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LiDAR: España en 3D

Jorge García Tíscar| September 05, 2015

Es un cliché habitual en cualquier película de espías que se precie: nuestro protagonista accede a un mapa de puntos en 3D que puede representar fácimente montañas, ciudades, edificios, etc. Ciertamente es una licencia artística o una tecnología únicamente al alcance de la CIA... o no!

Recientemente el Instituto Geográfico Nacional ha puesto a disposición del público los primeros resultados de un ambicioso programa público para “escanear” toda España en 3D mediante una tecnología (LiDAR - Light Detection And Ranging) basada en láser aerotransportado. Afortunadamente parece que la tendencia de liberar los datos públicos se va afianzando, y gran parte de los datos del IGN están ya libres para descarga. Combinando estos datos vamos a ofrecer algunos ejemplos del resultado de este “escaneo” de nuestro país.

Información técnica

En primer lugar es necesario indicar que no toda España está disponible todavía. En la siguiente figura se representa la cobertura de datos que se puede descargar actualmente. Este mapa se ha construido representando la malla de cuadrículas LiDAR de 2x2 Km disponible aquí sobre algunas capas vectoriales de la Base Cartográfica Nacional. Toda esta información está en formato shapefile y se ha representado mediante el programa de código libre QGIS.

cobertura

El formato de estos rectángulos 2x2 Km es .laz (LAS comprimido) con una resolución de 0.5 puntos/m\({}^2\). Este formato es uno de los más habituales para trabajar con nubes de puntos 3D. Además, cada punto está coloreado a partir de las fotografías aéreas del PNOA. Se pueden visualizar con herramientas específicas como FugroViewer o convertir a archivos de texto plano con columnas de coordenadas y color (X Y Z R G B).

Ejemplos

A continuación algunos ejemplos concretos para ilustrar la clase de información que podemos obtener. También se muestra el uso de las mallas de referencia para obtener los nombres de los ficheros relevantes:

Valencia: Ciudad de las Artes

En este caso, para localizar el archivo relevante se han representado dos capas de los datos cartográficos del municipio de Valencia, disponibles en la web de datos abiertos de la Generalitat Valenciana, así como la malla LiDAR del IGN. De esta manera es fácil encontrar edificios concretos, en este caso la conocida Ciudad de las Artes y las Ciencias:

mapacaa

Nota: aunque muchos municipios disponen de su cartografía para descarga, es posible también en QGIS superponer el mapa de Google Maps, de tal manera que sea fácil localizar cualquier edificio o punto de interés

Accedemos al centro de descargas del IGN (hay que registrarse pero es gratutito) y buscamos el municipio de Valencia. En la larga lista de archivos que nos salen seleccionamos por ejemplo el archivo PNOA_2009_LOTE8_VAL_726_4372_ORT-CLA-COL.LAZ. Abriéndolo en FugroViewer y seleccionando la vista en 3D la siguiente vista general:

Nube de puntos de la Ciudad de las Artes y las Ciencias

San Sebastián: playa de La Concha

A veces no es necesario una visión tan de detalle, por ejemplo para descargar la cuadrícula correspondiente a la famosa playa de La Concha de San Sebastián, la cartografía general que hemos usado antes nos sirve:

conchamapa

En este caso el fichero a descargar tras buscar en el centro de descargas será el numerado como PNOA_2012_LOTE_PV_580-4796_ORT-CLA-COL.LAZ, mediante el cual podemos generar una vista como la siguiente. Cabe destacar lo útil del coloreado de puntos que ha relizado el IGN en base a las imágenes captadas mediante fotografía aérea:

Nube de puntos de una sección de la playa de La Concha

Santiago de Compostela: catedral

Una de las utilidades más inmediatas de este tipo de datos en 3D es la de poder obtener perfiles de cualquier edificio relevante. En este caso hemos descargado una imagen de la catedral de Santiago de Compostela y la plaza del Obradoiro, que nos permite visualizar el perfil de la famosa fachada y los edificios colindantes:

Nube de puntos del centro de Santiago (izda.) y perfil de la Catedral (dcha.)

Conclusiones

Además de las mostradas, otras de las utilidades de esta clase de información 3D son los estudios de inundación en los que se calcula cómo se distribuiría una masa de agua sobre el terreno y qué zonas presentan mayor peligro. También son vitales para los estudios de propagación de ondas en los cuales se comprueba qué edicios hacen “sombra” a la propagación de señales (radio, TV, móvil, etc.) desde una antena concreta, de tal manera que se pueda calcular mejor el emplazamiento de dichas antenas.

Probablemente serán útiles además en la navegación automática de drones sobre las ciudades, y en muchos otros usos del espacio. En un mundo 3D (dejando aparte dimensiones temporales, plegadas, etc.), a veces un mapa 2D no es suficiente. Y mejor que mejor si dicha información se pone al alcance de todos los ciudadanos y organizaciones como en este caso!

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