The Use of Lidar Images in Costa Rica: Case Studies Aplied in Geology, Enginneering, and Archeology

摘要

Tecnología lídar La palabra lídar proviene del acrónimo en inglés Laser Imaging Detection and Ranging, que en español se podría expresar como “detección de imágenes por láser y distancia”. Se trata de una tecnología de sensores remotos con múltiples usos, de los cuales los más frecuentes son cartografiar la topografía de superficies extensas cuando es aerotransportado, o bien pequeñas zonas u objetos cuando se usa en tierra. Existe desde hace varias décadas, pero ha sido en los últimos quince años que al complementarse con otras tecnologías (GPS, computadoras personales poderosas, fotografía digital de gran formato, y software amigable) ha evolucionado hasta el punto de poder generar modelos de elevación digital (MED) con niveles de detalle y resolución en el orden de centímetros a milímetros. El fundamento de la tecnología lídar está en medir distancias iluminando un objetivo con un rayo láser y posteriormente analizando la luz reflejada e información generada en ese objetivo. Cada dato o punto generado con lídar por sí solo no tiene mucha utilidad; sin embargo al unir los millones de puntos generados a partir de un barrido con un escáner láser en un área específica, se pueden recrear superficies en tres dimensiones con las que posteriormente se puede trabajar. Esta tecnología tuvo pocas aplicaciones inicialmente, y estuvo restringida a los campos de la milicia y la meteorología. Actualmente se utiliza en campos como geología, geomorfología, ingenierías civil y forestal, arqueología, hidrología y arquitectura, entre otros (Romano, 2004). A pesar de la apertura de esta tecnología en otros campos, los costos económicos que implican su adquisición y uso, siguen siendo altos y son una limitante, especialmente para países en vías de desarrollo, donde su uso práctico enfocado en proyectos para disminuir el riesgo y la vulnerabilidad podría ser clave. Recientemente, entidades internacionales como el Banco Mundial, han facilitado la implementación de esta tecnología para ayudar a tomar decisiones que reduzcan el riesgo y vulnerabilidad en países con pocos recursos. Para los planes de reconstrucción de Haití después del Terremoto de Puerto Príncipe (Mw 7,2; 12/01/2010), se utilizaron imágenes lídar aéreas, para determinar las zonas más susceptibles a tener deslizamientos disparados por exceso de lluvia y movimientos sísmicos (Mora et al., 2012). En el caso específico de Costa Rica, instituciones académicas de Estados Unidos han realizado investigaciones arqueológicas con lídar desde la década de 1980 (Sheets et al., 1991). Las experiencias más recientes con lídar aéreo en Costa Rica fueron motivadas al igual que en Haití por los efectos de un terremoto; en este caso el de Cinchona (Mw 6,2; 01/08/2009). Los resultados de esta experiencia abrieron la puerta para que instituciones como la Comisión Nacional de Emergencias (CNE) y el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) continuaran haciendo estudios de este tipo en diferentes zonas del país. En el año 2010, el Lanamme-UCR adquirió un escáner lídar terrestre para evaluar deslizamientos, taludes y otros elementos que puedan afectar la red vial nacional. Además, se han explorado aplicaciones en el campo de la arqueología y la restauración patrimonial. Los principales objetivos del presente trabajo son hacer una síntesis de la evolución que ha tenido la tecnología lídar; explicar su funcionamiento y los tipos de equipos que existen actualmente en Costa Rica; exponer los antecedentes y algunos casos de estudio que se han dado en Costa Rica, y presentar el actual uso que se le da al escáner terrestre con que cuenta el Lanamme-UCR. Evolución de la Tecnología Lídar El origen de esta tecnología se remonta a inicios de la década de 1960, poco después de la invención del láser, específicamente cuando se logró la combinación de imágenes enfocadas con láser y la capacidad del radar de poder medir distancias con base en los tiempos de retorno de sus señales (Flood, 2001). Como muchas otras tecnologías de uso común en el presente, la tecnología lídar posiblemente tuvo un origen militar, para poder generar mapas en zonas de difícil acceso. Esto no está oficialmente documentado, por lo que no existen referencias al respecto. Sin embargo, por su capaci