LEVANTAMIENTOS 3D

LEVANTAMIENTOS TRIDIMENSIONALES MEDIANTE LA APLICACIÓN IMAGE MASTER

Francisco Javier Ardila Pérez

I. INTRODUCCION

Hasta ahora para la generación de modelos tridimensionales existen varias técnicas como son:

- Levantamientos por topografía clásica.

- Levantamientos por fotogrametría.

- Levantamientos con láser escaner.

En este trabajo se ha empleado una nueva técnica combinando el levantamiento por topografía clásica y el levantamiento fotogramétrico, empleando el software Topcon Image Master (TIM) (http://imagemaster3d.com). Este software genera modelos 3D, que pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones como puede ser medición, trazados e interpretación. De una parte, los especialistas en conservar y restaurar el patrimonio, arquitectos, arqueólogos, historiadores, conservadores, etc., encargan la documentación geométrica a otros profesionales (Almagro, 2004, p.53) y esta documentación de calidad es aportada por la fotogrametría, geodesia, topografía, laser escáner, etc.., pero la comunicación entre ambos grupos de técnicos no siempre es fluida (Wiedeman y Leblanc, 2003), de hecho, las cuestiones prácticas que crean difíciles condiciones para los procesos de documentación (Palumbo y Ogleby, 2004) son:

-Costo de la documentación: la documentación es cara y solo se realizará si se dispone de tiempo y dinero suficientes.

-La electrónica mejora la documentación: la informática mejora la velocidad en la captura y tratamiento de los datos no la calidad en dicha toma.

-Obsesión por la precisión y la exactitud: causa frecuente de aumento de los costes sin relación directa con los beneficios reales.

-Baja cualificación de los profesionales: lo que origina que cualquier documentación sea reducida en escala para colocarla en los proyectos de conservación, o por el contrario sean destinados más recursos y adquiera más importancia que la conservación misma.

Situación

La zona de trabajo es el castillo de Villalba de los Barros, que se encuentra en la localidad que le da nombre, Villalba de los Barros, en la provincia de Badajoz, comunidad autónoma de Extremadura.

Se encuentra dentro del casco urbano de la localidad, emplazado entre las calles del Mayorazgo, calle del Castillo y la carretera de Fuente del Maestre.

Para acceder al lugar puede tomarse la carretera EX105 de Don Benito a Olivenza y la salida a la EX361, carretera de la Fuente del Maestre. Esta pasa bordeando la localidad y tomando la calle del Pilar y la Calle del Castillo llegamos al emplazamiento de la zona de trabajo. (Fig. 1)

Fig. 1. Situación

Fig. 2 Vista cenital del Castillo

II. OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo es el levantamiento arquitectónico y la construcción de un modelo 3D del castillo de Villalba de los Barros, junto con de interiores y exteriores y planos de plantas y secciones transversales para un completo estudio y análisis de las condiciones y estructura de dicho castillo. (Fig.2)

En este trabajo se mezclan la topografía clásica, en la definición geométrica de los puntos de control (XYZ), y la fotogrametría, a partir de las imágenes tomadas con la cámara digital estándar, no siendo necesaria la utilización de una cámara métrica. Además tiene la gran ventaja respecto de la utilización del sistema Láser Scanner, que no se genera una gran nube de puntos, con los problemas que esto acarrea.

El (TIM) combina un interfaz de usuario sencillo, y un proceso matemático avanzado, que permite realizar modelos muy precisos de forma ágil. Así, modelos 3D precisos pueden realizarse en un corto periodo de tiempo

Fig. 3 Estación total mas cámara digital igual a levantamiento 3D

III. MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

Tanto en los materiales como en los métodos, hay gran diferencia respecto de los trabajos de campo y los de gabinete. Para el trabajo de campo se utilizaron como instrumentación específica: GPS Topcon Hiper Pro, Estación Total Serie GPT-3000LW y cámara Canon IXUS 125HS, además de sus programas de descarga y toma de datos y para la fase de gabinete ordenadores y el programa (TIM).

Métodos

Se partió de una red poligonal (Fig. 4) de 6 bases, en coordenadas UTM, datum ETRS89, alrededor del castillo, la cual nos sirvió para determinar las coordenadas de los puntos de control tomados en las fotografías de las diferentes fachadas. Estos puntos estaban materializados mediante pegatinas en la pared a una distancia entre ellos en función del alejamiento que se disponía para la toma fotográfica de esa zona del muro.

Fig. 4 Planta del Castillo

Fig.5 Retícula de calibración de las cámaras

Calibración de la cámara

Como se comento anteriormente, la cámara es totalmente estándar, es decir cualquiera del mercado, obviamente cuanta más resolución y mejor óptica, las imágenes tendrán más calidad, pero esto no es óbice para que haya hacer una calibración de ella, (Remondino y Fraser, 2006). Esta calibración consiste en hacer cinco fotografías a un dibujo reticulado en un A0 (Fig. 5), desde cinco posiciones distintas:

1.- Vertical y ortogonal al centro.

2.- Vertical ligeramente desde la izquierda.

3.-Vertical ligeramente desde la derecha.

4.-Inclinada desde arriba.

5.-Inclinada desde abajo.

Con

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