MOBILE MAPPING: INVENTARIO MASIVO DE INFRAESTRUCTURAS.

• Con la aparición de la tecnología Mobile Mapping, consistente en el fotografiado y escaneo integral de la trayectoria de un vehículo dotado de sensores de posicionamiento y captura, se descubre la forma de traer la realidad observada en campo al gabinete, en forma de nubes de puntos métricas e imágenes esféricas. Esto nos permite realizar cualquier inventario georreferenciado y caracterizado en 3D. En esta entrada intentaremos exponer la metodología desarrollada para la realización y mantenimiento de inventarios de redes de servicio/infraestructura/mobiliario utilizando estas técnicas junto con sus aspectos principales: recopilación de redes, definición del modelo de datos, levantamiento, digitalización de elementos visibles a partir de los datos 3D y trabajo de campo pie de calle para armonización de datos/control de calidad.

• La gestión de las redes de servicio e infraestructura y el mobiliario urbano es una necesidad que tienen las administraciones locales y las empresas de servicio para la optimización de los recursos. La gestión de las mismas se realiza mediante sistemas informáticos de manejo de activos, soportados por diferentes tecnologías, necesitando en todos los casos un  posicionamiento/inventario y caracterización de los elementos a gestionar. Este el camino hacia la ciudad inteligente: conseguir ver claramente "que es lo que tengo, donde está, en que estado y como tengo que mantenerlo para que sea mas eficiente" (Norma UNE-178303).

• Cada Entidad Local realizará su propia clasificación de activos de acuerdo a su Sistema de Gestión de Activos de la Ciudad. A continuación, se enumeran diferentes activos ya que independientemente del tamaño y configuración de las ciudades hay muchos elementos, instalaciones, infraestructuras y construcciones que son comunes:
1. Inmuebles
• Terrenos (fincas naturaleza urbana y fincas de naturaleza rustica)
• Construcciones y edificaciones
2. Vía pública
• Pavimentos (calzada, aceras, encintados…)
• Señalización (horizontal, vertical, placas de calles, paneles…)
• Mobiliario (Bancos, papeleras, bolardos, vallas, paradas de bus, parquímetros, columpios)
• Parques (árboles, arbustos, césped, flores, fuentes…)
• Publicidad (postes informativos, vallas..)
3. Infraestructura pública
• Alumbrado (Centro de mando, luminaria, columna, canalización, cableado, arqueta, contador)
• Distribución agua (grupo de presión, tubería, llave, arqueta, puntos de suministro, contador)
• Saneamiento (Bombeo, pozos, conducción, registros, sumideros, imbornales)
• Instalación semafórica (Semáforo, radar, paneles, columnas, canalización, centro de mando)
• Residuos (diversos tipos de contenedores)
• Riego (Aspersor, goteo, difusor, tubería, electroválvulas…)
• Tecnológicas (Cámaras CCTV, WIFI, Sensores…)
4. Mobiliarios
• Vehículos, maquinaria, útiles y herramientas.
• Mobiliario de edificios, electrodomésticos, equipos de oficina, equipos informáticos.
• Equipamiento específico (deportivo, cultural, sanitario, policial…).
5. Otros.
• Valores mobiliarios, créditos y derechos.
• Semovientes.
• Derechos reales.
• Bienes y derechos revertibles.
• Una vez puesto lo anterior de manifiesto (que datos debemos intentar recoger con nuestros sistemas de inventario) pasamos a puntualizar los fundamentos del MOBILE MAPPING:
• Dicha tecnología como hemos dicho se consigue mediante fotografía/escaneo de un trayecto recogido por un conjunto integrado de sensores, como pueden ser cámaras fotográficas, escáneres láser, Radar, Lidar, etc. normalmente montado en un coche o todo terreno, aunque también puede ir sobre una persona con una mochila, barco, ferrocarril, etc.

• Los sistemas que conforman un equipo Mobile Mapping son/pueden ser los siguientes:

1. Sistema de posicionamiento global (GNSS), proporciona la posición de la trayectoria del vehículo. Los datos pueden ser tomados en tiempo real (RTK) o realizar postprocesos.
2. Sistema de Navegación Inercial (INS), mide las velocidades angulares y las aceleraciones, para poder mejorar la posición del sistema GNSS.
3. Escáner láser, mide la posición de millones de puntos de la trayectoria del vehículo. Pueden existir diferentes configuraciones en cuanto a los láser: diferente número de escáneres, diferente orientación de los mismos. Esto depende del tipo de escáner que se utilice y de qué manera tome los datos.
4.  Cámara fotográfica, que obtiene imágenes de la trayectoria del vehículo, por distancia recorrida (cada 5 metros, por ejemplo) o por tiempo. Existen cámaras de diferentes resoluciones, desde 2 Mgp hasta 5 Mgp por objetivo. También pueden ser cámaras métricas o cámaras panorámicas de 360º.
5. Opcionalmente se pueden utilizar odómetros para medir la distancia recorrida por el vehículo, para asegurar el disparo de la cámara por distancias y contribuye la distancia medida, a mejorar el posicionamiento de la trayectoria del vehículo.

