forma gratuita que te permitan obtener la altura de cualquier edificación de la península ibérica y los archipiélagos.
- ¿Necesitas un modelo digital de elevaciones de alta precisión? Las nubes de puntos pueden llegar a ser muy densas, normalmente, el LiDAR aerotransportado puede variar entre 1 ppm y 25-30 ppm (o incluso más), lo cual permite obtener modelos digitales del terreno muy detallados y de alta resolución (incluso por debajo de 50 cm por pixel).
- ¿Eres ingeniero forestal? Entonces, el LIDAR te puede ayudar a gestionar, desde grandes extensiones de masas forestales, a modelizar ejemplares de árboles monumentales que por su singularidad necesitan ser conservados.
- ¿Trabajas inspeccionando tendidos eléctricos? Un sistema LIDAR incorporado a un avión, helicóptero o dron, puede ayudarte en la gestión de riesgos de tendidos eléctricos o simplemente para modelizar catenarias en 3D
- ¿Necesitas obtener el volumen de material extraído de una mina? Capturando LiDAR en intervalos temporales de una misma zona, te puede ayudar a conocer con gran precisión cambios temporales en el terreno.
- ¿Eres topógrafo? El LiDAR también te puede ayudar a realizar levantamientos topográficos de alta precisión.
11. ¿Existe algún curso para aprender a trabajar datos LiDAR con software gratuito y poder obtener productos a partir de nubes de puntos de forma profesional?
¡Estas de suerte! Porque desde Geoinnova, ofrecemos este curso de tratamiento de datos LiDAR en el que trabajamos con una serie de programas gratuitos como CloudCompare, Fugro Viewer, Quick Terrain Reader, FUSION y LAStools (que posee una parte opensource y otra que requiere licencia).
Al finalizar el curso, serás capaz de:
- Entender que es un sistema LiDAR, sus atributos y los metadatos que componen una nube de puntos
- Comprender el formato LiDAR, así como los formatos que existen y como transformar de uno a otro
- Cómo visualizar datos LiDAR
- Validar datos LiDAR
- Crear modelos digitales del terreno, modelos digitales de elevaciones, modelos de copas de árboles
- Crear datos raster y vectoriaeles a partir de nubes de puntos
- Autoclasificar nubes de puntos
- Filtrar datos LIDAR a partir de sus atributos
- Eliminar ruido de una nube de puntos
- Analizar cambios temporales
- Colorear nubes de puntos usando ortofotos
- Calcular la densidad de puntos de un LiDAR
- Georeferenciar una nube de puntos
- Trabajar con los principales software libres del mercado
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