Levantamiento arquitectónico de la Puerta de Antioquía (Alepo)

In o mes de la Cons ucción Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012 ISSN: 0020-0883 eISSN: 1988-3234 doi: 10.3989/ic.11.090 RESUMEN Desde el siglo XVII has a la ac ualidad los le an amien os a qui ec ónicos han cam- biado eno memen e debido al a ance en las écnicas e ins umen os de medida. En la úl ima década las aplicaciones que pe mi en abaja sin demasiadas di icul ades con da os 3D han desenca- denado la necesidad de gene a y isua- liza da os de es e modo. Se ha pasado de écnicas de cap u a disc e a (mé odos opog á icos, o og ame ía analógica y analí ica) donde el ope ado debía deci- di que elemen o omaba, a écnicas de cap u a masi a como la o og ame ía digi al y el láse escáne e es e, donde el ins umen o cap u a au omá icamen e la in o mación 3D. Es e a ance ha cam- biado la o ma de ep esen a elemen os a qui ec ónicos, e olucionando en pa a- lelo al desa ollo de la écnica y pasando de ep esen aciones 2D a 3D, en las que se dispone de in o mación de colo y ex- u a además. Toda es a in o mación puede ene dos cla as aplicaciones: la ob ención de modelos i uales ealis as de las ciuda- des, de cla o alo u banís ico y cons i- ui la in o mación cla e pa a ac uación a ni el de edi icio (ca alogación, p oyec os de ehabili ación,...). 283-2 SUMMARY Since he 17 h Cen u y o he p esen a chi ec u al su ey has unde gone an impo an change due o he con in- ued p og ess in measu ing echniques and ins umen s. In he las decade he inc ease o applica ions ha le you wo k wi hou oo much di icul y wi h 3D da a has igge ed he need o gene a e and display da a in his way. In a ew yea s he cap u e echniques ocused on measu - ing a ew poin e y well de ined (su ey me hods, analy ical pho og amme y) ha e been supe seded by he massi e cap u e echniques, among hem digi- al pho og amme y and e es ial lase scanne . This b eak h ough has changed he ep esen a ion o a chi ec u al ele- men s, which has e ol ed in pa allel wi h he de elopmen o echnology, om 2D o 3D, in which we can also ha e colo in o ma ion and ex u e. All his in o ma ion can ha e wo clea applica ions: he ob aining ealis ic i - ual models o ci ies, and in o ma ion o add ess any ac ion on buildings (ca alog- ing, ehabili a ion p ojec s,…). (*) ETCG-Uni e si a Poli ècnica de Ca alunya, Ba celona (España). (**) EGA I-Uni e si a Poli ècnica de Ca alunya, Ba celona (España). Pe sona de con ac o/Co esponding au ho : m.ampa [email protected] (M.A. Nuñez) Le an amien o a qui ec ónico de la Pue a de An ioquía (Alepo) A chi ec u al su ey o he An ioch ga e (Aleppo) M.A. Núñez (*), F. Buill(*), J. Rego (**), A. de Mesa(**) Keywo ds: Pho og amme y; lase scanning; a chi ec u al su ey; es o a ion; ehabili a ion; 3D models. Palab as cla e: Fo og ame ía; láse escáne ; le an amien o a qui ec ónico; es au ación; ehabili ación; modelos 3D. Recibido/Recei ed: 05 sep 2011 Acep ado/Accep ed: 16 jan 2012 488 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 1. INTRODUCCIÓN El 16 de no iemb e de 1972 la Con e en- cia Gene al de la O ganización de las Na- ciones Unidas, la Ciencia y la Cul u a en su decimosép imo pe íodo de sesiones en Pa ís, ap obó y p omulgó la "Con ención pa a la P o ección del Pa imonio Mundial Cul u al y Na u al", cuyo obje i o es p o- mo e la iden i icación, p o ección y p e- se ación del pa imonio cul u al y na u al de odo el mundo (1). El pa imonio cul u al engloba, en e o os elemen os, odos los bienes ma e iales que se signi ican po su elación con la cul u a de un pueblo. La pé dida del pa imonio debida a desas es na u ales como las inclemencias climá icas, los e emo os o las inundaciones y su des- ucción p oducida po la mano del homb e a causa de in e eses pa icula es o colec i os, son las causas que exigen la necesidad de dis- pone de los da os su icien es que pe mi an la econs ucción de los bienes de in e és que hayan su ido de e io os o ales o pa ciales. También es pa en e la necesidad de anali- za y de ec a posibles mal o maciones o deg adaciones de los elemen os cons uc- i os de odos es os bienes debidos a los agen es con aminan es, el cambio climá- ico y a la polución en las ciudades y de es a o ma pode con ola la solidez de la edi icación y aplica las medidas opo unas que pe mi an su conse ación. Po es as azones es necesa ia la ca aloga- ción y con ol de aquellos bienes que ie- nen un in e és especial de es a mane a se e i a á, en caso de des ucción, la pé dida de es os bienes ya que se pod án econs- ui y e i a su desapa ición. La ca alogación