Tipos de lidar: comparación de sistemas aéreos, terrestres, móviles y batimétricos
Puntos clave
- Los tipos de lidar se clasifican principalmente por plataforma: aéreo, terrestre, móvil y batimétrico, además del satelital.
- Los escáneres láser terrestres ofrecen la mayor precisión, normalmente milimétrica a corta distancia; el lidar aéreo cubre las mayores áreas con precisión centimétrica a decimétrica.
- El lidar batimétrico utiliza luz verde, alrededor de 532 nm, porque penetra el agua, mientras que el topográfico suele utilizar longitudes de onda infrarrojas cercanas.
- El tiempo de vuelo pulsado, la diferencia de fase y la onda continua modulada en frecuencia (FMCW) son los tres principales métodos de medición lidar.
- El radar utiliza ondas de radio que atraviesan nubes y algunos materiales; lidar utiliza luz y proporciona una resolución mucho más fina.
¿Cuáles son los principales tipos de lidar?
Los principales tipos de lidar son sistemas aéreos, terrestres, móviles y batimétricos, agrupados según la plataforma que transporta el sensor y la superficie medida. Cada tipo es un sistema completo: láser, receptor, mecanismo de escaneo, unidad de temporización y un medio para conocer la posición y orientación del sensor.
Lidar significa detección y medición de distancias mediante luz. ¿Qué es la tecnología lidar en términos sencillos? Un método que mide distancia enviando luz láser a una superficie y cronometrando su reflexión, repetido de cientos de miles a millones de veces por segundo para construir una nube de puntos 3D. Nuestra introducción qué es lidar cubre el principio básico; aquí comparamos los tipos para identificar cuál conviene a un proyecto.
| Tipo | Plataforma | Precisión típica | Cobertura habitual | Usos principales |
|---|---|---|---|---|
| Topográfico aéreo | Avión, helicóptero o dron | Unos 3–15 cm en vertical | De hectáreas a miles de km² | Modelos del terreno, silvicultura, cartografía de inundaciones y corredores |
| Batimétrico / topobatimétrico | Aeronave o dron con láser verde | Nivel decimétrico, según el agua | Costas, ríos y fondos marinos someros | Zonas costeras, cauces fluviales y cartografía de hábitats |
| Terrestre (TLS) | Trípode estático | Milímetros a corta distancia | De una sala a un edificio o planta | BIM, instalaciones industriales, patrimonio y auscultación de deformaciones |
| Móvil (vehículo) | Automóvil, tren o barco con GNSS/INS | Nivel centimétrico con buen GNSS | Kilómetros de carretera o ferrocarril al día | Carreteras, ferrocarriles, activos urbanos y modelos de ciudades |
| SLAM de mano / mochila | Operador a pie | Unos 1–3 cm relativos | Edificios, túneles y bosques | Cartografía de interiores, minas y obra ejecutada rápida |
| Satelital | Nave en órbita terrestre | Variable; diseñado para ciencia | Perfiles globales | Hielo, altura forestal y elevación global |
¿Qué es el lidar aéreo y cómo funciona?
El lidar aéreo es un escáner láser montado en aeronave o dron que barre el terreno inferior mientras un receptor GNSS y una unidad de medición inercial (IMU) registran la trayectoria exacta del sensor. Combinar distancia, ángulo de escaneo y trayectoria proporciona las coordenadas de cada retorno.
Un sensor lidar aéreo suele utilizar luz infrarroja cercana y emitir de cientos de miles a más de un millón de pulsos por segundo. Una ventaja clave son los retornos múltiples: un pulso puede reflejarse parcialmente en hojas, ramas y finalmente suelo, permitiendo modelar terreno desnudo bajo cubierta forestal. Por eso predomina en programas nacionales de elevación y modelos de inundaciones.
Hay dos escalas de trabajo aéreo:
- Aeronaves tripuladas: grandes áreas, mayores altitudes y niveles de calidad como los de la especificación básica lidar del United States Geological Survey (USGS). Su ampliamente utilizado nivel de calidad 2 exige al menos 2 puntos por metro cuadrado y RMSE vertical de 10 cm en zonas sin vegetación.
- Lidar con drones: emplazamientos menores con densidad de puntos mucho mayor, volando más bajo; consulte nuestra guía de drones topográficos y cartografía UAV para elegir cargas útiles.
Muchos datos aéreos públicos son gratuitos. Para descargar lidar en Estados Unidos, el programa 3D Elevation (3DEP) del USGS proporciona cobertura nacional, y el visor 3DEP LidarExplorer permite localizar y descargar teselas. Muchos otros países publican conjuntos nacionales similares.
¿Qué son el lidar batimétrico y el topobatimétrico?
El lidar batimétrico mide la profundidad del agua y la forma del fondo mediante un láser verde, normalmente de unos 532 nm, que penetra mucho mejor el agua que el infrarrojo cercano. El lidar topobatimétrico combina un canal infrarrojo cercano para tierra con uno verde para agua y cartografía de forma continua su transición.
