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Estimación Automática del Volumen de Excavación a partir de Datos de Mapeo Móvil por Láser para el Ampliación de Caminos en Montaña

Autores: Wang, Jinhu; González-Jorge, Higinio; Lindenbergh, Roderik; Arias-Sánchez, Pedro; Menenti, Massimo

Idioma: Inglés

Editor: Molecular Diversity Preservation International (MDPI)

Año: 2013

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Ciencia y tecnología de los recursos naturales

Palabras clave

Caminos
LMMS
Datos de nubes de puntos
Volumen de excavación
Normal de superficie
Límites de carretera

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 6

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las carreteras desempeñan un papel indispensable como parte de la infraestructura de la sociedad. En los últimos años, la sociedad ha sido testigo del rápido desarrollo de los sistemas de mapeo móvil láser (LMMS) que, a altas tasas de medición, adquieren datos de nubes de puntos densos y precisos. Este documento presenta una forma de estimar automáticamente el volumen de excavación requerido al ensanchar una carretera a partir de datos de nubes de puntos adquiridos por un LMMS. En primer lugar, la nube de puntos de entrada se reduce a una cuadrícula uniforme y se eliminan los valores atípicos. Para cada uno de los puntos de la cuadrícula resultante, tanto en la carretera como fuera de ella, se estima la normal de la superficie local y la pendiente 2D. Las normales y las pendientes se utilizan consecutivamente para separar los puntos de la carretera de los puntos fuera de la carretera, lo que permite la estimación de la línea central de la carretera y los límites de la carretera. En el paso final, los puntos del lado izquierdo y derecho de la carretera se cortan en secciones de 1 m hasta una distancia de 4 m, perpendiculares a la carretera. Determinar y sumar cada volumen cortado permite estimar la excavación requerida para un ensanchamiento de la carretera en el lado izquierdo o en el derecho. El procedimiento, incluida un análisis de calidad, se demuestra en un tramo de una carretera de montaña que mide aproximadamente 132 m de largo, muestreado por un LMMS Lynx. Los resultados en este caso particular muestran que el volumen de excavación requerido en el lado izquierdo es un 8% mayor que el del lado derecho. Además, el error en los resultados se evalúa de dos maneras. Primero, sumando los errores locales estimados, y segundo, comparando los resultados de dos conjuntos de datos diferentes que muestrean el mismo tramo de carretera, ambos adquiridos por el LMMS Lynx. Los resultados de ambos enfoques indican que el error en el volumen estimado está por debajo del 4%. El método propuesto es relativamente fácil de implementar y funciona sin problemas en una PC de escritorio. Todo el flujo de trabajo de adquisición de datos del LMMS y el posterior cálculo de volumen se puede completar en uno o dos días y proporciona a los ingenieros de carreteras mucho más detalle que los métodos tradicionales de levantamiento de un solo punto, como la estación total o el perfilado GPS. Un inconveniente es que un sistema LMMS solo puede muestrear lo que está dentro del campo de visión del sistema desde la carretera.

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