El sistema back-pack mapping: un nuevo paradigma para la digitalización 3D de construcciones históricas

El grupo de investigación TIDOP apuesta por los sistemas back-pack mapping como soluciones para la digitalización 3D de complejas construcciones históricas.

Una de las piezas fundamentales para la conservación preventiva de construcciones históricas es la digitalización 3D. Proceso, que en muchas ocasiones resulta tedioso de llevar a cabo por métodos convencionales como el sistema láser escáner terrestre o la fotogrametría. Frente a estos sensores, la innovadora tecnología back-pack mapping ofrece un conjunto de ventajas que hacen posible esta digitalización:

  • Rápida adquisición de datos con rendimientos muy superiores al resto de tecnologías.
  • Posibilidad de digitalizar entornos cerrados y sin luz como cuevas o túneles.
  • El bajo tiempo de post-procesado siendo posible disponer de una forma automática de una digitalización 3D del patrimonio.
  • Amplia versatilidad pudiéndose equipar en pértigas, sobre vehículos, etc.

Tomando como base esta limitación y las ventajas ofrecidas por los novedosos sistemas back-pack mapping, el grupo de investigación TIDOP de la Escuela Politécnica Superior de Ávila (Universidad de Salamanca) se encuentra actualmente, dentro del marco del proyecto europeo HeritageCARE (Conservación y monitorización preventiva del patrimonio histórico y cultural) de la convocatoria Interreg V-B SUDOE, envuelto en el desarrollo de protocolos de toma y tratamiento de datos provenientes de sistemas back-pack mapping para la digitalización 3D de construcciones históricas. Datos que posteriomente serán empleados para la confección de planos, secciones e incluso para la ayuda en la conservación de construcciones históricas.

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¿Prometedora verdad? Para más detalles acerca de los avances experimentados en el proyecto europeo HeritageCARE consulte: Proyecto HeritageCARE

Revela-Duero: Nueva herramienta basada en software libre para el control del riego y clasificación de cultivos en la cuenca del Duero.

El grupo de investigación TIDOP desarrolla una herramienta para controlar el uso que los regantes de la Confederación Hidrográfica del Duero (CHD) hacen de los recursos hídricos dentro del marco del proyecto nacional “Implementación de un sistema de análisis de imágenes de observación de la tierra para la determinación de las parcelas regadas en la Cuenca del Duero y estimación de cultivos”.

El proyecto nacional, promovido por la Confederación Hidrográfica del Duero, es llevado a cabo por la Universidad de Salamanca, representada por el grupo de investigación de la Escuela Politécnica Superior de Ávila TIDOP, en colaboración con la Universidad de Castilla-La Mancha.

La herramienta, llamada Revela Duero, ha sido desarrollada a través de un software libre que permite controlar desde el espacio de manera precisa, a través de satélites, el uso de los recursos hídricos durante la campaña de riego en la cuenca más extensa de la Península Ibérica. Los satélites utilizados son el Landsat 8, de la NASA, y especialmente el Sentinel 2, de la ESA, que aporta una resolución espacial y temporal mayor, de 10 m sobre los 30 m de Landsat y cada 5 días gracias al lanzamiento del Sentinel-2B el 7 de Marzo.

De esta forma, la herramienta permitirá ahorrar agua y ejercer las funciones de vigilancia de la guardería fluvial, detectando los regadíos que incumplen la normativa a partir de los datos aportados por los satélites, información cartográfica procedente del SIGPAC e informaciones obtenidas del organismo de cuenca, de los guardas fluviales y de las declaraciones de los propietarios. Además, determinará el volumen de agua consumido y el tipo de cultivo a partir de la evolución de la curva NDVI, que es el índice de vegetación de diferencia normalizada.

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Thereby, this software tool will allow both saving water and fulfilling the monitoring tasks of the fluvial guards, detecting the unauthorized irrigated areas from the data provided by the satellites images, cartographic information compiled by the SIGPAC and several information supplied by the basin organism, fluvial guards and declarations given by the irrigation users. Moreover, it will estimate the water volume consumed and crop type by using the progression of the NDVI curve, which is the normalized difference vegetation index.

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Para más detalles consultar: Noticia El Mundo

 

Nuevas perspectivas en la digitalización del patrimonio histórico: el análisis a través del tiempo

El grupo de investigación TIDOP explora nuevas soluciones para la digitalización del patrimonio histórico a través del tiempo dentro del marco del proyecto europeo CTH-2

Cultural Heritage Through Time (CTH2) es un proyecto de investigación internacional promovido por el instituto Politécnico de Millán, donde destacadas universidades, entre las cuales se encuentra la Universidad de Salamanca que, representada por el grupo de investigación de la Escuela Politécnica Superior de Ávila TIDOP, tratarán de definir nuevas metodologías para la digitalización y puesta en valor del patrimonio histórico. Más concretamente, dicho grupo centrará sus miradas en el desarrollo técnológico de la metodogía de digitalización 4D y su posterior aplicación a uno de los escenarios más emblemáticos del complejo defensivo medieval de la ciudad de Ávila: la puerta del Alcázar. Escenario que formó parte de las investigaciones llevadas a cabo por la, ahora, Dra Belén Jimenez Fernández-Palacios en el marco de su tesis doctoral titulada “Planning, Surveying, Modelling and Visualization Techniques in the Field of Cultural Heritage”.

