Análisis de la transformación geométrica entre escaneo láser terrestre y estación total en un relevamiento interior

Abstract

El escaneo láser terrestre (TLS) permite generar modelos tridimensionales de alta densidad de puntos que describen con gran detalle la geometría de espacios y estructuras. Sin embargo, cuando estos modelos se integran con observaciones obtenidas mediante instrumentos topográficos convencionales, surge la necesidad de evaluar la coherencia geométrica entre los distintos conjuntos de datos y de establecer un sistema de referencia común. El presente trabajo tiene como objetivo analizar la vinculación geométrica entre un modelo tridimensional (nube de puntos) obtenido mediante TLS y un relevamiento realizado con estación total, a partir de un caso de estudio desarrollado en el Salón de Actos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República. Para ello, se identificaron puntos homólogos entre ambos datos y se estimó la transformación rígida tridimensional que relaciona sus sistemas de coordenadas, compuesta por una rotación y una traslación. La estimación de los parámetros de la transformación se realizó mediante un ajuste por mínimos cuadrados utilizando el algoritmo de Kabsch. Con el fin de garantizar la coherencia geométrica de las observaciones utilizadas en el ajuste, se desarrollaron herramientas computacionales en Python para el análisis y filtrado de puntos homólogos, basadas en la comparación de distancias internas entre pares de puntos. Finalmente, se evaluó la calidad de la transformación obtenida mediante el análisis de residuos y el cálculo del error cuadrático medio (RMSE). Asimismo, se implementó un procedimiento de simulación Monte Carlo que permitió analizar la estabilidad del ajuste en función de la cantidad de puntos utilizados, proporcionando criterios para la selección de puntos homólogos en procesos de integración entre datos TLS y relevamientos topográficos. Los resultados permiten evaluar la precisión alcanzable en la vinculación entre modelos TLS y observaciones topográficas, aportando criterios para su utilización en aplicaciones métricas de relevamiento y modelado tridimensional.