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Nube de puntos: qué es y cómo se clasifica
Qué es una nube de puntos, cómo se obtiene con LiDAR o fotogrametría y cómo se clasifica en suelo, vegetación y edificios para generar un MDT fiable.
Una nube de puntos es un conjunto de millones de puntos con coordenadas X, Y, Z que describe la forma de un terreno, una obra o un edificio. Es el producto bruto de un levantamiento con LiDAR o con fotogrametría, y la base de casi toda la cartografía posterior. Este artículo explica qué es una nube de puntos, cómo se obtiene y cómo se clasifica para que sirva de verdad en un proyecto.
Qué es una nube de puntos
Cada punto de la nube es una medida. Lleva sus coordenadas en el sistema de referencia del proyecto y, según la técnica, atributos adicionales: color, intensidad del retorno, número de retorno o clase.
Una nube de puntos no es un plano ni un modelo. Es una colección de muestras sin conexión entre sí. Para obtener una superficie continua hay que interpolar entre esos puntos, y para que el resultado sea fiable hay que saber qué es cada punto: suelo, árbol, cubierta o cable.
Nube de puntos LiDAR y nube de puntos fotogramétrica
Las dos técnicas producen nubes de puntos, pero por caminos distintos.
- LiDAR: el sensor emite pulsos láser y mide el tiempo de ida y vuelta. Cada pulso puede devolver varios retornos. La posición de cada punto sale de combinar esas distancias con la trayectoria del dron (GNSS RTK e IMU).
- Fotogrametría: el software identifica los mismos detalles en muchas fotografías solapadas y calcula su posición por triangulación. Solo ve lo que la cámara ve, así que registra la superficie visible. Además del color, aporta la base de la ortofoto.
La nube LiDAR no depende de la luz del sol y registra elementos finos como cables. La fotogramétrica da color real y buena textura en superficies despejadas. En muchos proyectos se combinan los dos sensores. La guía de LiDAR explica con más detalle cuándo conviene cada técnica.
Cómo se obtiene una nube de puntos con dron
El proceso tiene cuatro fases, con independencia del sensor.
- Plan de vuelo: altura, solape y velocidad según la densidad y la resolución que pida el proyecto.
- Apoyo en campo: puntos de control y de comprobación medidos con GNSS RTK o estación total.
- Captura: vuelo con el sensor LiDAR o con la cámara RGB métrica.
- Procesado: georreferenciación, ajuste entre pasadas o bloques, y control frente a los puntos de comprobación.
La densidad de la nube se mide en puntos por metro cuadrado. Depende del sensor, de la altura y la velocidad de vuelo y del solape entre pasadas. A más densidad, más detalle de muros, cunetas y taludes, pero también ficheros más pesados. Lo razonable es pedir la densidad que necesita el entregable final, no la máxima posible.
Qué es clasificar una nube de puntos
Clasificar una nube de puntos es asignar a cada punto una categoría. Sin esa información, todos los puntos son iguales y no se puede separar el terreno de lo que hay encima.
El estándar de los formatos LAS y LAZ define clases numéricas que usan casi todos los programas. Las más habituales son estas.
| Clase | Código | Para qué se usa |
|---|---|---|
| Suelo | 2 | Base del MDT |
| Vegetación baja, media y alta | 3, 4 y 5 | Separar arbolado y matorral |
| Edificio | 6 | Modelos de superficie y volúmenes |
| Agua | 9 | Delimitar cauces y láminas |
| Ruido | 7 y 18 | Descartar puntos erróneos |
Además, se pueden definir clases propias del proyecto, como conductores, torres o acopios.
Cómo se clasifica
La clasificación combina automatismo y revisión.
- Filtrado de ruido: se eliminan puntos aislados, por encima o por debajo de la superficie real, por reflejos o aves.
- Clasificación del suelo: un algoritmo busca la superficie más baja compatible con los puntos vecinos y marca como suelo los que encajan. Se ajustan parámetros como el tamaño de las estructuras y la pendiente máxima.
- Clasificación del resto: por altura sobre el suelo y por forma se separan vegetación, edificios y elementos lineales.
- Revisión manual: en zonas conflictivas (taludes, muros bajos, vegetación densa, estructuras) se corrige a mano lo que el algoritmo no resuelve.
