Ingeniero Sistemas

LIDAR, una tecnología de última generación, para planeación y desarrollo urbano
LDAR, last generation technology for urban planning and development
Jorge Enrique Salamanca Céspedes
Profesor Facultad de Ingeniería, Universidad Distrital Francisco José de Caldasy encargado de la dirección del grupo GCEM de la Facultad de Ingeniería. Coordinador del grupo de geosensores adscrito a GICOGE.
JoséNelson Pérez Castillo
Profesor Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Fundador y director del Grupo Internacional de Investigación en Informática, Comunicaciones y Gestión del Conocimiento (GICOGE). PhD. en Informática, Universidad de Oviedo.
Resumen
Un sistema típico de Medición y Detección mediante Láser (light detection and ranging, LIDAR) transmite muy rápidamente pulsos de luzque se reflejan del terreno y de otros objetos obteniéndose en el sistema LIDAR puntos de las alturas o puntos de elevación. El pulso de vuelta se convierte de fotones a impulsos eléctricos y se recoge por un registrador de datos de alta velocidad. Dada una relación para la velocidad de la luz, los intervalos del tiempo entre la transmisión y la recepción de los pulsos se pueden calcular con el finde conocer las alturas de los puntos de un terreno, estos intervalos de tiempo se convierten a unidades de distancia con base en la información posicional obtenida mediante los receptores del Sistema de Posicionamiento Global (global positioning system, GPS) ubicados en el medio aerotransportado y la Unidad de Medida Inercial (inertial measurement unit, IMU), que registra constantemente la altituddel avión. Los sistemas LIDAR recogen datos de la posición y de la elevación en unos intervalos bien definidos. Los datos de LIDAR que se obtienen, constituyen una red muy densa de datos correspondientes a las posiciones de la elevación, cuya exactitud es una función de la altura del vuelo, del diámetro del rayo láser (dependiente del sistema), de la calidad de los datos, del GPS, de la IMU y delos métodos utilizados en el post-procesamiento. Se pueden alcanzar exactitudes de ±15cm (horizontalmente) y de ± 15cm (verticalmente), no obstante se han logrado exactitudes por encima de los 7cm (verticalmente).
Plabras clave: Detección, imagen, láser, LIDAR, modelo, pulsación, sistema y urbano.
Abstract
A typical LIDAR system rapidly transmits pulses of light that reflect off the terrain andother height objects. The return pulse is converted from photons to electrical impulses and collected by a high-speed data recorder. Since the formula for the speed of light is well known, time intervals from transmission to collection are easily derived. Time intervals are then converted to distance based on positional information obtained from GPS receivers and the on-board Inertial MeasurementUnit (IMU) that constantly records the attitude of the aircraft. LIDAR systems collect positional and elevation data at pre-defined intervals. The resulting LIDAR data is a very dense network of elevation postings. The accuracy of LIDAR data is a function of flying height, laser beam diameter (system dependent), the quality of the GPS and IMU data, and post-processing procedures. Accuracies of±15cm (horizontally) and ±15cm (vertically) can be achieved. Accuracies better than 7cm (vertically) were achieved.
Key words: Detection, image, laser, LIDAR, model, pulsation, system and urban.

1. Introducción
LIDAR es un sensor activo y una de las técnicas de adquisición de datos más novedosas y exitosas [1], emite y recibe luz en las longitudes de onda visible e infrarroja.
El láser es undispositivo para producir luz por emisión de energía almacenada, en un sistema molecular o atómico, cuando es estimulado por una señal de entrada [2].
El LIDAR utiliza rayos láser para generar pulsos de luz cortos y de alto poder, en la medida que el pulso pasa a través de la atmósfera, la luz difusa que regresa se detecta por un sistema óptico y se analiza electrónicamente para proporcionar...