• Los diferentes sensores integrados, tienen medidos los offsets al centro geométrico del equipo, al cual va referida la posición de la trayectoria. Así mismo, para calcular la posición de las imágenes y nubes de puntos respecto a la trayectoria calculada, es necesario medir la marca de tiempo o “time stamp” con precisión para que tanto las imágenes y las nubes de puntos estén perfectamente georreferenciadas. Así mismo este aspecto es fundamental, para dotar de color a la nube de puntos, a partir de los pixeles de las imágenes.
• Los principales fabricantes de equipos Mobile Mapping son: 3DLaserMapping, Riegl, Optech, Trimble, Vexcel, LIdarUSA, Topcon, Leica, Mandli, EarthMine, Horus, Cyclomedia, Siteco, Zoler+Frohlich, NcTech.
• En función de la densidad de puntos y la precisión en el posicionamiento de la trayectoria que permitirá posicionar las imágenes y nubes de puntos, los sistemas Mobile Mapping se dividen en:
• a).-Mobile Mapping Surveying o topográfico, para precisiones superiores a 5 cm en el posicionamiento de los datos y una densidad de nube de puntos de más de 100 ptos por m2. Pertenece a esta categoría el equipo Leica Pegasus2, con más de 500 ptos por m2 y una precisión mejor que 5 cm en absoluto y mejor que 2 cm en relativo.
• b).-Mobile Mapping GIS o de inventario, para precisiones superiores a 20 cm en el posicionamiento de los datos y una densidad de puntos entre 30 y 100 ptos por m2. Pertenece a esta categoría el equipo Topcon IPS-2, con más de 100 ptos por m2 y una precisión absoluta entre 5 y 10 cm y relativa de algún centímetro.
• En los procesos citados diferenciaremos la captura y el procesamiento de los datos Mobile Mapping, la extracción de datos, que puede ser manual o automática (mediante algoritmos de reconocimiento de imágenes)y por último la explotación de los datos, mediante Sistemas de Información Geográfica.
• El líder mundial en software para la explotación de datos Mobile Mapping es Orbit GeoSpatial Technologies, que permite cargar datos de cualquier fabricante y dispone de un portfolio de herramientas para la producción de datos destinados a empresas suministradora de estos servicios, así como para la explotación y realización de inventarios y publicación de panoramas y nubes de puntos en entornos web.
• Para testear los datos recogidos por esta tecnología he solicitado una demo de los servicios de un proveedor de este tipo de datos como es CYCLOMEDIA --> os recomiendo testear su web para enredar y ampliar conocimientos. En España tan solo tiene recorridos en algunas grandes ciudades para dar a conocer sus bondades. En este caso podemos ver los datos recogidos por uno de estos dispositivos M.M. en la ciudad de Zaragoza.

• Cuando hacemos zoom podemos ver que en el casco antiguo de la ciudad junto al Ebro se han recogido toda la bateria de datos. Como se trata de una demo es posible la descarga parcial masiva  y otras funciones de medición/reconocimiento. Apreciamos (abajo) vista de planta, cámara 3D y nube de puntos Lidar.

• En el gif inferior se han realizado mediciones sobre las capturas en verdadera magnitud tanto de distancia, altura y elevación. También se pueden consultar otras magnitudes como superficie, ubicación etc. Quedan evaluadas y registradas dichas mensuras junto con las precisiones obtenidas (desviaciones standard) --> recordemos que en este caso se trata de un levantamiento para GIS/inventario.

• Aunque el potencial de los levantamientos Mobile Mapping reside sobre todo en procesar los datos de manera semiautomática mediante software de reconocimiento o I.A. para efectuar inventarios u obtención de cartografía  de manera masiva --> también podemos explotar los datos lidar que recogen los dispositivos instalados. Se ha realizado una consulta para descarga de nube de puntos de la zona urbana reflejada en la captura inferior.

• A las 24 horas de la solicitud se recibe un correo con un enlace a descarga de fichero *.laz. en este caso en particular la zona englobaba 2 teselas de nubes de puntos de dimensiones 50 x 50 m ( aprox 40 mb - 8 millones de puntos cada fichero - georreferenciadas en EPSG: 25830). Podemos visualizar ambos ficheros con el software 3DRESHAPER o con Photoscan de Agisoft.

• Aunque la densidad de puntos por m2 no es la adecuada y tampoco disponemos de mucha mas información incluso podemos intentar modelar la nube (a titulo de curiosidad) obteniendo algo orientativo:

• Esta ha sido una primera aproximación a la tecnología citada. El kit de la cuestión y lo interesante sería el proceso de explotación/cálculo de los datos recogidos --> que podemos hacer con todo esto y a quien le es útil. Entiendo que tal herramienta deberá estar incluida siempre dentro de un producto "llave en mano" GIS/Cartografía /Inventario para organizaciones locales/estatales --> mas allá de esto y para el resto de los mortales demasiada info que masticar....
• Hasta la próxima.
• By Rah..