Ciudades 3D

Además de la visualización recreativa y comercial (navegación, turismo, comunicación pública, etc.), los modelos 3D de ciudades permiten análisis técnicos en ámbitos como:

• las telecomunicaciones, para la distribución de antenas de telefonía móvil donde generen mayor cobertura,
• la electricidad, a la hora de situar paneles solares y optimizar el alumbrado público,
• el medio ambiente, para modelar la contaminación acústica y luminosa,
• la planificación territorial y la arquitectura,
• la gestión de estructuras y elementos subterráneos,
• la preservación de monumentos,
• la prevención de riesgos y protección civil.

Precisamente la mayoría de estas aplicaciones necesitan una elevada precisión y completitud, y adicionalmente información alfanumérica sobre los elementos que se incluyen (material, propietario ...). En consecuencia, más que utilizar una simple representación gráfica, lo realmente necesario son datos 3D precisas, con un modelo de datos óptimo y una georreferenciación de calidad.

De hecho, se pueden distinguir varios niveles de detalle (LOD, del inglés Level Of Detail), habitualmente clasificados entre LOD0 y LOD4, aunque en modelos 3D de ciudades se trabaja entre LOD1 y LOD3. En cualquier caso, la aplicación final indicará qué utilizar: en unos casos es suficiente la simple representación con bloques rectangulares, pero en otros se requieren detalles más complejos.

 

Alternativas

La solución más extendida para generar modelos 3D de ciudades, con un nivel de detalle medio, consiste en la realización de vuelos fotogramétricos y restitución (generación de datos 3D), mejorada con técnicas de correlación automática. Además, esta solución provee directamente las imágenes para dar textura al modelo, incluso de fachadas si se obtiene un número elevado de fotografías o si se hacen en oblicuo, pero el tiempo de proceso que requiere es bastante elevado.

Otra solución más fácil de automatizar pasa por utilizar LiDAR, haciendo posible la extracción directa de edificios (se trabaja con puntos 3D) para generar el modelo. Desafortunadamente no aporta las imágenes para aplicar texturas, pero en muchas aplicaciones estas son opcionales.

Similar al LiDAR, también se podría utilizar radar, teniendo en cuenta que cubre más territorio de golpe pero con menos precisión, es decir, recomendado cuando la frecuencia de actualización es prioritaria.

La solución más completa, pues, pasaría por una combinación de vuelo fotogramétrico y LiDAR, incluyendo los procesos que caracterizan ambos métodos.

En cualquier caso, un modelo de mucho detalle necesita trabajos de taquimetría y fotografía a pie de calle, aunque también se recomienda en zonas de ocultaciones (calles estrechas, grandes terrazas ...).

 

Descripción de la solución

Aunque el ICGC puede emplear el método que mejor se adapte a cada planteamiento, suele optar por la solución combinada, aprovechando el mismo vuelo para obtener fotografías y puntos LiDAR.

Aparte de la obtención de datos, también es posible adaptar la estructura del modelo, aspecto importante en aplicaciones que van más allá de la simple visualización.

El ICGC dispone de mecanismos que automatizan buena parte de los procesos fotogramétricos, incluyendo georreferenciación, proceso de imagen, correlación, y aplicación de texturas. De hecho, algunos de los algoritmos han sido desarrollados a medida por el mismo ICGC.

En cuanto al LiDAR, el ICGC conoce en profundidad los requerimientos para obtener los resultados esperados, y aplica procesos que automatizan tanto la extracción de edificios como la previa georreferenciación y clasificación de puntos.

En todos los casos, los procesos automáticos siempre van acompañados de revisiones manuales y obtención de informes estadísticos. Evidentemente, un producto de precisión requiere de un control de calidad exhaustivo.

Cabe destacar el estudio que el ICGC ha llevado a cabo en relación con los modelos 3D de ciudades, permitiendo la selección de formatos (GML3, CityGML, DAE ...), de estructuras de datos, de software, etc., en función de las necesidades que se plantean.

 

Proyectos realizados

• Gray 3D buildings en Google Earth.
• Modelo de Vilafranca del Penedès; Barcelona Media
• Modelo de Riudoms; Virtuelcity

 

Aplicaciones relacionadas

• Ortofoto estricta
• Contaminación lumínica
• Eficiencia energética de construcciones