Cómo leer la ficha técnica de un LiDAR aerotransportado

Cuando llegan tres propuestas para un mismo levantamiento LiDAR, lo habitual es que las tres se vean igual de buenas. Todas mencionan alta precisión, todas prometen entregables completos, todas exhiben una nube de puntos vistosa en la portada. Y sin embargo, con frecuencia no están ofreciendo lo mismo.

La diferencia está en la ficha técnica, y la ficha técnica está escrita en un idioma que rara vez se enseña del lado del cliente. Este artículo es el intento de traducirlo. No para convertir a nadie en especialista, sino para que quien firma la orden de compra pueda hacer las tres o cuatro preguntas que separan una oferta comparable de una que no lo es.

Precisión: la palabra que significa dos cosas distintas

Es el primer número que todo el mundo mira y el que más confusión genera, porque detrás de la misma palabra conviven dos conceptos que no son intercambiables.

La precisión absoluta describe qué tan cerca está tu nube de puntos de las coordenadas verdaderas en el sistema de referencia oficial. Es lo que importa cuando el levantamiento tiene que conversar con estudios previos, con expedientes, con catastro o con otro levantamiento hecho por alguien más.

La precisión relativa describe qué tan consistente es la nube consigo misma: si dos puntos separados cien metros mantienen entre sí la distancia correcta. Un levantamiento puede ser internamente impecable y estar desplazado medio metro respecto del mundo real. Para calcular un volumen entre dos superficies propias eso puede no molestar. Para amarrar un diseño a un eje ya replanteado, es fatal.

La otra parte de la respuesta es el método de verificación. Una precisión declarada sin puntos de control independientes es una intención. Una precisión reportada con residuales contra hitos medidos en campo es un dato.

Densidad de puntos: cuántos, no cuán buenos

La densidad se expresa en puntos por metro cuadrado y describe cuántas medidas tiene el sensor sobre cada porción de terreno. Es una variable distinta de la precisión y conviene no confundirlas: la densidad determina qué tan pequeño puede ser un rasgo que todavía queda descrito, mientras que la precisión determina qué tan bien ubicado está cada punto.

Una densidad baja sobre un terreno complejo produce un modelo que promedia lo que no debería promediar. Un talud de dos metros de ancho descrito por dos puntos deja de ser un talud y pasa a ser una pendiente suave.

La densidad depende de la altura de vuelo, de la velocidad de la aeronave, de la frecuencia de pulsos del sensor y del traslape entre líneas. Esto tiene una consecuencia práctica incómoda: la densidad no es un atributo del equipo, es un resultado del plan de vuelo. Un mismo sensor entrega densidades muy distintas según cómo se vuele.

Retornos: la especificación que decide bajo vegetación

Un pulso láser que encuentra follaje no se detiene necesariamente en la primera hoja. Parte de su energía continúa por los huecos del dosel y devuelve retornos sucesivos. Un sensor capaz de registrar múltiples retornos por pulso permite separar copa, vegetación intermedia y suelo, y de esa separación salen los dos modelos que todo el mundo pide: el MDS de la superficie visible y el MDT del terreno desnudo.

Si tu proyecto está sobre bosque, sobre caña, sobre pajonal alto o sobre cobertura amazónica, el número de retornos deja de ser un detalle de catálogo y pasa a ser el criterio que define si el levantamiento sirve. Lo tratamos en detalle en LiDAR o fotogrametría: cuál necesita realmente tu proyecto.

Las bandas: por qué a un LiDAR se le añade una cámara

Un sensor LiDAR mide geometría, no color. Por eso los sistemas aerotransportados serios vuelan con cámaras métricas integradas, y ahí aparece otra especificación que conviene leer: cuántas bandas registra el sistema fotográfico.

Un sistema de cuatro bandas captura las tres del visible, rojo, verde y azul, más el infrarrojo cercano. Las tres primeras dan la ortofoto a color que cualquiera sabe interpretar. La cuarta es la que abre aplicaciones que el color real no alcanza: la vegetación reflecta el infrarrojo cercano con mucha más intensidad que el suelo o el agua, así que esa banda permite discriminar cobertura vegetal, detectar estrés hídrico, delimitar cuerpos de agua con precisión y sostener análisis multitemporales agrícolas y ambientales.

En nuestros sistemas esa combinación es la norma, y es la razón por la que un mismo vuelo puede alimentar a la vez un diseño de ingeniería y un estudio ambiental.

Cómo se traduce todo esto a unos términos de referencia

La mayoría de los conflictos de entrega que hemos visto nacen de un TdR que pide un levantamiento LiDAR sin decir mucho más. Estos son los puntos que, en nuestra experiencia, hacen que tres ofertas se vuelvan comparables:

1. Precisión requerida, distinguiendo absoluta de relativa y vertical de horizontal, y sobre las condiciones reales del área, no sobre terreno ideal.
2. Densidad mínima de puntos por metro cuadrado, con la exigencia de reportar la alcanzada.
3. Sistema de referencia y amarre a control oficial, con la obligación de documentar los hitos usados.
4. Clasificación de la nube entregada como capa propia, indicando qué clases se exigen: suelo, vegetación baja, media y alta, edificaciones.
5. Formatos de entrega que tu equipo de ingeniería realmente pueda abrir: LAS, DXF, TIF, RPT, y no solo un visor propietario.
6. Reporte de control de calidad con residuales contra puntos independientes y con el método de verificación descrito.
7. Metadatos completos: fecha de vuelo, altura, sensor, configuración, condiciones y cobertura efectiva.

Lo que la ficha técnica no dice

Al final hay una parte del resultado que ninguna especificación captura, y es la que más se nota en la entrega: qué tan bien planificado estuvo el vuelo, qué tan cuidadoso fue el control terrestre, qué tan honesta fue la clasificación de la nube y qué tan completo salió el reporte.

Dos operadores con el mismo sensor pueden entregar productos muy distintos, y no por el equipo. En Global Mapping llevamos más de 26 años operando sensores LiDAR aerotransportados, cámaras métricas digitales, sistemas IMU/GPS y plataformas RPAS en minería, energía e infraestructura, y seguimos convencidos de que la calidad se decide en el suelo y en gabinete, no en el aire.

Si estás armando los términos de referencia de un levantamiento y quieres contrastarlos con alguien que va a tener que cumplirlos, escríbenos. Suele salir más barato conversarlo antes de publicar el requerimiento que después de recibir las ofertas.