AlphaUni LiDAR: Ciudades Inteligentes 3D
MODELOS 3D PARA LOS PROYECTOS DE DIGITAL TWINS
Desde su aparición hace más de una década, la tecnología de gemelos digitales se ha convertido en un sistema técnico complejo y completo que apoya la construcción de nuevas ciudades inteligentes. También es un modelo avanzado para la innovación continua del desarrollo urbano inteligente y una forma futura de modernización del mundo combinado "virtual y real".
La creación de la ciudad gemela digital aprovecha herramientas topográficas de alto nivel capaces de proporcionar conjuntos de datos completos, multidimensionales, a gran escala y de alta resolución. Como modelo virtual, una ciudad digital proporciona datos por capas sobre edificios, infraestructuras urbanas, servicios públicos, empresas y el movimiento de personas y vehículos. Al proporcionar esta información, los gemelos digitales permiten el desarrollo y la modernización de las ciudades inteligentes.
Los métodos tradicionales de recopilación y representación de datos espaciales en 2D, como los mapas y las imágenes, ya no son suficientes, y se requiere una actualización completa de las herramientas de estudio tradicionales para pasar al modelado en 3D. Los modelos 3D derivados tienen, en efecto, una gran capacidad para ser fusionados y correlacionados con datos espaciales sociales o económicos procedentes de IoT y Datos Gigantes. En la actualidad, existe una gran demanda de soluciones integradas que permitan la obtención de datos geoespaciales completos en 3D, con gran precisión y en un plazo breve.
Figura 1: Proyecto de inspección de la ciudad, datos capturados por AlphaUni.
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CAPTURA DE NUBES DE PUNTOS 3D EN LAS CIUDADES
Para ilustrar un proyecto típico de ciudad digital, CHC Navigation llevó a cabo una prueba de concepto en el distrito de Jinshan de Shanghai (China). La superficie total del distrito de Jinshan es de unos 600 km2. Esta zona tiene unas características del terreno muy ricas y rasgos típicos de las grandes ciudades modernas, como edificios de gran altura, líneas eléctricas, ríos y vegetación.
La captura de datos geoespaciales en 3D a partir de un sistema Lidar de plataforma única puede dejar algunas zonas en blanco en los datos de la nube de puntos. La solución AlphaUni 900 Lidar, con su capacidad multiplataforma, puede capturar fácilmente datos completos desde un dron, un coche, una mochila o un barco, y puede producir una sofisticada imagen en 3D. El sistema AlphaUni 900 Lidar integra a la perfección edificios reales, proporciona cartografía exterior y cambia radicalmente la forma de recopilar datos 3D de alta precisión.
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¿CÓMO RESOLVER LOS RETOS DE LA EXPLORACIÓN LÁSER 3D EN UN ENTORNO URBANO?
#1. Uso del LiDAR terrestre con una plataforma móvil versátil
El 3D proporciona a los profesionales geoespaciales una solución de cartografía móvil de alto rendimiento, independiente del vehículo, para capturar datos de masas en entornos globales en constante evolución. Cualquiera que sea la aplicación, el sistema de cartografía móvil Alpha3D aumenta de forma espectacular el rendimiento de la inversión al realizar el trabajo con mayor rapidez y precisión. El Alpha3D combina un escáner láser preciso, de largo alcance y de altísima velocidad, una cámara panorámica HDR de alta resolución, un receptor GNSS avanzado y una IMU de alta precisión, todo ello en un diseño ligero, compacto y resistente. Todas estas características hacen del Alpha3D uno de los sistemas de cartografía móvil más innovadores del mercado actual.
Figura 2: Alpha 3D con Alpha Uni 900 instalado en el coche para la inspección de la ciudad.
El ALPHA UNI 900 es un sistema LiDAR multiplataforma de alta gama que ha sido diseñado y mejorado por CHCNAV con muchos años de experiencia en la adquisición de datos 3D. El AlphaUni 900 es un sistema totalmente integrado con un escáner láser de alta precisión que cuenta con la tecnología FormaOnda-LiDAR exclusiva de Riegl y un sistema de navegación inercial de alta precisión, listo para exigentes misiones de reconocimiento en el aire y en tierra, que requieren la más alta calidad de datos. Su diseño único permite montarlo en una mochila para escanear calles estrechas.