debe se lo más exhaus- i a posible y los p ocesos que se deben segui pa a alcanza es e in pa en de la cap ación de los da os exis en es de o ma que se pueda dispone de una in o mación comple a de cada uno de es os bienes cul- u ales. El con ol o al del es ado de la edi- icación, su es abilidad, la deg adación de ma e iales e c... pe mi i á pode aplica las écnicas adecuadas pa a su ecupe ación. Po ello es necesa io la aplicación de écni- cas y me odologías de abajo que pe mi an ob ene da os mé icos, aspec os o males y ca ac e ís icas de los ma e iales de modo que se puedan hace los análisis pe inen es pa a p ocede a su ehabili ación, epa ación o ecupe ación en caso de de e io o o des uc- ción y de es e modo man ene en buen es a- do de conse ación los bienes pa imoniales. Ac ualmen e las écnicas opog á icas, la o og ame ía, el láse escáne , y los p o- cesos de con ol y pos p oducción de la imagen o og á ica pe mi en ob ene es os da os en iempos de abajo ela i amen e co os. El p oblema se p esen a pos e io men e en el a amien o de los da os espaciales, p incipalmen e si en el análisis de los as- pec os o males de una edi icación apa e- cen elemen os compues os po supe icies complejas como es el caso, en e o os, de elemen os cons uc i os o malizados con supe icies egladas o bó edas que debido a su an igüedad no esponden a geome ías clásicas de la a qui ec u a. Pa a ales casos p esen amos el empleo de mé odos es adís- icos que acili an la de e minación de es as supe icies y pe mi en o ece modelos mé- icos y o males ajus ados a una ealidad pa ame izable. Un ejemplo de aplicación de es as écnicas pa a la de ección de la deg adación y las mal o maciones cons uc i as de un alo pa imonial es el es udio que se ha eali- zado sob e la Pue a de en ada en la an i- gua ciudad de Alepo conocida como “Bab An akya” obje o de abajo en el p oyec o RehabiMed (Rehabili a ion o he T adi io- nal Medi e anean A chi ec u e), po su es- pecial ele ancia en la zona. 2. METODOLOgíA DE TRABAJO. INTRODUCCIÓN Pa a elabo a un le an amien o a qui ec ó- nico se pueden u iliza dis in as écnicas de cap u a de in o mación. En la ac ualidad se u ilizan las écnicas de cap u a masi a de da os espaciales como el láse escáne (LiDAR, Ligh De ec ion And Ranging) y la o og ame ía digi al. En ambos casos es necesa io geo e e en- cia los da os ob enidos, po lo que se ha de dispone de un apoyo opog á ico. Fo og ame ía La o og ame ía es un p ocedimien o de me- dida gene al que pe mi e consegui in o ma- ción mé ica a pa i imágenes o og á icas. La in o mación ex aída po es e mé odo puede se bidimensional o idimensional. Las en ajas de u ilización de la o og a- me ía se basan p incipalmen e en la sus- i ución del abajo de campo po abajo de gabine e, la posibilidad de de e mina líneas con inuas del modelo de abajo que da án mayo p ecisión y homogeneidad, o la de oma odo ipo de da os de obje os, incluso en mo imien o (2). M.A. Núñez, F. Buill, J. Rego , A. de Mesa 489 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 Le an amien o a qui ec ónico de la Pue a de An ioquía (Alepo) A chi ec u al su ey o he An ioch Ga e (Aleppo) Pa a pode e ec ua un abajo o og amé- ico es necesa io desa olla las siguien es ases: •Adquisición de da os, undamen almen e median e cáma as o og á icas e ins u- men os opog á icos •Ob ención de medidas y o mas pa a el con ol de posiciones de los obje os a pa i de la localización de pun os en las imágenes •Aplicación de las ans o maciones p e- cisas, a pa i de cons ucciones geomé- icas-analí icas y so wa e pa a la es i u- ción o og á ica. Los mé odos más u ilizados en los le an a- mien os o og amé icos a qui ec ónicos y a queológicos son la es i ución es e eo o- og amé ica, pa a consegui esul ados i- dimensionales, y la ec i icación y la o o- p oyección pa a la ep esen ación de da os bidimensionales (3). Res i ución En el caso de la es i ución es necesa io con- segui las coo denadas espaciales de pun os de algún elemen o de la imagen, a pa i de medidas e ec uadas en un mínimo de dos o og a ías de dicho obje o, en dos posicio- nes dis in as. Las ases de abajo son: •La econs ucción del haz pe spec i o o og á ico, es deci la ob ención de la o ma del haz pa a las dos o og a ías (o ien ación in e na). •La de e minación de la posición de cada haz en elación a un sis ema coo denado y la elación en e es e sis ema y el de e- e encia u ilizado (o ien ación ex e na). •La iden i icación y la in e sección de los ayos homólogos de las o og a ías pa a encon a su posición en el espacio ( es- i ución). Las ecuaciones