Complementación de los estudios por fotogrametría y escáner láser terrestre para la reconstrucción de modelos sólidos de estructuras patrimoniales

Abstract

Los monumentos arqueológicos y arquitectónicos forman parte importante de la historia, identidad y cultura de un país. A lo largo de los años, estos monumentos están sometidos a fenómenos naturales y antropogénicos que desgastan su estructura, deformando la geometría del patrimonio. Frente a esta situación, en los últimos años se han propuesto y desarrollado metodologías para preservarlos y/o reconstruirlos. Se inicia digitalizando las estructuras: se representa la geometría del monumento como una serie de puntos que describen la super cie del objeto. Y estos puntos son usados para construir modelos 3D (modelos de mallas). Esta digitalización se puede llevar a cabo a través de diferentes técnicas, cuya diferencia se encuentra en el dispositivo utilizado: la estación total, el sensor Kinect, el escáner láser terrestre y drones con cámaras fotográ cas. En la actualidad se prioriza el estudio con escáner láser y la fotogrametría. Estas metodologías tienen ciertas limitaciones como la iluminación del objeto para la fotogrametría y las características geométricas ubicadas fuera del rango de vista para el escáner láser. Por otra parte, una de las aplicaciones más importantes de los modelos 3D son los modelos sólidos. Sin embargo, debido a la cantidad de datos que se obtiene de los modelos 3D, no pueden ser usados directamente para construir modelos sólidos, sino que deben darse pasos previos. Por otro lado, estos modelos sólidos tienen la ventaja de ser manipulados en cualquier programa de ingeniería. En esta tesis se desarrollan metodologías para construir modelos de mallas 3D basados en estudios de fotogrametría, escáner láser terrestre y una fusión de ambos estudios. También se presentan algoritmos para realizar recorridos virtuales, construir modelos sólidos y dibujar planos de arquitectura. Además se estudiará la precisión, exactitud, tiempo y costo de distintas metodologías de digitalización tomando como referencia el modelo del escáner láser. Las metodologías se aplicarán a una serie de monumentos como son los siguientes: una sección del Qhapaq Ñan o Camino Inca, la iglesia San Juan Bautista de Huaro, la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, la Quinta del Marqués de Presa, el Cementerio Presbítero Matías Maestro y la Huaca de la Luna. Los algoritmos propuestos muestran resultados óptimos en términos de tiempo de procesamiento, resolución y efectividad de acuerdo a otros estudios similares. Los recorridos virtuales presentan a los monumentos de forma más amena y pueden ser usados para promover el turismo. Los planos de arquitectura muestran una representación más real y completa de la estructura en comparación con los típicos planos de arquitectura. Los modelos sólidos son obtenidos a partir de la base de datos de los modelos de mallas, lo cual es más óptimo que usar herramientas de ingeniería inversa o una biblioteca de sólidos compuesto por cubos, tetraedros y esferas.