Figura 3: AlphaUni 900 en la mochila para la encuesta de la calle estrecha.
Figura 4: Nube de puntos de la configuración de la mochila Alpha Uni.
#2. Ampliar el escaneo 3d con una plataforma aérea para adquirir datos en zonas de difícil acceso
La limitación de capturar datos con un sistema LiDAR de una sola plataforma puede dejar algunas zonas en blanco en los datos de la nube de puntos. Montado en un dron aéreo, el AlphaUni 900 puede capturar datos completos desde una perspectiva aérea.
El BB4 es un sistema de aviones no tripulados de alta gama, resultado de una alianza entre los dos líderes de la industria en sus respectivos segmentos. Su diseño científico y su tecnología de producción altamente integrada provienen del CHCNAV - un fabricante mundial especializado en tecnologías eficientes de medición geoespacial - y su sistema de control de vuelo totalmente automatizado de DJI, el pionero en la fabricación de vehículos aéreos no tripulados comerciales.
Figura 5: Plataforma BB4 UAV combinada con Alpha Uni 900.
Figura 6: La plataforma UAV BB4 con Alpha Uni 900 puede volar durante más de 40 minutos.
Figura 7: Datos de exploración de la plataforma aérea capturados por AlphaUni.
#3. Finalizar la modelización 3d combinando el escaneo de la ribera sobre el agua y los datos batimétricos subacuáticos
El USV APACHE 6 es una solución innovadora integrada capaz de combinar un estudio batimétrico 3D de alta resolución y adquirir simultáneamente datos de escaneo de la orilla del río. Equipado con una ecosonda multihaz Norbit y el AlphaUni 900, el APACHE6 escanea los ríos, canales y puertos de una ciudad en una sola pasada, proporcionando una gran consistencia de datos y un considerable ahorro de tiempo.
Impulsado por un sistema de doble hélice de alto rendimiento que proporciona una velocidad de crucero automática y estable de hasta 2,5 m/s, el USV APACHE6 mejora la eficiencia del trabajo y produce datos de alta resolución para satisfacer de forma constante los requisitos de los proyectos de modelado urbano en 3D más exigentes.
Figura 8: Apache6 USV combinado con AlphaUni 900.
Figura 9: Nube de puntos USV del canal de agua.
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EXACTITUD DE LOS ESTUDIOS LIDAR 3D MULTIPLATAFORMA
Precisión final de los datos después de integrarse con los datos de las nubes de puntos de múltiples plataformas
No. |
Método del levantamiento |
Nube de puntos 3D integrada |
1 |
UAV/Drone |
30 mm |
2 |
MMS del carro |
25 mm |
3 |
Barco MMS |
70 mm |
4 |
Mochila |
50 mm |
Todos los datos pueden ser publicados juntos en el servicio de nubes de Internet a través de CHC Orbit Publisher
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CONCLUSIÓN
Durante el proyecto, el CHCNAV AlphaUni 900 integró perfectamente los edificios de la ciudad en los conjuntos de datos y proporcionó sofisticadas imágenes 3D y nubes de puntos de entornos aéreos, terrestres y acuáticos. La amplia cobertura de los modelos 3D derivados tiene una gran capacidad para fusionarse y correlacionarse con datos espaciales sociales, económicos y de infraestructuras.
La capacidad de alta precisión y el diseño multiplataforma de AlphaUni 900 de CHCNAV ofrecen una solución innovadora a los problemas de adquisición de datos geoespaciales 3D necesarios para el desarrollo de ciudades inteligentes.
El sistema AlphaUni 900 LiDAR innova la forma de hacer cartografía.
Cualquiera que sea la aplicación, el sistema de mapeo móvil Alpha3D aumenta significativamente su retorno de la inversión al completar el trabajo más rápido y con mayor precisión.
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