Silos de granos patrimoniales preservados digitalmente mediante un estudio integrado de escaneo láser 3D y UAV

Descripción general del proyecto

Con décadas de experiencia en la prestación de soluciones de topografía, cartografía y captura de la realidad en proyectos industriales, de infraestructura, de patrimonio cultural y de renovación urbana, Tianbaonet continúa ayudando a los clientes a transformar activos físicos complejos en modelos digitales precisos.

En un proyecto reciente de preservación del patrimonio en la región del delta del río Perla en Guangdong, China, Tianbaonet completó con éxito el levantamiento topográfico de alta precisión y el mapeo de fachadas de un complejo histórico de silos de granos utilizando un flujo de trabajo integrado de adquisición de datos aéreos y terrestres.

El proyecto incluía ocho silos de cereales cilíndricos y varios edificios de almacenamiento rectangulares construidos entre los años 1950 y 1970. Como testigos importantes del desarrollo industrial y agrícola de la región, estas estructuras ahora están siendo consideradas para su preservación, renovación y reutilización adaptativa. Por lo tanto, una documentación geométrica precisa era esencial para el mantenimiento futuro, la planificación de la restauración y el archivo digital.

El desafío: inspeccionar estructuras históricas complejas

El cliente requirió cálculos precisos de:

• Áreas de superficie de pared cilíndrica

• Superficies de techo cónico

• Circunferencias y dimensiones

• Planos detallados de fachada de cada silo.

Sin embargo, varios desafíos hicieron que los métodos topográficos convencionales fueran ineficientes:

Geometría curva compleja

La forma cilíndrica de los silos hacía que las mediciones tradicionales punto por punto con estaciones totales fueran difíciles y consumieran mucho tiempo. Captar puntos suficientes para un ajuste preciso de la curva aumentaría significativamente la duración del trabajo de campo.

Condiciones del sitio restringido

La instalación industrial presentaba caminos de acceso estrechos, terreno irregular, vegetación densa y líneas de visión limitadas, lo que creaba obstáculos para los equipos topográficos convencionales.

Estructuras de techo inaccesibles

Era difícil llegar de forma segura a los techos cónicos elevados y las aberturas de ventilación desde el nivel del suelo, lo que dificultaba la recopilación completa de datos.

Para superar estas limitaciones, Tianbaonet diseñó una solución integral de captura de la realidad que combina fotogrametría UAV y escaneo LiDAR portátil.

La solución: topografía aérea y terrestre integrada

Tianbaonet implementó un flujo de trabajo topográfico integrado aéreo-terrestre basado en el Sistema de coordenadas geodésicas de China 2000 (CGCS2000), lo que garantiza una alineación precisa entre todos los conjuntos de datos.

Estudio aéreo para una cobertura completa del tejado

Para la documentación del techo y la estructura superior, el equipo utilizó un DJI Mavic 3 Enterprise equipado con:

• Cámara gran angular 4/3 CMOS

• Persiana mecánica

• Módulo de posicionamiento RTK

La misión del UAV se planificó cuidadosamente para garantizar una cobertura completa de los techos de los silos y las fachadas superiores.

Los parámetros clave de vuelo incluyen:

• Altitud de vuelo que excede las estructuras circundantes.

• 85 % de superposición frontal y lateral

• Georreferenciación habilitada por RTK dentro del marco de coordenadas nacional

Este enfoque permitió capturar áreas inaccesibles para el personal y los equipos convencionales manteniendo al mismo tiempo una alta precisión geométrica.

Escaneo LiDAR terrestre para fachadas detalladas

Para capturar las estructuras verticales y los detalles arquitectónicos, Tianbaonet utilizó el escáner láser 3D portátil Lingguang L2 Pro.

El escáner proporcionó:

• Campo de visión de 360° * 270°

• Recopilación de datos móviles basada en SLAM

• Integración RTK en tiempo real

• Generación de nubes de puntos coloreadas

Los operadores caminaron libremente por los silos, escaleras, aberturas de ventilación y espacios interiores, recopilando rápidamente datos de nubes de puntos de alta densidad.

La movilidad del sistema lo hizo particularmente efectivo en entornos industriales reducidos donde habría sido difícil implementar equipos basados ​​en trípodes.

Flujo de trabajo y procesamiento de datos

Adquisición de datos de campo

La encuesta de campo incluyó:

1. Planificación de vuelos UAV y captura de imágenes aéreas.

2. Escaneo de fachada exterior

3. Escaneo interior de silos

4. Control de coordenadas unificado mediante CGCS2000

Al combinar conjuntos de datos aéreos y terrestres, Tianbaonet aseguró una cobertura completa de todos los elementos estructurales visibles.

