O que é uma nuvem de pontos
Uma nuvem de pontos é um conjunto de milhões de pontos com coordenadas X, Y, Z que, juntos, reproduzem a forma real de um objeto, de um edifício ou de um terreno. Cada ponto é uma medição: o lugar exato do espaço onde o scanner ou a câmara detetou uma superfície. Vista de longe, a nuvem parece uma fotografia em 3D; vista de perto, percebe-se que é feita de pontos soltos.
O essencial é que se pode medir sobre ela: distâncias, alturas, cortes, superfícies, volumes. Por isso é o ponto de partida dos desenhos do estado atual, de um modelo BIM as-built ou de um gémeo digital.
O que guarda cada ponto
- Coordenadas X, Y, Z. Num sistema local ou georreferenciado (em Espanha, ETRS89 / UTM).
- Cor (RGB). Obtida a partir das fotografias do scanner ou da câmara.
- Intensidade. A força com que o laser regressa; distingue materiais mesmo que tenham a mesma cor.
- Classe. Solo, vegetação, edifício, tubagem… Atribui-se ao processar a nuvem e permite filtrá-la.
- Outros atributos: normal à superfície, número de retorno em LiDAR aéreo, carimbo temporal.
Como se obtém uma nuvem de pontos
| Método | Como mede | Melhor para |
|---|---|---|
| Scanner laser terrestre | A partir de um tripé, estação a estação | Interiores, instalações, estrutura; máxima precisão |
| SLAM (scanner móvel) | A caminhar, em contínuo | Percursos longos, galerias, naves, património |
| LiDAR com drone | Laser a partir do ar, com vários retornos | Terreno, sob vegetação, obra linear, grandes superfícies |
| Fotogrametria | Cálculo a partir de fotografias sobrepostas | Fachadas, coberturas, pedreiras; cor excelente |
Na maioria dos projetos combinam-se: laser terrestre dentro, drone fora, tudo unido numa única nuvem. Unir as capturas é o registo, e colocá-las em coordenadas reais é a georreferenciação. Explicamo-lo em detalhe em o que é Scan to BIM.
À escala de país também há nuvens públicas: o PNOA-LiDAR do Instituto Geográfico Nacional espanhol cobre Espanha com nuvens aéreas de baixa densidade, úteis para estudos de terreno, embora não para medir um edifício. Em Portugal, o equivalente é o levantamento LiDAR da DGT.
Precisão, densidade e ruído
Três palavras que convém não misturar ao pedir ou rever uma nuvem:
- Precisão: quanto se aproxima cada ponto da sua posição real. Com scanner laser terrestre, da ordem de ±2 mm em condições controladas; com drone, centimétrica.
- Densidade: quantos pontos há por superfície, ou a separação entre pontos. Mais densidade mostra mais detalhe, mas não torna a nuvem mais precisa.
- Ruído: a dispersão dos pontos sobre uma superfície que deveria ser lisa. O SLAM tem mais do que o laser terrestre; a fotogrametria, mais em zonas sem textura.
O número que importa não é o da ficha do scanner, mas o do conjunto registado. Peça sempre o relatório de registo com o erro entre estações e, se houver georreferenciação, o ajuste aos pontos de controlo.
Formatos de nuvem de pontos
- E57: o formato neutro da digitalização 3D, normalizado na ASTM E2807. Guarda pontos, atributos e imagens. Se só pedir um, que seja este.
- LAS / LAZ: o padrão de topografia, SIG e LiDAR aéreo; LAZ é a sua versão comprimida sem perdas.
- COPC: um LAZ organizado por níveis de detalhe, pensado para abrir nuvens enormes na web sem as descarregar por inteiro.
- RCP / RCS: formato do Autodesk ReCap, o que se liga em Revit e AutoCAD.
- PLY, PTS, PTX, XYZ: formatos simples, úteis para trocas pontuais.
Para que serve uma nuvem de pontos
- Medir sem voltar a campo: distâncias, alturas, gabaritos, verificações de se algo cabe.
- Desenhos do estado atual: plantas, cortes e alçados extraídos da nuvem.
- Modelação BIM as-built: o modelo constrói-se sobre a nuvem, com o LOD acordado.
- Controlo de obra e de deformações: comparar duas nuvens, ou nuvem contra modelo, com mapas de cores.
- Medições de volume em depósitos de material, pedreiras ou movimentos de terras.
- Gémeos digitais e visualização: como camada de realidade medida ou como base para Gaussian Splatting fotorrealista.
Um exemplo real: no Canal de Santillana, para o Canal de Isabel II, a nuvem contínua de mais de 12 km de condutas foi o entregável principal para inspeção e manutenção, sem necessidade de modelar tudo em BIM.
Como se abre e se partilha
Uma nuvem é muito pesada, por isso a forma prática de a partilhar é um visualizador web: a equipa percorre-a e mede a partir do navegador sem instalar nada nem descarregar gigas. O VisionHub abre nuvens em E57, LAS, LAZ e COPC junto do modelo IFC; no computador, o CloudCompare ou o Leica TruView são opções gratuitas. Tem a comparação completa em visualizadores BIM e de nuvens de pontos.
Se precisa de uma nuvem de pontos de um edifício, de uma instalação ou de um terreno, conte-nos para que a vai usar: é disso que depende que método, que densidade e que formato lhe convém.