En esta tesis, se han presentado avances en tres factores críticos: (i) la automatización de procesos; (ii) la generación de densos modelos 3D de alta calidad geométrica y radiométrica y (iii) el uso de dispositivos de bajo coste. Factores donde la Dra Jimenez ha analizado y propuesto una metodología para estandarizar enfoques híbridos y visualizar conjuntos de datos heterogéneos a través de plataformas web enfocadas hacia el análisis 4D. En dicha investigación se potencia también la aplicación de los sistemas de mapeado láser móvil (MLS) en el campo del Patrimonio Cultural con el objetivo de evaluar su potencial para fines documentarios, divulgativos, o analíticos.

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Para consultar más detalles sobre el proyecto dirijase: CTH2

 

 

Premio Innovadores 2017 al grupo de investigación TIDOP por el proyecto CRASHMAP

 

crash_ca_1rSegún la última estadística consolidada de la Dirección General de Tráfico, en el último año se produjeron 83.115 accidentes con víctimas (fallecidos, heridos graves y leves). Estas cifras nos acercan al volumen de intervenciones y concretamente al número de atestados que las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad competentes realizan.

Actualmente la reconstrucción de accidentes de tráfico se realiza en base a medidas realizadas in-situ por las fuerzas de seguridad y posteriormente, cuando han cambiado las condiciones de la escena (desalojo de coches, etc.), por aquellas empresas de peritaje contratadas por los afectados. Este proceso genera importantes ineficiencias (tiempo con las vías cortadas, número de agentes implicados, etc.), errores en la toma de datos (basada en formularios y preguntas estandarizadas) y añade una importante dosis de subjetividad al proceso de captura de datos. Nada de esto puede ser corregido una vez se ha desalojado la escena.

Posteriormente y con los datos recogidos como parte del proceso de asistencia y documentación de un accidente de tráfico, las fuerzas actuantes (ej. policía) generan un informe con los datos geométricos, a fin de que se puedan ejecutar los procesos legales correspondientes.

 

El proyecto CRASHMAP, desarrollado por el Grupo TIDOP de la Universidad de Salamanca, establece un sistema de reconstrucción y análisis 3D de accidentes en vía urbana e interurbana que permita a las fuerzas de seguridad actuantes (Policía Local y Guardia Civil) apoyar los informes periciales con datos objetivos y precisos que dan cuenta del escenario 3D del accidente, de las deformaciones de los vehículos y lo más importante de las velocidades de impacto.

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO

Software que permite la reconstrucción 3D de la escena de un accidente de tráfico con propiedades métricas junto con el cálculo de los parámetros básicos asociados al accidente (ej. distancias, ángulos, velocidades, trayectorias, etc.).

CRASHMAP se compone de:

  • Un software (cliente) que permite realizar la toma de imágenes con teléfono móvil siguiendo un sencillo protocolo (https://vimeo.com/127157351), subir las imágenes a la nube y descargar los modelos 3D resultantes, así como realizar el análisis métrico y energético (ej. velocidades de impacto en accidentes tales como impactos entre vehículos, impactos con elementos fijos e incluso atropellos) del accidente.
  • Un software (servidor) ubicado en la nube que permite realizar el cálculo remoto de los modelos 3D inteligentes. Este software, incorpora los algoritmos necesarios para permitir pasar del 2D (imágenes) al 3D (crashmap).

 

El software está siendo utilizado de forma exitosa por la Policía Local de Salamanca desde hace 2 años y algunos de los resultados ya han sido presentados ante la Administración de Justicia como parte de los informes periciales.

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Análisis termográfico de edificios

 

El uso de la termografía infrarroja comMapaEnergeticoo técnica sobradamente provada para la inspección de edificios y localización de patologías como fugas de aire, humedades, etc. Nos permite realizar un examen visual “in-situ” de calidad de los objetos de estudio gracias a la posibilidad de visualizar en tiempo real los resultados pudiendo detectar sin dificultad los desperfectos o elementos característicos de estos. Estas técnicas de medición cualitativa nos proporcionan la posibilidad de realizar inspecciones rápidas y eficaces sin contacto directo con el objeto y de forma no destructiva, lo que disminuye tanto el riesgo de incidentes para los operarios como los daños producidos en los propios objetos de estudio ocasionados por otras técnicas intrusivas. Además, también se ha demostrado la utilidad de la termografía infrarroja como técnica puramente de medida a través de su utilización para el cálculo de propiedades termofísicas de materiales tales como difusividad y transmitancia térmica.

