Control de calidad en topografía: cómo revisar una entrega

Una entrega topográfica no queda validada porque el MDT se vea bien en pantalla. El control de calidad en topografía consiste en demostrar, con puntos medidos en campo y un informe, que los datos cumplen la exactitud acordada en el sistema de referencia del proyecto. Este artículo explica qué debe llegar con una entrega, cómo hacer una comprobación sencilla por su cuenta y qué pedir al proveedor si algo no cuadra.

Qué debe incluir una entrega topográfica con control de calidad

Antes de abrir los ficheros, compruebe que la entrega está completa. Un MDT, una ortofoto o una nube de puntos sin documentación no se pueden evaluar: no se sabe en qué referencia están ni con qué exactitud se midieron.

Una entrega revisable incluye, como mínimo:

• Los ficheros acordados en el pliego o en la propuesta, con el ámbito completo.
• Un informe de control de calidad.
• La definición del sistema de referencia y del modelo de alturas.
• El listado de puntos de control y de puntos de comprobación, con sus coordenadas y sus residuos.
• En LiDAR, el criterio de clasificación y un resumen de la cobertura de suelo.
• Metadatos básicos: fecha de captura, sensor, resolución de cada producto y formato.

El informe de control

El informe de control permite auditar el trabajo sin repetirlo. Explica cómo se capturó (fecha, equipo, apoyo en campo), cómo se procesó y qué dio la comprobación. No se limita a una cifra final: muestra los datos de los que sale.

Sistema de referencia y modelo de alturas

Es la primera causa de discrepancias, y la más fácil de evitar. En España lo habitual es ETRS89 con proyección UTM y alturas ortométricas, referidas al nivel medio del mar mediante un modelo de geoide. El informe debe indicar:

• El datum y la proyección: ETRS89 y el huso UTM. En España conviven varios husos, y cada proyecto suele fijar uno para todo el ámbito.
• El tipo de altura: elipsoidal u ortométrica.
• El modelo de geoide usado para pasar de una a otra. En España, el de referencia es el EGM08-REDNAP del IGN.

Entre altura elipsoidal y ortométrica hay varias decenas de metros en la península, y entre ED50 y ETRS89, unos 200 m en planta. Esos errores se ven enseguida. Los peligrosos son los pequeños: otro modelo de geoide o una base mal enlazada producen desplazamientos de centímetros o decímetros que pasan desapercibidos.

Puntos de control y puntos de comprobación independientes

Son dos cosas distintas, y el informe debe separarlas.

• Los puntos de control (o puntos de apoyo) se usan en el procesado para ajustar el modelo al terreno. Su residuo siempre sale pequeño, porque el ajuste se hace para que encajen.
• Los puntos de comprobación se miden igual, con GNSS RTK o estación total, pero no entran en el ajuste. Son los que dicen la exactitud real del producto.

Un error calculado sobre los puntos de control dice lo bien que encaja el ajuste, no lo exacto que es el modelo. La exactitud se declara sobre puntos de comprobación independientes, repartidos por todo el ámbito y sobre superficies firmes y bien definidas.

RMSE en X, Y y Z

La exactitud se expresa normalmente como error medio cuadrático (RMSE), calculado con las diferencias entre el modelo y los puntos de comprobación. Conviene que venga separado por componentes:

• RMSE en X y en Y, o planimétrico combinado, para la ortofoto y la posición de los elementos.
• RMSE en Z para el MDT y la nube de puntos.

Mire también el error medio de cada componente. Si se aleja de cero, hay un desplazamiento sistemático: todo el modelo está, por ejemplo, unos centímetros más alto. Suele tener una causa concreta (altura de antena, geoide, base de referencia) y se corrige. Revise además el error máximo: un buen RMSE puede esconder uno o dos puntos muy alejados en una zona concreta.

Como referencia, en un levantamiento con dron bien apoyado la exactitud típica es de 2 a 5 cm de RMSE sobre terreno despejado o superficies bien definidas, en el sistema de referencia del proyecto (ETRS89 / UTM). Depende del sensor, del apoyo en campo, de la vegetación y de la pendiente. La cifra válida es la que se acordó para ese trabajo, y el informe debe compararse con ella. Algunos pliegos piden la exactitud al 95 % de confianza, que es una cifra mayor que el RMSE: hay que saber cuál de las dos se exige.

GSD y exactitud no son lo mismo

El GSD de una ortofoto, por ejemplo de 2 a 5 cm/px, es el tamaño del píxel sobre el terreno: dice cuánto detalle se ve, no dónde está. Lo mismo vale para el tamaño de celda de un MDT. La resolución se comprueba en los metadatos; la exactitud, con puntos de comprobación.

Clasificación del suelo en LiDAR

En un levantamiento LiDAR, el MDT sale de los puntos clasificados como suelo. Los múltiples retornos ayudan a registrar el terreno a través de los huecos de la vegetación, pero no todo retorno es suelo. El informe debe indicar:

• Qué clases se entregan y con qué codificación. La convención habitual del formato LAS reserva la clase 2 para el suelo.
• Cómo se clasificó: proceso automático y revisión manual de las zonas difíciles.
• La cobertura de puntos de suelo obtenida, sobre todo bajo vegetación densa, donde puede ser escasa.

