Cobertura LiDAR

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PNOA LiDAR de Andalucía

Ampliar imagen: sensor LiDAR instalado en un avión, estaciones de referencia en tierra, huella de barrido del sensor, etc.

Adquisición de datos LiDAR y componentes

Las nubes de puntos obtenidas con sensores LiDAR son una importante fuente de información para un gran números de aplicaciones ambientales.

Los sensores LiDAR pueden ir instalados sobre plataformas satelitales (como el proyecto GEDI de la NASA), aerotransportadas (avión, helicóptero o drone), sobre vehículos rodados (mediante tecnología Mobile Mapping) o sobre bases o estaciones fijas (tecnología TLS “Terrestrial Laser Scanning”). Actualmente el PNOA desarrolla sus coberturas territoriales con sensores LiDAR aerotransportados en aviones, equipados con importantes sistemas auxiliares.

Estos sensores capturan millones de puntos de la superficie observada con una alta densidad y precisión. Emiten un pulso láser que rebota en los elementos que encuentra en su camino, regresando al sensor en uno o varios retornos en función de las veces que rebote el pulso emitido. De cada retorno se obtiene la posición del punto donde ha rebotado (coordenadas X, Y, Z), permitiendo la definición geométrica de los objetos observados sobre la superficie terrestre, incluido el terreno. Esta definición geométrica será más o menos precisa en función de la densidad de puntos capturados, es decir, del número de puntos por metro cuadrado obtenidos.

Además de la posición, cada punto puede almacenar también otros atributos como la intensidad del láser, la clasificación del punto o tipo de cubierta (suelo desnudo, agua, vegetación, edificio, etc.) y un color asignado (por ejemplo, un RGB obtenido de imagenes adquiridas simultáneamente, ortofotografías,...), entre otros. 

PNOA-LiDAR es un proyecto liderado por el Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana, a través de la Dirección General del Instituto Geográfico Nacional, el Centro Nacional de Información Geográfica y ENAIRE, que se desarrolla de manera coordinada con otros ministerios y las Comunidades Autónomas.

El objetivo del proyecto PNOA LiDAR es cubrir todo el territorio nacional mediante nubes de puntos con coordenadas X,Y,Z obtenidas mediante sensores LiDAR aerotransportados.

PNOA LiDAR de Andalucía

Desde esta línea de trabajo Rediam se aborda la cobertura PNOA LiDAR de Andalucía y también se desarrollan coberturas locales ó recopilación, normalización e integración de coberturas locales desarrolladas por otros centros productores. Así mismo, se lleva a cabo la explotación de todos estos datos en aplicaciones ambientales.

Coberturas y explotación de todos estos datos en aplicaciones ambientales:

Ampliar imagen: tabla en la que se muestra la comparativa entre las diferentes coberturas para Andalucía

Tabla en la que se muestra la comparativa entre las diferentes coberturas para Andalucía

En Andalucía, las dos primeras coberturas se han llevado a cabo por colaboración de la Consejería competente en materia de medio ambiente (Rediam). La coberturas siguen por orden, la siguiente evolución:

  • La primera cobertura a nivel nacional se realizó entre los años 2009 y 2015, con una densidad mínima de 0,5 puntos/m2. Con la actualización de esta cobertura se pretende mejorar la resolución de captura de puntos sobre el terreno así como la precisión altimétrica.
  • La segunda cobertura se realizó entre 2015 y 2021 con una densidad de 1,5 puntos/m2.
  • La tercera cobertura, en desarrollo, a realizar entre 2022 y 2025 en todo el ámbito nacional, tendrá una densidad de 5 puntos/m2.

Puedes consultar la tabla en la que se muestra la comparativa entre las diferentes coberturas para Andalucía: Tabla JPG ( 0,1 MB)

Asignación de clases de los puntos de la nube LiDAR representadas en una tabla para cobertura PNOA LiDAR Andalucía

Asignación de clases de los puntos de la nube LiDAR. Izquierda: Leyenda considerada por ASPRS. Derecha: Leyenda considerada para 2ª cobertura PNOA LiDAR Andalucía.

Para que las nubes de puntos tengan aplicabilidad, deben pasar por una serie de procesamientos tras su captura: 

  1. Ajuste geométrico y control de calidad del vuelo y las nubes de puntos.
  2. Cambio de datum de la coordenada Z (de altitudes elipsoidales a ortométricas).
  3. Asignación de color a partir de ortofotografías PNOA.
  4. Clasificación automática y mejora de la misma (a partir de la 2ª cobertura).

Asignación de clases de los puntos de la nube LiDAR:

Coloreada por elevación. (Repres. 2D)
Coloreada por elevación. (Repres. 2D)

Según altura sobre el terreno (Repres. 3D)
Según altura sobre el terreno (Repres. 3D)

Según intensidad LiDAR
Según intensidad LiDAR

Coloreada según ortofoto coetánea (2D y 3D)
Coloreada según ortofoto coetánea (2D y 3D)

Los datos LIDAR se distribuyen en ficheros digitales de 2x2 km2 de extensión. El formato de descarga es LAZ (formato comprimido de ficheros LAS). El sistema geodésico de referencia es ETRS89 y proyección UTM huso 30 extendido para toda la región. Los datos se proporcionan con coordenada Z corrrespondiente a las altitudes Ortométricas.