más u ilizadas p o ienen de la elación exis en e en e el pun o imagen medido sob e la pe spec i a o og á ica, el cen o pe spec i o y el pun o e eno del que p o iene, y se conocen como ecuacio- nes de colinealidad [1] (Ka a a, 1989). donde x e y son las coo denadas o og á i- cas ( e inadas y e e idas al pun o p incipal) del pun o conside ado, X, Y y Z las coo de- nadas del pun o en el modelo ( e eno) en el sis ema absolu o, X0, Y0 y Z0 son las coo - denadas del cen o p oyec i o en el mismo sis ema absolu o, es la dis ancia p incipal ( ocal de la cáma a) y aij las componen es de la ma iz de o ación que elaciona am- bos sis emas de e e encia. El sis ema es no lineal, y gene almen e se abaja con sis emas sob ede e minados po lo que es necesa io esol e median e un ajus e po mínimos cuad ados (MMCC) a pa i de unos alo es ap oximados de las incógni as y median e i e aciones sucesi as. El p oceso de oma adicional de da os a pa i de imágenes o og á icas (de e mina- ción di ec a), así como en el caso de una pe spec i a dibujada, el núme o de pun os es ini o y se hace necesa io in e pola po- siciones pa a ene una in o mación con i- nua. Sin emba go en es e eo o og ame ía se puede abaja po líneas con inuas con lo que se acele a el p oceso de econoci- mien o de las o mas en el espacio. En la ac ualidad los sis emas o og amé icos digi ales pe mi en, de mane a au omá ica, consegui g an can idad de in o mación es- pacial median e algo i mos de co elación de imágenes que iden i ican los pun os homólogos de las o og a ías de un mismo obje o (4), ob eniendo una nube de pun os simila a la que se ob end ía median e láse escáne e es e (TLS). Rec i icación En el caso de que únicamen e sea necesa- ia in o mación bidimensional, se puede u iliza la ec i icación o og á ica. Es e p oceso consigue ans o ma o ende eza una pe spec i a o og á ica ob eniendo una imagen semejan e a la que se consegui ía en la o og a ía exac amen e pe pendicula al plano de in e és. Pa a pode consegui la es i ución de un modelo plano u ilizando un solo o og ama es necesa io conoce o pode de e mina la elación que exis e en e el sis ema o- og á ico y el sis ema e eno, pa a ello po- demos u iliza mé odos basados en la geo- me ía p oyec i a. La ans o mación puede ambién ob ene se a pa i de la elación de p oyec i idad [2], o mulación que se ex ae de la mos ada an e io men e y que elaciona sólo las coo denadas bidimen- sionales de los dos planos, en cualquie sis ema de medida coo denado e e ido a cada uno (plano imagen y plano modelo), las exp esiones son: )()()( )()()( )()()( )()()( 033032031 023022021 033032031 013012011 ZZaYYaXXa ZZaYYaXXa y ZZaYYaXXa ZZaYYaXXa x −+−+− −+−+− = −+−+− −+−+− = [1] 1 1 ++ ++ = ++ + + = yux eydx Y yux cbyax X [2] 490 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 donde X e Y son las coo denadas del alzado o plan a en el sis ema e es e, x e y son las coo denadas o og á icas del pun o imagen y los pa áme os a, b, c... son los de e mi- nados del sis ema lineal, y se calculan me- dian e ajus e mínimo cuad á ico a pa i de conoce la elación en e más de 4 pun os. O o o og a ía Podemos de ini o o o og a ía como el mé- odo o og amé ico de ob ención de ca - og a ía 2D, co igiendo las de o maciones p oducidas en la imagen o og á ica po el elie e y la inclinación de la o og a ía, median e la co ección ( ec i icación di e- encial) de la o og a ía o iginal. El esul a- do es una nue a imagen o og á ica digi al co egida. Es a écnica pe mi e ap o echa el con eni- do in o ma i o de la o og a ía digi al y ea- liza las mismas medidas que en un plano opog á ico. Las p incipales ca ac e ís icas son la iqueza in o ma i a, la exac i ud mé- ica y la apidez de p oducción (en el caso digi al). Las aplicaciones más comunes son en elemen os con nume osos planos y en modelos con o mas complejas (5). Tan o la o og ame ía digi al como las nue- as écnicas de cap u a masi a láse escá- ne pe mi en ob ene g an can idad de in- o mación cuan i a i a y cuali a i a en muy poco iempo. Láse escáne Los senso es láse escáne ae o anspo a- dos (ALS) se han aplicado a la ob ención de modelos digi ales y ca og a ía desde la década de los 90 del pasado siglo (6) (7) (8). Pos e io men e, con su ans o mación a senso es e es es (TLS) se han ido em- pleando ampliamen e en aplicaciones a - qui ec ónicas y a queológicas. Un láse escáne es un sis ema de medi- ción que, al igual que la o og ame ía, no necesi a con ac o di ec o con el modelo a le an a . El senso es á compues o po un elemen o que gene a un haz de luz láse , ca ac e izado po su