Cobertura y huecos

La entrega debe cubrir todo el ámbito pedido, con margen. Pida una capa con el perímetro capturado y las zonas sin datos o interpoladas: agua, vegetación muy cerrada, áreas donde no se pudo volar. Un hueco declarado es información; uno rellenado sin avisar, un riesgo.

Cómo hacer una comprobación sencilla por su cuenta

No hace falta repetir el levantamiento para tener una opinión propia. Con un GNSS RTK o una estación total y una jornada corta de campo se puede contrastar lo esencial.

1. Medir unos puntos conocidos

Elija una serie de puntos repartidos por el ámbito, sobre superficies firmes, llanas y despejadas: viales, explanadas, losas, esquinas de obras de fábrica. Evite taludes, bordes de muros, vegetación y acopios, donde un pequeño error en planta se convierte en uno grande en altura. Mídalos en el mismo sistema de referencia y con el mismo modelo de geoide que la entrega. Si la obra ya tiene bases de replanteo o vértices, úselos.

Su medida también tiene error. Un GNSS RTK mide con incertidumbre de centímetros, mayor en altura que en planta. Una diferencia pequeña en un punto aislado no demuestra nada: lo que cuenta es el conjunto.

2. Comparar con el MDT

Extraiga la cota del MDT en cada punto (cualquier GIS lo hace) y calcule la diferencia con su medida. Con esas diferencias obtenga el error medio, el RMSE y el error máximo, y anote dónde está cada punto. La forma de los errores dice tanto como su tamaño.

Lo que observa	Qué suele indicar	Primer paso
Diferencia parecida en todos los puntos	Desplazamiento sistemático (geoide, antena, base)	Revisar la referencia de las dos partes
Diferencias que crecen hacia un extremo	Inclinación o deriva del bloque	Pedir residuos y reparto de los puntos de control
Uno o dos puntos muy alejados	Zona mal resuelta o punto mal medido	Repetir la medida y revisar la zona
Errores grandes solo bajo vegetación	Clasificación o cobertura de suelo insuficiente	Pedir la densidad de suelo en esa zona

Para la ortofoto, superponga elementos conocidos de su cartografía o de la obra (bordillos, arquetas, esquinas de edificios) y mida el desplazamiento en planta.

3. Mirar bordes, solapes y continuidad

Muchos defectos se ven sin medir nada:

• Un sombreado del MDT revela montículos que son vegetación mal clasificada, hoyos sin sentido y escalones.
• En los solapes entre pasadas LiDAR o entre bloques fotogramétricos, un escalón en el terreno indica que las franjas no están bien ajustadas entre sí.
• En los bordes del ámbito la geometría suele ser más débil: compruebe que los puntos de comprobación también llegan ahí.
• En la ortofoto, busque líneas de costura que cortan edificios o carreteras, elementos duplicados y deformaciones en puentes y aleros.
• Las curvas de nivel deben ser coherentes con el MDT del que salen, sin cruces ni cortes.

Una comparación con el MDT05 del IGN sirve para detectar errores groseros, como un huso o un geoide equivocados. No sirve para evaluar una exactitud centimétrica: su resolución, su exactitud y su fecha son otras.

Qué pedir al proveedor si algo no cuadra

Antes de reclamar, descarte lo propio: mismo datum, mismo huso, mismo tipo de altura, misma altura de antena y mismas unidades. Una parte de las discrepancias acaba ahí.

Si la diferencia persiste, envíe al proveedor sus puntos con coordenadas, fecha, equipo y método de medida, la referencia en la que los midió y la zona o el fichero donde aparece el problema. Y pida:

1. El listado completo de puntos de control y de comprobación, con sus residuos en X, Y y Z.
2. Las observaciones de campo de esos puntos y la base de referencia usada.
3. Una explicación de la diferencia y, si procede, la corrección del producto con un informe de control nuevo.

Lo que más discusiones evita se decide antes del vuelo: la exactitud exigida, cómo se expresa (RMSE o 95 %), cuántos puntos de comprobación habrá y quién los mide. En nuestros trabajos, la exactitud de cada proyecto se acuerda en la propuesta y se documenta en el informe de control. Si está escrita desde el principio, revisar la entrega se reduce a comprobar que se cumple.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos puntos de comprobación hacen falta?

Depende de la superficie, de la forma del ámbito y de la exactitud pedida. Con tres o cuatro puntos el RMSE dice poco; muchas especificaciones parten de una veintena, repartidos por todo el ámbito y por los distintos tipos de terreno. Lo mejor es fijar el número en el pliego o en la propuesta.

¿Se pueden usar los mismos puntos como control y como comprobación?

No. Un punto que entra en el ajuste ya no es independiente: su residuo mide el encaje, no la exactitud. Si el informe no separa unos de otros, pida que lo haga.

¿Qué diferencia hay entre precisión y exactitud?

La precisión es la repetibilidad de la medida: puntos que salen siempre parecidos. La exactitud es la cercanía al valor real en el sistema de referencia. Un modelo puede ser muy preciso y estar desplazado entero unos centímetros; por eso la exactitud se comprueba con puntos independientes. Si el proyecto necesita un levantamiento con el control documentado desde el principio, el servicio de topografía con drones y la ficha del modelo digital del terreno (MDT) detallan los entregables, los formatos y cómo se acuerda la exactitud.

Escrito por el equipo de fita, cartografía y topografía con dron en Xàtiva (Valencia).