En el marco competencial de la/s Consejería/s con atribuciones en materia de medio ambiente y agua, surge la necesidad de acometer proyectos de adquisición de información LiDAR en ámbitos locales, gracias a la capacidad de los sensores LiDAR de caracterizar la geometría del terreno y de todos sus elementos con gran detalle y precisión en ámbitos de interés.

La información LiDAR sobre ámbitos locales responde a distintas fechas y resoluciones (densidades) en función del objeto del proyecto. Los procesos seguidos para el desarrollo de coberturas locales son similares a las desarrolladas para PNOA LiDAR.

A continuación, se muestra un visualizador con la localización de los proyectos existentes. Es importante considerar:

Visualización del servicio WMS de Localización geográfica de Nubes de Puntos LiDAR de proyectos de ámbito local:

Ampliar imagen: esquema de figuras representando una imagen de nube de puntos de elevación y sus resultados en modelos digitales de elevaciones

Nubes de puntos y productos derivados de cobertura LiDAR

A partir de las nubes de puntos LiDAR se generan de forma directa, entre otros, los siguientes productos en ficheros de 2x2 km2 (en el caso de PNOA-LiDAR) o en ficheros de 1x1 km2 (en el caso de proyectos locales):

  • MDE - Modelos Digitales de Elevaciones, que conforman las bases de referencia altimétrica:
    • MDT - Modelo Digital del Terreno
    • MDS - Modelo Digital de Superficie
    • MDHN - Modelo Digital de Alturas Normalizadas de la vegetación y otros elementos sobre la superficie del terreno.
  • Mapas de Sombras.
  • Mapas de Pendientes.
  • Parámetros dasométricos como soporte a los inventarios forestales.

Las nubes de puntos y los productos derivados de las mismas tienen múltiples aplicaciones.

Entre las principales, además de la generación de Modelos Digitales de Elevaciones, del Terreno, de Superficie (con vegetación y edificios), Modelos de altura normalizada, etc. se encuentran:

  • Caracterización del medio hídrico y mitigación de desastres (inundaciones)
    • Análisis de cuencas hidrográficas. Determinación de cuencas.
    • Modelización Hidrológica. Mapas de Peligrosidad y Riesgo de inundaciones. 
    • Cartografía de Dominio Público Hidráulico.
    • Simulación hidráulica en Tramos fluviales urbanos y obras hidráulicas. Cartografía de inundaciones.
    • Zonas de inundación: llanuras de inundación. Gestión de plantaciones forestales en llanuras de inundación.
    • Balance sedimentario en barras e islas a lo largo del cauce.
    • Vegetación de riberas. Paisajismo y restauración fluvial.
  • Aplicaciones forestales
    • Clasificación, parametrización y cartografía de masas forestales: altura de la vegetación, cobertura, rodalización en repoblaciones, cartografía de combustibles, análisis del riesgo de incendio,…
    •  Inventario forestal: existencias, calidad de estación, intervenciones selvícolas, estimación de biomasa,…
    • Evaluación del grado de afección de incendios sobre masas forestales.
  • Aplicaciones cartograficas, ingenieria civil
    • Cartografía de alto detalle para obras civiles. Planificación de proyectos.
    • Caracterización y evolución de canteras.
    • Cubicaciones (grandes infraestructuras y edificios).
    • Modelo de Elevaciones para Ortorectificación de imágenes.
  • Gestion de desastres
    • Control de deformaciones y deslizamientos de ladera
  • Visibilidad y paisajismo
    • Análisis de visibilidad. Vigilancia en el medio forestal frente a incendios forestales.
    • Análisis de visibilidad. Paisajismo (Cartografía de Paisajes de Andalucía).
  • Aplicaciones urbanas
    • Caracterización urbana (alturas de edificios,…).
    • Análisis de la evolución y crecimiento de las ciudades.
    • Policía urbana: detección de zonas urbanizadas ilegalmente (detección de construcciones dentro de un área de protección).
  • Aplicaciones en ambito litoral
    • Determinación de línea de costa y apoyo al dominio público marítimo terrestre.
    • Erosión y dinámica litoral. Alteraciones en playas tras temporales: cartografiado de la costa y de su evolución.
    • Caracterización batimétrica del litoral. Cartografía de fondos marinos.

Nubes de puntos de cobertura LiDAR. Ejemplo de visualización por rangos de altura de los puntos:

Coberturas LiDAR. Detalle 2D
Coberturas LiDAR. Representación en  2D

Coberturas LiDAR. Detalle 3D
Coberturas LiDAR. Representación en 3D

Descarga nubes de puntos LiDAR y datos del territorio

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