El sistema registra una reflexión en la superficie del agua y otra en el fondo; la diferencia temporal, corregida por refracción y menor velocidad de la luz en agua, proporciona la profundidad. La penetración depende mucho de la claridad: en aguas costeras claras puede alcanzar decenas de metros, mientras que en ríos turbios puede limitarse a unos metros o menos.
Los usos habituales incluyen seguimiento de erosión costera, accesos portuarios, modelos de cauces y llanuras de inundación y cartografía de hábitats. En agua turbia o profunda, la alternativa habitual es sonar multihaz desde una embarcación.
¿Qué es el lidar terrestre y qué es un escáner lidar sobre trípode?
El lidar terrestre es escaneo láser desde una posición estática sobre trípode en el suelo y proporciona la mayor precisión y densidad de todos los tipos. Un escáner terrestre gira horizontalmente mientras un espejo desvía el haz verticalmente, cubriendo casi una esfera completa en cada estacionamiento.
Varios estacionamientos se registran en una nube de puntos. La precisión suele ser milimétrica a corta distancia, lo que hace del escaneo 3D lidar terrestre el estándar para BIM, comprobación estructural, plantas industriales y patrimonio. Nuestro escáner láser 3D terrestre captura hasta 2 millones de puntos por segundo en un cuerpo de 4,4 kg, con versiones de alcance de 70 m y 150 m sobre objetivos blancos del 90 %, y una versión de largo alcance, además de color HDR. Para grandes emplazamientos, nuestro escáner láser terrestre de alta velocidad escanea hasta 1000 kHz en un campo de visión de 360° × 282° con láser de clase 1 seguro para los ojos.
Donde los datos deben vincularse a control topográfico preciso, como túneles y auscultación, una estación total con escáner combina ángulos y distancias de estación total con escaneo 3D en un instrumento. El flujo estático completo se describe en nuestro artículo de escaneo láser terrestre.
¿Qué es el lidar móvil? Sistemas de vehículo, mochila y mano
El lidar móvil es escaneo láser desde una plataforma en movimiento, como vehículo, tren, barco, mochila o unidad de mano, mientras el sistema calcula continuamente su trayectoria. Los sistemas de vehículo utilizan GNSS e IMU de alta calidad; los de mano y mochila dependen principalmente de localización y cartografía simultáneas (SLAM).
- Cartografía móvil en vehículo: carreteras, ferrocarriles y activos urbanos capturados a velocidad del tráfico. La precisión es centimétrica con buen GNSS, pero disminuye en cañones urbanos y túneles si no se añaden puntos de control.
- SLAM de mochila y mano: edificios, minas, bosques y lugares sin GNSS. Nuestro escáner láser SLAM portátil pesa 925 g, mide de 0,1 a 70 m y proporciona espesor de nube de puntos de 1 cm o mejor tras posprocesamiento.
La cartografía móvil lidar sacrifica algo de precisión por rapidez: un edificio que necesita un día de estacionamientos con trípode a menudo puede recorrerse en menos de una hora. Nuestra explicación de qué es SLAM describe cómo estos sistemas determinan su posición y controlan la deriva.
¿Cuáles son los componentes y métodos de medición de lidar?
Todos los sistemas de escaneo lidar tienen los mismos componentes básicos: emisor láser, mecanismo de orientación del haz, receptor, electrónica de temporización precisa y sistema de posicionamiento. La medición de distancia utiliza uno de tres métodos.
- Emisor lidar: láser pulsado o continuo, habitualmente 905 nm, 1064 nm o 1550 nm para topografía y 532 nm para agua.
- Escáner: espejos giratorios, prismas o cabezales rotatorios; algunos sensores nuevos son de estado sólido.
- Receptor: sensor láser lidar, o fotodetector, que registra la luz devuelta y su intensidad.
- Posición y orientación: GNSS/IMU en sistemas aéreos y de vehículo, SLAM en unidades de mano o estacionamiento fijo para escáneres terrestres.
| Método de medición | Cómo mide | Ventajas habituales |
|---|---|---|
| Tiempo de vuelo pulsado | Cronometra la ida y vuelta de cada pulso | Largo alcance y retornos múltiples; escáneres aéreos y de largo alcance |
| Diferencia de fase | Compara la fase de un haz continuo modulado | Muy alta velocidad y bajo ruido a distancias cortas y medias |
| FMCW | Mide la diferencia de frecuencia de un haz con barrido de frecuencia | También mide velocidad; emergente en sensores de automoción |
La resolución lidar, el detalle más pequeño que puede separar un sistema, depende del espaciado de puntos, la divergencia del haz (tamaño de huella a distancia) y el ruido de distancia, no solo de la tasa de puntos.
Radar frente a lidar: ¿qué diferencia hay?