Fotografía aérea Matrice 3E de la parte superior del silo de cereales.

Usa L2pro para escanear el granero

Procesamiento de datos y generación de modelos.

Después de la adquisición de datos, el flujo de trabajo incluyó:

• Triangulación aérea y reconstrucción fotogramétrica.

• Preprocesamiento de nubes de puntos LiDAR

• Reducción de ruido y registro.

• Fusión de datos aéreos-terrestres

• Generación completa de nubes de puntos coloreadas

El modelo resultante proporcionó una representación digital muy precisa de todo el complejo de silos de cereales, incluidas las estructuras de tejados que antes eran inaccesibles.

Después de la triangulación aérea, se genera una reconstrucción 3D y se exporta como modelo LAS.

Modelo de nube de puntos coloreada de silo de grano

Nube de puntos interior del silo de grano

Mapa de diseño del silo de grano

Los datos de las nubes de puntos de los tejados de los silos de cereales se adquirieron con éxito mediante un UAV integrado y un escaneo terrestre.

Entregables de ingeniería

Los datos de la nube de puntos fusionados se importaron al software CAD para un análisis de ingeniería detallado.

Utilizando técnicas de extracción de secciones transversales y ajuste geométrico, Tianbaonet generó:

• Medidas de circunferencia precisas

• Cálculos de superficie

• Anotaciones dimensionales

• Dibujos de alzados de fachada a escala 1:1

Estos entregables proporcionan datos de referencia confiables para futuras actividades de renovación, mantenimiento y evaluación estructural.

Resultados del proyecto

El enfoque de encuesta integrada arrojó varios resultados clave:

Documentación digital completa

El proyecto capturó con éxito todos los elementos estructurales visibles, incluidas las secciones del techo que habrían sido difíciles o inseguras de medir con métodos tradicionales.

Cálculos de superficie precisos

Se generaron mediciones detalladas de paredes cilíndricas y superficies de techo cónicas para los ocho silos de granos.

Dibujos de ingeniería de alta calidad

Se produjeron dibujos completos de fachadas, diseños dimensionales y anotaciones de circunferencias para respaldar las aplicaciones de ingeniería.

Activos digitales a largo plazo

El cliente recibió un conjunto completo de recursos digitales, que incluyen:

• Nubes de puntos coloreadas

• modelos 3D

• dibujos CAD

• Conjuntos de datos de medición

Estos activos pueden respaldar futuras iniciativas de monitoreo, planificación de restauración, diseño de renovación y preservación del patrimonio digital.

Modelo integrado de nube de puntos coloreada aérea-terrestre del complejo de silos de granos

Cálculo de circunferencia en CAD

Dibujo de fachada sin envolver de los ocho silos de grano cilíndricos

Cálculo de áreas superficiales de cilindros, conos truncados y conos con dimensiones de silo a escala real

Por qué es importante la captura integrada de la realidad

Este proyecto demuestra la eficacia de combinar la fotogrametría UAV con el escaneo LiDAR móvil para proyectos desafiantes de documentación industrial y patrimonial.

En comparación con los métodos topográficos convencionales, el flujo de trabajo integrado proporcionó:

• Recopilación de datos de campo más rápida

• Limitaciones reducidas de acceso al sitio

• Cobertura integral sin puntos ciegos

• Precisión a nivel de centímetros

• Eficiencia mejorada para estructuras curvas e irregulares.

Lo más importante es que permitió la creación de un registro digital completo de edificios de importancia histórica y, al mismo tiempo, minimizó la interrupción del sitio.

Acerca de Tianbaonet

Tianbaonet tiene una amplia experiencia en la prestación de servicios de topografía, cartografía, escaneo láser 3D, fotogrametría UAV, captura de realidad basada en SLAM y soluciones de gemelos digitales en una amplia gama de industrias.

Desde instalaciones industriales y activos de infraestructura hasta sitios de patrimonio cultural y proyectos de renovación urbana, Tianbaonet ayuda a las organizaciones a capturar, gestionar y utilizar datos espaciales con mayor eficiencia y precisión.

A medida que la demanda de gestión de activos digitales y preservación del patrimonio continúa creciendo, Tianbaonet sigue comprometido a proporcionar tecnologías geoespaciales innovadoras que cierren la brecha entre el mundo físico y su futuro digital.