baja dispe sión, y un sis ema de ba ido, ho izon al y e ical, de modo que e ec uando una se ie de pe iles pa alelos se consigue cub i oda la supe - icie a le an a , en o ma de ejilla de paso impues o po el ope ado . En unción del sis ema de medida emplea- do se pueden clasi ica los senso es en es ipos: •Tiempo de uelo (ToF). Consis e en medi la dis ancia a pa i del iempo que a - da un o odiodo en emi i y de ec a una luz láse . Pe mi en ob ene la si uación de pun os en el espacio con una p eci- sión al ededo de 5mm pa a dis ancias de 50m. •Di e encia de ase. Mide la di e encia de ase en e la onda emi ida po el senso y la ecibida después de su e lexión en el obje o a medi . A es a medida se le añade el núme o comple o de longi udes de onda exis en es en e el ins umen o y la supe icie. La dis ancia de abajo así como el iempo in e ido en cada ba ido es in e io al caso an e io . •T iangulación óp ica. Se basa en el cálcu- lo de las coo denadas espaciales a pa i de la in e sección di ec a (in e sección de ec as desde dos pun os si uados en una base). En es e caso la dis ancia de abajo se educe conside ablemen e, au- men ando la p ecisión alcanzada. Como esul ado del ba ido sob e una su- pe icie se ob iene una nube de pun os disponiendo pa a cada uno de ellos de sus coo denadas idimensionales. Con la posi- bilidad de comple a es a in o mación con el alo de e lec i idad y el colo , depen- diendo es e úl imo de la disponibilidad de ene una cáma a o og á ica adap ada al láse escáne en la oma du an e el le an a- mien o (en el caso más gene al). Los TLS iene como p incipal en aja su g an ope a i idad en campo, pe mi iendo cap u a millones de pun os en pocos mi- nu os, lo cual se con ie e en un incon e- nien e a la ho a del a amien o de los da os espaciales al ene que manipula un g an olumen de in o mación lo que alen iza cualquie ope ación pos e io . Pa a que es e ipo de sis emas sea comple a- men e ope a i o es necesa io que se a an- ce en la au oma ización de los p ocesos de segmen ación que pe mi a independiza supe icies sob e las nubes de pun os y la subs i ución és as po p imi i as g á icas. En la ac ualidad los p og amas come cia- les pe mi en ealiza es a ope ación de o ma semiau omá ica pa a supe icies a- les como cilind os, es e as, planos,.., pe o no pa a o os elemen os p esen es en las cons ucciones a qui ec ónicas como pue- den se elipsoides, conos, hipe boloides, pa aboloides,... Es e ipo de supe icies gene almen e se han enido ajus ando me- dian e NURBS (Non-Uni o m Ra ional Basis Spline) con el incon enien e de ene que asumi la imp ecisión que se p oduce al elabo a es as supe icies basándose en la si uación de los da os ex aídos po el es- cáne y que acumulan a las imp ecisiones p opias, los e o es posicionales debidos a M.A. Núñez, F. Buill, J. Rego , A. de Mesa 489 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 Le an amien o a qui ec ónico de la Pue a de An ioquía (Alepo) A chi ec u al su ey o he An ioch Ga e (Aleppo) la di e enciación de colo es o ma e iales, los pun os de supe icie de ba ido muy an- guladas, así como pun os no pe enecien es a és a (po ejemplo en oquedades). En el caso de abaja con g an can idad de da os espaciales (láse escáne ,...) los p oblemas p oducidos po una mala cap u a o equi- ocación en la oma ocasiona una ince i- dumb e en la de inición de la supe icie. En es e abajo se p opone un p ocedimien o median e ajus e de supe icies cuad á icas con mé odos es adís icos que nos pe mi an po un lado un il ado y segmen ación de las di e en es supe icies que componen el elemen o y po o o la ob ención de los pa- áme os que de inen la o ma pa amé ica de la supe icie y su clasi icación (9) (10). Pa a consegui es a pa ame ización de su- pe icies es necesa io e ec ua la segmen a- ción de la nube de pun os inicial en odos aquellos elemen os que la componen pa a lo que exis en di e sos mé odos a endiendo a los da os que se emplean: •De mane a manual •A pa i de imágenes •En unción de da os de i ados (como la pendien e y la o ien ación) •Empleando o as condiciones a cumpli po los pun os. En muchas ocasiones los pa ches seg- men ados inicialmen e p esen an pun os no pe enecien es a la supe icie de es u- dio, añadidos po una mala clasi icación a o os ce canos. El mé odo empleado en la de ección de es os pun os depende á de su núme o, así po ejemplo si son escasos bas a án p ocedimien os basados en es es- adís icos cen ados en las ma ices c i e io, pe o si se dan en mayo can idad lo mejo es acudi a mé odos obus os (9) (10). En es e abajo se ha u ilizado