El radar utiliza ondas de radio y lidar luz; por tanto, el radar atraviesa nubes, lluvia y algunos materiales con menor resolución, mientras que lidar resuelve detalle fino pero se bloquea con niebla, lluvia intensa y superficies sólidas. Las longitudes de onda lidar rondan 1 micrómetro; las de radar van de milímetros a metros.
| Criterio | Lidar | Radar |
|---|---|---|
| Señal | Luz láser visible o infrarroja cercana | Radio o microondas |
| Resolución | Milímetros a centímetros | Generalmente menor |
| Meteorología | Reducido por niebla, lluvia y polvo | Poco afectado |
| Penetración | Por huecos de la vegetación; luz verde en el agua | En suelo, hormigón o hielo con georradar |
| Uso topográfico | Cartografía 3D de superficies | Cartografía del subsuelo y de deformaciones por satélite |
En topografía, un levantamiento por radar suele significar una de dos cosas: georradar (GPR) para localizar servicios enterrados y huecos, o interferometría radar por satélite para medir movimientos del terreno. Ninguno sustituye a lidar; miden cosas distintas.
Cómo elegir tipo de lidar, software o proveedor de servicios
Elija el tipo de lidar según precisión, área y entorno del proyecto; después compruebe que el software pueda procesar y entregar datos en los formatos utilizados por sus clientes.
- Defina la precisión: milímetros orientan al escaneo terrestre; centímetros a lidar móvil o de dron; decímetros a aéreo tripulado.
- Defina el área y la forma: salas y edificios (terrestre o SLAM), emplazamientos (dron), corredores (móvil o dron VTOL) y regiones (aeronave).
- Considere el entorno: vegetación, agua, disponibilidad GNSS y acceso.
- Planifique el control: el control GNSS y de estación total vincula todos los tipos de lidar a la cuadrícula del proyecto.
- Compruebe el procesamiento: software lidar para registro, clasificación y modelado; software cartográfico y herramientas GIS lidar para productos de terreno y análisis.
Muchas empresas compran escáneres terrestres o portátiles para el trabajo diario y utilizan servicios de cartografía lidar para proyectos aéreos o batimétricos, donde aeronaves y sensores especializados hacen más económica la subcontratación. Para comparar escáneres para sus aplicaciones, solicite un presupuesto indicando tamaño habitual de proyecto y precisión requerida.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre radar y lidar?
El radar emite ondas de radio y el lidar luz láser. El radar funciona a través de nubes y lluvia y puede penetrar el terreno como georradar, pero su resolución es menor. El lidar mide superficies con gran detalle y puede cartografiar el terreno bajo vegetación a través de huecos en las copas, pero niebla, lluvia y polvo reducen su alcance.
¿Qué es ladar?
Ladar significa detección y medición de distancias mediante láser. Es un término más antiguo, utilizado principalmente en ámbitos militares y de defensa, para el mismo principio que lidar: medir distancias cronometrando la luz láser reflejada. Un sensor ladar y uno lidar funcionan igual; en topografía y cartografía, lidar es hoy el término estándar.
¿Hasta qué distancia puede detectar lidar?
Depende del tipo. Los escáneres SLAM portátiles suelen alcanzar decenas de metros; los terrestres, desde unos 70 m hasta varios cientos; y los sensores terrestres de largo alcance y aéreos, bastante más, con aeronaves volando a cientos o miles de metros sobre el suelo. El alcance disminuye sobre superficies oscuras, mojadas o inclinadas y con niebla, lluvia o polvo.
Lidar frente a escaneo láser: ¿qué diferencia hay?
No hay una diferencia real de principio: un escáner láser 3D es un tipo de sistema lidar. En la práctica, se habla de escaneo láser para equipos topográficos de trípode y de mano, y de lidar para sensores aéreos, móviles y de automoción. Un distanciómetro lidar sencillo mide una distancia; un escáner láser barre el haz para capturar millones de puntos.
¿Qué tipo de lidar es más preciso?
El escaneo láser terrestre con trípode es el más preciso, normalmente milimétrico a corta distancia, porque el instrumento está inmóvil y cerca de la superficie. El lidar móvil y de drones suele alcanzar nivel centimétrico, y el aéreo tripulado de unos centímetros a decímetros, según altura, calidad GNSS y calibración.
¿Puede lidar ver a través del agua?
El lidar infrarrojo cercano estándar se absorbe o refleja principalmente en la superficie del agua, por lo que no puede cartografiar el terreno sumergido. El lidar batimétrico utiliza luz verde de unos 532 nanómetros, que penetra el agua, y puede cartografiar el fondo a profundidades que dependen de su claridad: desde unos metros en ríos turbios hasta decenas de metros en aguas costeras claras.
¿Se pueden descargar gratis datos lidar?
Muchos datos públicos de lidar aéreo son gratuitos. En Estados Unidos, el programa 3D Elevation del USGS proporciona cobertura nacional que puede buscarse y descargarse mediante sus visores en línea, y muchos otros países también publican datos nacionales de elevación. Compruebe fecha, densidad de puntos y precisión antes de utilizarlos para diseño de ingeniería.
¿Necesita equipos para este trabajo?
Indique el trabajo, país y cantidad. Un ingeniero responderá con una configuración y precio en un día laborable. Pedido mínimo de una unidad; opciones OEM disponibles.