Por qué importa la clasificación del suelo
Un MDT es tan bueno como la clasificación de suelo de la que parte. Un punto de matorral clasificado como suelo aparece como un montículo que no existe. Un punto de suelo clasificado como vegetación abre un hueco que el modelo rellena por interpolación.
Con LiDAR, los múltiples retornos ayudan a registrar el terreno a través de los huecos de la vegetación. Clasificamos los puntos de suelo y comprobamos la cobertura obtenida. Bajo vegetación muy densa esa cobertura puede ser escasa, y conviene saberlo antes de fiarse del modelo en esa zona.
Para qué sirve una nube de puntos clasificada
De una nube bien clasificada salen los productos que usan ingenierías, constructoras y operadores.
- Modelo digital del terreno (MDT): se calcula solo con los puntos de suelo.
- Modelo digital de superficie (MDS): incluye vegetación y edificios.
- Curvas de nivel y perfiles: derivados del MDT con la equidistancia que pida el proyecto.
- Volumetrías: el volumen se calcula integrando la diferencia entre dos superficies compatibles dentro de un ámbito delimitado.
- Líneas eléctricas: distancias entre conductores y vegetación, flechas de los cables y alturas de apoyos.
- Modelos 3D: nubes coloreadas o mallas para visores y revisión de proyecto.
Exactitud de una nube de puntos: qué pedir
La exactitud de una nube depende del sensor, de la trayectoria, del apoyo en campo y del terreno. Como valor típico en una nube de dron bien ajustada se manejan 2-5 cm, expresados como error medio cuadrático (RMSE), sobre terreno despejado o superficies bien definidas, en el sistema de referencia del proyecto (ETRS89 / UTM) y comprobados sobre puntos de comprobación independientes. La exactitud de cada proyecto se acuerda en la propuesta y se documenta en el informe de control.
Conviene no confundir tres conceptos.
- Densidad: cuántos puntos hay por metro cuadrado.
- Resolución: el tamaño del detalle que se distingue. En fotogrametría, el GSD.
- Exactitud: cuánto se parece cada punto a su posición real.
Una nube muy densa puede estar desplazada varios centímetros. Por eso el informe de control forma parte del entregable.
Formatos de entrega
Los formatos se eligen según el software del cliente.
- LAS y LAZ: los más extendidos para nubes clasificadas. LAZ es la versión comprimida.
- E57: útil para intercambiar entre programas de distintos fabricantes.
- Visores web y 3D Tiles: para consultar la nube sin instalar nada, por ejemplo desde una plataforma GIS.
- Derivados: GeoTIFF para modelos, DWG, DXF o SHP para curvas y perfiles.
El sistema habitual son las coordenadas oficiales ETRS89 (UTM, en el huso que corresponda), con alturas ortométricas salvo que el proyecto pida otra referencia.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre una nube de puntos y un modelo 3D?
La nube es el conjunto de puntos medidos, sin conexión entre ellos. El modelo 3D conecta esos puntos en una malla con superficies y, a menudo, con textura. Se parte de la nube para generar el modelo.
¿Cuántos puntos tiene una nube de puntos?
Depende de la superficie, del sensor y de la densidad que se pida. Puede ir de millones de puntos en una parcela pequeña a cientos de millones en una extensión grande. La densidad adecuada es la que necesita el entregable final.
¿Se puede clasificar una nube fotogramétrica?
Sí, pero con una limitación: la fotogrametría registra la superficie visible. Bajo la vegetación densa no hay puntos de suelo, y por tanto no se puede clasificar lo que la cámara no vio. Para el terreno bajo arbolado, LiDAR suele ser la opción más adecuada.
¿Qué programas abren una nube de puntos?
Los formatos LAS, LAZ y E57 se abren con programas GIS, CAD y BIM habituales, y con visores gratuitos para consulta. Los ficheros muy grandes pueden exigir un equipo con memoria suficiente o un visor web.
Si el proyecto necesita una nube de puntos clasificada y un terreno fiable, el servicio de LiDAR con dron, el de fotogrametría con drones y la ficha de la nube de puntos detallan entregables, formatos y cómo se trabaja. Trabajamos desde la Comunidad Valenciana en proyectos de toda España y de Europa.
Escrito por el equipo de fita, cartografía y topografía con dron en Xàtiva (Valencia).