un mé odo de ajus e de supe icies basado en écnicas o- bus as pa a de e mina y elimina pun os con- side ados como espu ios (mé odo RANSAC). Mé odo de ajus e P ime o se ealiza una segmen ación ap oximada de las supe icies que con o - man el obje o, pos e io men e se p ocede al ajus e de la supe icie, eliminando en es e p oceso aquellos pun os que con ienen e o es g ose os de medida o simplemen e no pe enecen a la supe icie. El mé odo RANSAC (RANdom SAmple Consensus), es un mé odo obus o desa o- llado pa a el ajus e de modelos pa amé i- cos a nubes de pun os que pueden con e- ne un al o ni el de uido (10). Su p incipal p oblema es la can idad de iempo y ecu - sos necesa ios en su ejecución. Pa a e i a es o Schnabel (11), p opone e ec ua una explo ación alea o ia median e combina o- ia, limi ando en la medida de lo posible el núme o de da os a u iliza , dejando los más “impo an es” y comp obando la e o- simili ud de dicha selección con el es o de pun os. Seguidamen e se e ec úa un ajus e mínimo cuad á ico. T as el ajus e se uel en a analiza los esul- ados apoyándonos en es es adís icos ba- sados en las ma ices de c i e io, ob enidas en el cálculo, con el obje i o de elimina aquellos pun os que p esen en e o es con- side ables (po no pe enencia a la supe i- cie a de e mina ). 3. CASO DE ESTUDIO La ciudad de Alepo es una de las ciudades más an iguas del mundo, habi ada desde 1800 AC, ue decla ada Pa imonio Cul u- al de la UNESCO en 1986 debido a sus pa icula es ca ac e ís icas y como medi- da de p o ección después de que ue an demolidos pa e de los edi icios his ó icos po el Plan Gene al de emodelación de la ciudad. Desde p incipio de los años 90, del siglo pasado, han sido ehabili ados y eno ados muchos edi icios, monumen os e in aes- uc u as de la ciudad. Es o equi ió muchos es ue zos conjun os de la municipalidad y las au o idades es a ales, y se bene ició de ayudas in e nacionales. En 1992 el gobie - no alemán y la República Á abe de Si ia empeza on a abaja jun os pa a mejo a la capacidad de adminis ación u bana del Municipio de Alepo. La es au ación de la ciudad an igua de Alepo ue el obje i o i- nal del p oyec o conjun o (12). La ”Pue a de An ioquia“ es á si uada al oes e de la ciudad y o ma pa e de la mu- alla que la odea, siendo és a una de las en adas a la ciudad an igua. El conjun o a qui ec ónico de la ”Pue a de An ioquia“, (Figu a 1), se compone de es pa es bien di e enciadas: dos o eones y un núcleo cen al. El o eón de la izquie - 1. Imágenes mu alla y pue a. 1 492 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 da, según se obse a, con es ancias añadi- das en su pa e supe io encie a un espacio abo edado de es na es con g an in e és his ó ico an o po su mé odo cons uc i o como po su geome ía o mal. La o e de la de echa es la que da en ada a la ciudad an igua bajo un g an a co de pied a de ca- ác e de ensi o que emboca a un callejón en ángulo y que a su ez da acceso al zoco. El conjun o queda limi ado a su izquie da po el mu o cons uido po los anceses en la época del llamado manda o ancés (1920 ~ 40) que ecub e pa e de la an igua mu alla. En es e con ex o y en colabo ación con el p oyec o RehabiMed (Rehabili a ion o he T adi ional Medi e anean A chi ec u e) y a ios g upos de abajo se ealizó la oma de da os opog á icos y o og á icos de la ”Pue a de An ioquia“ con un sis ema láse escáne e es e de la casa Riegl, apoyado con una es ación o al láse y di e en es cá- ma as o og á icas analógicas y digi ales. El esul ado de es e abajo ha sido el p ime paso pa a el u u o p oyec o de ehabili a- ción de la Pue a. Así pues el e o consis ía en ob ene un modelo idimensional lo más exac o posi- ble del ex e io e in e io de las o es, así como la in o mación g á ica de odos los pa amen os e icales que componen la pue a, indicando las pa ologías que a ec a- ban a los silla es: g ie as, e osión, …Pa a lo que ha sido necesa io el empleo conjun o de di e sas écnicas de medida. En el caso de la ob ención del modelo i- dimensional la écnica empleada ue un le- an amien o median e láse escáne , en los siguien es epíg a es se explica á el p oceso seguido. En el caso de la in o mación g á ica de los mu os ex e io es, se c eyó que la mayo in o mación la apo a ía la elabo ación de o o o og a ías sob e las cuales se p ocedió al digi alizado, de es e modo se dispone an o de la in o mación ec o ial como de la imagen. Pa a la geo e e enciación y usión de los da os espaciales ob enidos de las di e en- es uen es ue necesa io es ablece una se ie de pun os de con ol, los cuales se dispusie