En el caso de termografía cualitativa, las publicaciones existentes tratan de estudios realizados in-situ, principalmente en edificios históricos o elementos del patrimonio cultural, mientras que los estudios cualitativos se realizan, en la mayor parte de los casos, en laboratorios sobre muestras de tamaño limitado. En aquellos casos en los que se han realizado estudios termográficos cuantitativos sobre edificios in-situ, los valores de temperatura son empleados con el objetivo de obtener propiedades termofísicas (conductancia térmica) reales del cerramiento, sin embargo su distribución espacial no es considerada.

Conjugar ambas aplicaciones permitirá la automatización del cálculo de pérdidas de calor a partir de las temperaturas medidas con una cámara termográfica. De este modo, no solo se usa la termografía para representar el estado de la pared, sino que también se usan los valores de temperatura contenidos en la termografía para la extracción de parámetros métricos del edificio en estudio, por lo que la hibridación de la información termográfica con el material cartográfico de precisión permitiría extraer la geometría real del objeto de estudio con textura termográfica, pudiendo así realizar mediciones precisas de los elementos de interés directamente sobre el resultado obtenido.

 

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Estudios como el publicado por EuroACE en 2010 colocan la mejora de la eficiencia energética en edificación en cabeza de las acciones necesarias para la reducción de emisiones de gases del efecto invernadero y gasto energético, así como para servir de empuje a la generación de empleo. Especial es el caso del parque de edificios ya construidos, la mayoría procedente de los años 1940-80, con normativa inexistente y recursos escasos. En ellos las obras de rehabilitación energética pueden suponer un ahorro de hasta el 75% en consumo de energía. En España existen 13 millones de viviendas susceptibles de intervención, cuya rehabilitación energética supondría una reducción de las emisiones del sector del 34% con respecto al año 2001.

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Building thermographic analysis

 

 

The use of infraMapaEnergeticored thermography as a widely tested technique for building inspection and location of pathologies such as air leakage and moisture allows the performance of  quality “in-situ” visual examination of the objects under study due to the possibility of obtaining real-time results, being able to detect without difficulty damages or material characteristics. This qualitative measurement technique provides the capability of doing quick, effective and non-destructive inspection without direct contact with the object under study, decreasing the risk of incidents to operators and the damage of the objects comparing with other intrusive techniques. Furthermore, the utility of infrared thermography as a measurement technique has been proved by its use for the determination of the thermophysical properties of materials such as diffusivity and thermal transmittance.

In the qualitative approach, some authors have performed in-situ studies, mainly in historical buildings or cultural heritage elements, whereas quantitative studies are performed mainly in laboratories with limited size samples. In those cases where quantitative thermography studies were performed in-situ, temperature values were employed in order to obtain the real thermophysical properties (thermal conductance) of the building envelope, but their spatial distribution is not considered.

Combine both applications will enable the automation of the heat loss computation from the measured temperatures with a thermographic camera. Thus, the thermography is not only used to represent the state of the wall, but also temperature values represented on the thermography for extracting the metric parameters of the study object so the hybridization of the thermographic information with precise cartographic material would  allow to extract the actual geometry of the object of study with thermal texture, being able to make accurate measurements of the elements of interest directly on the obtained results.

 

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Studies such as the one published by EuroACE in 2010, places improved energy efficiency in building construction at the top of the list of actions that need to be taken to reduce greenhouse gases and energy costs, in addition to acting as a stimulus to generate employment. In particular is the case of existing buildings stock, most of which dates back to the period 1940-80, constructed using non-existent standards and scarce resources. Here, energy refurbishment works could represent a saving of up to 75% in energy consumption. In Spain there are 13 million homes that could be the subject of intervention, where energy refurbishment could result in a reduction in sector emissions of 34% compared to 2001.

 

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Ventana modal ingles
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Ventana modal español
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Mobile Laser System (MLS) applied to urban tree inventory

In urbanized Western Europe trees are considered an important component of the built-up environment. This also means that there is an increasing demand for tree inventories. Laser mobile mapping systems provide an efficient and accurate way to sample the 3D road surrounding including notable roadside trees. In this research line, a processing chain aiming at the extraction of tree locations and tree sizes from laser mobile mapping data is reached.

 

  • Vegetation extraction

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  • Tree parameter extraction

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Such steps, in combination with code optimization are expected to be sufficient to reach the final goal of automatized estimation of features sampled by mobile mapping at a rate that matches the acquisition speed and at a quality that matches the result of a human operator.

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