on homogéneamen e siguiendo un modelo simila a los pun os de G ube pa a una oma o og amé ica con apoyo con inuo, de modo que siemp e hubie a un núme o su icien e de pun os en cada oma. Las coo denadas de odos los pun- os se ob u ie on as el es ablecimien o de una ed opog á ica y obse aciones e ec- uadas con una es ación o al sin p isma con una ap eciación de 10cc y p ecisión de ±(3mm+ ppm) en dis ancia. La ed opog á ica es aba cons i uida po 14 bases dis ibuidas al ededo de la pue - a y si uadas a di e en es ni eles. T as la obse ación se ealizó una compensación median e ajus e po mínimos cuad ados pa a la ob ención de las coo denadas i- nales de las bases y su e o asociado, que en ningún caso supe o 1cm en planime ía y al ime ía. Desde es as bases además de da coo denadas a las dianas y pun os de con ol necesa ios en el le an amien o o- og amé ico y median e écnicas de láse escáne , se ealizó el le an amien o de la mayo pa e de las a is as que de inen los di e en es planos de los pa amen os. Pa a es os pun os se es ima que el e o absolu- o asociado es de 1cm an o en al ime ía como planime ía. Tomas o og á icas y abajo o og amé ico de gabine e Se ealiza on dos omas o og á icas, p i- me o con una cáma a semimé ica modelo Rollei 6006, de película ipo 120 (con un amaño de 6x6cm), con una placa eseau de 121 c uces esg a iadas pa a con ol, con una dis ancia ocal de 80,15mm, excep o en la pa e cen al donde se encuen an las dos o es, debido a la co a dis ancia hacia el obje o, en es e caso, la dis ancia ocal u ilizada ue de 40,49mm. La película u i- lizada ue Kodak Ek ach ome colo en posi- i o con una sensibilidad de la emulsión de ISO 100. El solape en e las o og a ías ue en odos los casos supe io al 60%. La oma del en o no o og a iado se e- pi ió con la cáma a digi al Nikon D200 (10,2Mpx), con una óp ica Zoom de 18- 200mm VR DX, a la esolución máxima, calib ada pa a dis in as ocales. El abajo o og amé ico u o como obje i o ob ene imágenes de alladas de la pa e ex e io de la mu alla y de las dos o es que anquean la g an Pue a de An ioquía, que es la pue - a de ing eso a la an igua ciudad de Alepo. Las escalas de cap u a es u ie on comp en- didas en e 1/150 y 1/250. La escala media de abajo de las o og a ías ec i icadas y las o o o og a ías ue de 1/50. Los alzados de la mu alla se consiguie on u ilizando es as o og a ías median e ec- i icaciones o og á icas con los pun os de con ol opog á ico, seguidamen e se mo- saica on co igiendo la adiome ía pa a ob ene un p oduc o de mayo calidad. Al mismo iempo se e ec uó una es i ución de los pa es o og á icos ob eniendo un modelo espacial de los paños de la mu alla que a su M.A. Núñez, F. Buill, J. Rego , A. de Mesa 489 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 Le an amien o a qui ec ónico de la Pue a de An ioquía (Alepo) A chi ec u al su ey o he An ioch Ga e (Aleppo) ez nos ha pe mi ido la c eación de un mo- delo de p o undidades (MDE) que jun o a las o og a ías o ien adas y median e la o op o- yección de és as la c eación de una o o o- og a ía digi al de esolución cen imé ica. Los p oblemas como zonas ocul as y de ini- ción de a is as se han esuel o con o og a- ías especiales y un p oceso de o ien ación más cuidadoso al e ec ua la o ien ación de las o og a ías como si de un bloque o o- g amé ico se a a a. En el caso de las di e- encias adiomé icas se han minimizado y co egido pa a da una con inuidad en los p oduc os ca og á icos inales. Con la es i ución o og amé ica se ha ob- enido un modelo idimensional ec o ial a pa i del cual se han podido gene a las pos e io es ep esen aciones g á icas, con una p ecisión algo in e io a la opog á ica, al ededo de 1cm en alzado y 2cm en p o- undidad, (Figu a 2). En es e caso los planos a ep esen a se ea- lizan a una escala de 1/50 po lo que odos aquellos elemen os del obje o que en la ealidad engan un amaño supe io a 1cm deben se es i uidos ya que en los planos se án isibles. En el desa ollo de es e abajo se han em- pleado dos so wa e dis in os, ambos con la capacidad de c ea pa es es e eoscópicos a pa i de los cuales se ha p ocedido a es i- ui el modelo idimensional de cada una de las achadas. El p ime so wa e emplea- do es Soce Se de BAE Sys ems, que con- jun amen e con el módulo PRO600 pe mi- e conec a dicho p og ama con el so wa e de CAD Mic oS a ion. También se ha em- pleado el so wa e de es i ución Image Mas e de TOPCON el cual pe mi e es i ui di ec amen e sob e los pa es es e eoscópi- cos y expo a es os en o ma o DXF. T abajo de campo con el escáne láse Se equi ie on unas 60 omas con el láse escáne e es e pa a pode ecoge odos los da os accesibles de la edi icación. El modelo de escáne láse u ilizado ue el Riegl Z420i (13), es e escáne iene un cam- po isual con un amplio ango, i.e. desde 0º a 360º en ho izon al, -40º a +40º en e - ical, y un ango de dis ancia desde los 2m has a los 800m. La esolución de paso de malla se puede ija a 0,0025º en ho izon al y en e ical. El mé odo de medición u ili- zado po es e ins umen o es el iempo de uelo ToF (14) (15). En cada es ación del escáne pa a la zona ex e io de la mu alla se ealiza on dos ba- idos: uno de baja esolución con un paso de esolución de 3,5cm a 10m de dis ancia y o o de al a esolución con una esolu- ción de 1,5cm a 10m. Pa a ob ene imágenes con in o mación de colo RGB de cada ba ido del escáne , se ealiza on en e 10 y 12 cap u as o og á icas con gi o pano ámico de 360º, median e la cá- ma a digi al calib ada NIKON D100 (6Mpx) acoplada sob e el cabezal del escáne . La posibilidad de ecoge los da os de e lec- i idad en longi ud de onda in a oja en las zonas más oscu as, pe mi ió ex ae da os que median e las imágenes RGB cap adas po la o og a ía digi al no habían podido e- coge y de es e modo complemen a los e- sul ados del mosaico o og á ico, ya que con los da os de e lec i idad se puede ob ene la imagen del edi icio en escala de g ises que dependen de la in ensidad de la señal eci- bida y complemen a la in o mación o og á- ica ob enida de la zona. En la mayo ía de los casos una gama de 256 ni eles de g ises son su icien es, en o os modelos es posible alcanza los 512 ó 1028 ni eles de in ensi- dad, esul ando muy iable pa a de ec a los cambios de ma e iales con mayo acilidad, y así de ini las jun as de los silla es. Es e he- cho quedó cla amen e pa en e en el in e io del pasillo que une ambas o es, donde la inexis encia de ocos adecuados que pe mi- ie an una iluminación ap opiada, p o ocó que en las imágenes o og á icas ob enidas ue a p ác icamen e imposible la dis inción 2. Vis a on al del modelo ec- o ial esul an e de la es i ución. 2 494 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 de las jun as en e los silla es. Sin emba go isualizando la nube de pun os a endiendo a su alo de e lec i idad es os lími es que- daban cla amen e isibles po su di e en e espues a en la e lexión del ayo, (Figu a 3). A pa i de los da os ob enidos con el láse escáne y pa a ob ene la documen ación y modelos necesa ios se siguió el siguien e p o ocolo: 1. Asignación de colo a las nubes de pun- os. Pa a es a e apa del abajo se ha u ilizado el so wa e RISCAN-P o 1.2 .1b17 de Riegl. 2. Fil ado y limpieza de pun os ajenos al obje o. Se eliminan aquellos pun os que no o man pa e de la edi icación: ege ación, cables eléc icos, las pe - sonas, e c. Es muy complicado la eli- minación de elemen os que p esen an un escaso “ olumen” como pueden se las elas de a aña p esen es en el in e io de las o es. 3. La alineación de nubes. Se ealizó en un doble p oceso. Un p ime encaje de las nubes pa ciales, (Figu a 3), a pa i de la iden i icación en és as de dianas o elemen os singula es do ados de coo - denadas opog á icas. Un egis o au o- má ico pos e io , a pa i de mé odos de mínimos cuad ados, pe mi ió a ina la unión de las nubes cap adas en el in- e io de la mu alla (16) (17). Se es ima que la p ecisión alcanzada en la nube de pun os inal en absolu o es de 2,5cm y ela i o de 1,5cm. 4. El cálculo de las supe icies que compo- nen el modelo a qui ec ónico. El in úl- imo es pa ame iza las supe icies que componen el obje o a qui ec ónico de o ma que puedan se sus i uidas po p i- mi i as g á icas. Usualmen e se u ilizan NURBS (Non Uni o m Regula Be a Spli- ne) pa a es a sus i ución, p oduciéndose en es e caso una inde inición geomé ica al no pode se clasi ica . Una solución es u iliza supe icies cuád icas y e ec ua su clasi icación, si es posible, jun o con los pa áme os de los semiejes, o igen y gi os. Además es ecomendable conoce los pa- áme os que de inen cada supe icie pa a sus i ui y educi el peso de los modelos idimensionales ob enidos po es os mé- odos de cap u a masi a de da os. La gene ación del modelo 3D eó ico Pa a la gene ación de supe icies se u i- lizó el so wa e de Mc. Neel Rhinoce os 4.0 que pe mi ió elabo a , a pa i de los cálculos, las di e en es supe icies que de e minaban los pa amen os e icales que sopo aban las bó edas así como las o mas geomé icas que con o maban las aspille as in e io es de la mu alla. Las di- e en es in e secciones en e supe icies han de inido las a is as de delimi ación de cada supe icie. La compa ación de es as supe icies con las nubes de pun os pe mi ió es ablece las de o maciones debidas a asen amien os di- e enciales de la es uc u a po an e o a los de ec os p oducidos en la ejecución de la cons ucción de los elemen os. El so wa e de Mc. Neel y de INUS Technology son he- amien as que pueden de e mina los e- sul ados de ap oximación a la o ma eal. La u ilización de en idades de malla po iangulación, pa a o maliza una maque- a i ual, pe mi e ob ene un modelo muy ap oximado a la ealidad pe o no un cono- cimien o de la geome ía de las di e en es supe icies que con o man los di e en es espacios. Pa a ello es necesa io ealiza un a amien o más exhaus i o de las nubes de pun os, ajus ando supe icies co espon- dien es con p imi i as g á icas como pla- nos, cilind os,… En el caso de es udio se ha u ilizado el mé odo RANSAC empleando dos ipos de ecuaciones en el ajus e, dependiendo de si el modelo e a pa amen o de achada o se abajaba en las bó edas. Pa a el p ime caso empleamos la ecuación del plano [3] es: 0 00332211 =+++ azayaxa [3] 3 3. Izquie da nubes de pun os del in e io de las o es, y a la de echa de alle de su alo de e lec i idad. M.A. Núñez, F. Buill, J. Rego , A. de Mesa 489 In o mes de la Cons ucción, Vol. 64, 528, 487-496, oc ub e-diciemb e 2012. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.11.090 Le an amien o a qui ec ónico de la Pue a de An ioquía (Alepo) A chi ec u al su ey o he An ioch Ga e (Aleppo) en el segundo caso la ecuación empleada es la gene al de las cuád icas [4] es: Pa a el plano la ole ancia impues a ue de 5 cm, supe io a la u ilizada en las bó edas que sólo llega on a alo es de 3 cm. Es a di e encia se explica po el g an de e io o que han su ido las pa edes, con g andes oquedades y jun as abie as, que no se p e- sen an en las bó edas. T as el ajus e se clasi ica on las supe icies cuád icas esul ando cilind os, y se compa- a on és os y los planos ob enidos con las nubes de pun os o iginales. Las disc epan- cias máximas se alcanzaban en las zonas donde exis ían oquedades, siendo la media de 3 cm. Los modelos ob enidos se comple a on con secciones a qui ec ónicas gene adas a pa i de las nubes de pun os, (Figu a 4), y que pe mi ie on dispone de in o mación de al a u ilidad pa a a on a el p oyec o de ehabili ación del monumen o. 4.CONCLUSIONES T as el abajo ealizado, queda de mani- ies o la necesidad de combina di e en es écnicas pa a pode consegui los mejo es esul ados encaminados a posee los da os que pe mi i án un análisis exhaus i o del edi icio. Cada una de las écnicas aplicadas cub e una pa cela de in o mación pa icu- la sob e las ca ac e ís icas que se necesi an pa a pode e alua los abajos que se án necesa ios en la es au ación del obje o pa- imonial es udiado. En es e sen ido la elabo ación de la ca o- g a ía de los alzados a pa i de la ec i i- cación o og á ica pe mi e la digi alización sob e pan alla de odas aquellas g ie as, o- u as y zonas de deg adación de los di e en- es ma e iales u ilizados en la cons ucción, así como el despiece de los silla es que o - man los mu os. En es e pun o se ha com- p obado la g an u ilidad del pa áme o de la e lec i idad, cap u ado po el láse es- cáne , que pe mi e dis ingui , en las omas con poca luz, los di e en es ma e iales que componen los pa amen os. De es a mane a se puede delimi a cada uno de los ma e ia- les lo que pe mi ió hace el despiece de los mu os in e io es con mayo acilidad. Así mismo, la u ilización del colo en las omas de da os del escáne han pe mi ido una mejo in e p e ación de las o mas que se es ablecen en el espacio 3D. La écni- ca de aplicación de colo a pos e io i a las nubes de pun os y al modelo i ual idi- mensional da luga al econocimien o de posibles pa ologías debidas a humedades o il aciones que pod ían lle a a un colapso de la es uc u a. Pa a lle a a cabo es udios más complejos sob e la es uc u a del edi icio, empleando mé odos como elemen os ini os, es nece- sa io dispone de un modelo 3D. És e ha sido gene ado a pa i de los da os ob eni- dos median e láse escáne . Pa a la ob ención del modelo de o ma pa- amé ica, pa a su mejo análisis, ha sido de e minan e la u ilización del cálculo de los pa áme os que de inen las di e en es supe icies. La clasi icación de la supe icie y la ex acción de los da os del cen o y los semiejes de las supe icies cu as acili an eno memen e la elabo ación en las maque- as i uales 3D. 4. Secciones del conjun o de la pue a de An ioquía. 0 2222 22 0003020123 1312 2 33 2 22 2 11 =+++++ ++++ azayaxayza xzaxyazayaxa + [4] 4