Diseño, optimización y análisis de sistemas basados en técnicas láser, para el modelado geométrico, registro y documentación, aplicados a entidades de interés patrimonial.

El objetivo de la presente tesis doctoral es el desarrollo e implementación de un sistema para mejorar la metodología de extracción de la información geométrica necesaria asociada a los procesos de documentación de entidades de interés patrimonial, a partir de la información proporcionada por el empleo de sensores láser, tanto aéreos como terrestres. Para ello, inicialmente se realiza una presentación y justificación de los antecedentes y la problemática en el registro de información geométrica para el patrimonio, detallando todos aquellos sistemas de registro y análisis de la información geométrica utilizados en la actualidad. Este análisis permitirá realizar la comparación con los sistemas de registro basados en técnicas láser, aportando sugerencias de utilización para cada caso concreto. Posteriormente, se detallan los sistemas de registro basados en técnicas láser, comenzando por los sensores aerotransportados y concluyendo con el análisis pormenorizado de los sensores terrestres, tanto en su aplicación en modo estático como móvil. Se exponen las características técnicas y funcionamiento de cada uno de ellos, así como los ámbitos de aplicación y productos generados. Se analizan las fuentes de error que determinan la precisión que puede alcanzar el sistema. Tras la exposición de las características de los sistemas LiDAR, se detallan los procesos a realizar con los datos extraídos para poder generar la información necesaria para los diferentes tipos de objetos analizados. En esta exposición, se hace hincapié en los posibles riesgos que pueden ocurrir en algunas fases delicadas y se analizarán los diferentes algoritmos de filtrado y clasificación de los puntos, fundamentales en el procesamiento de la información LiDAR. Seguidamente, se propone una alternativa para optimizar los modelos de procesamiento existentes, basándose en el desarrollo de algoritmos nuevos y herramientas informáticas que mejoran el rendimiento en la gestión de la información LiDAR. En la implementación, se han tenido en cuenta características y necesidades particulares de la documentación de entidades de interés patrimonial, así como los diferentes ámbitos de utilización del LiDAR, tanto aéreo como terrestre. El resultado es un organigrama de las tareas a realizar desde la nube de puntos LiDAR hasta el cálculo de los modelos digitales del terreno y de superficies. Para llevar a cabo esta propuesta, se han desarrollado hasta 19 algoritmos diferentes que comprenden implementaciones para el modelado en 2.5D y 3D, visualización, edición, filtrado y clasificación de datos LiDAR, incorporación de información de sensores pasivos y cálculo de mapas derivados, tanto raster como vectoriales, como pueden ser mapas de curvas de nivel y ortofotos. Finalmente, para dar validez y consistencia a los desarrollos propuestos, se han realizado ensayos en diferentes escenarios posibles en un proceso de documentación del patrimonio y que abarcan desde proyectos con sensores aerotransportados, proyectos con sensores terrestres estáticos a media y corta distancia, así como un proyecto con un sensor terrestre móvil. Estos ensayos han permitido definir los diferentes parámetros necesarios para el adecuado funcionamiento de los algoritmos propuestos. Asimismo, se han realizado pruebas objetivas expuestas por la ISPRS para la evaluación y comparación del funcionamiento de algoritmos de clasificación LiDAR. Estas pruebas han permitido extraer datos de rendimiento y efectividad del algoritmo de clasificación presentado, permitiendo su comparación con otros algoritmos de prestigio existentes. Los resultados obtenidos han constatado el funcionamiento satisfactorio de la herramienta. Esta tesis está enmarcada dentro del proyecto Consolider-Ingenio 2010: “Programa de investigación en tecnologías para la valoración y conservación del patrimonio cultural” (ref. CSD2007-00058) realizado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad Politécnica de Madrid. ABSTRACT: The goal of this thesis is the design, development and implementation of a system to improve the extraction of useful geometric information in Heritage documentation processes. This system is based on information provided by laser sensors, both aerial and terrestrial. Firstly, a presentation of recording geometric information for Heritage processes is done. Then, a justification of the background and problems is done too. Here, current systems for recording and analyzing the geometric information are studied. This analysis will perform the comparison with the laser system techniques, providing suggestions of use for each specific case. Next, recording systems based on laser techniques are detailed. This study starts with airborne sensors and ends with terrestrial ones, both in static and mobile application. The technical characteristics and operation of each of them are described, as well as the areas of application and generated products. Error sources are also analyzed in order to know the precision this technology can achieve. Following the presentation of the LiDAR system characteristics, the processes to generate the required information for different types of scanned objects are described; the emphasis is on the potential risks that some steps can produce. Moreover different filtering and classification algorithms are analyzed, because of their main role in LiDAR processing. Then, an alternative to optimize existing processing models is proposed. It is based on the development of new algorithms and tools that improve the performance in LiDAR data management. In this implementation, characteristics and needs of the documentation of Heritage entities have been taken into account. Besides, different areas of use of LiDAR are considered, both air and terrestrial. The result is a flowchart of tasks from the LiDAR point cloud to the calculation of digital terrain models and digital surface models. Up to 19 different algorithms have been developed to implement this proposal. These algorithms include implementations for 2.5D and 3D modeling, viewing, editing, filtering and classification of LiDAR data, incorporating information from passive sensors and calculation of derived maps, both raster and vector, such as contour maps and orthophotos. Finally, in order to validate and give consistency to the proposed developments, tests in different cases have been executed. These tests have been selected to cover different possible scenarios in the Heritage documentation process. They include from projects with airborne sensors, static terrestrial sensors (medium and short distances) to mobile terrestrial sensor projects. These tests have helped to define the different parameters necessary for the appropriate functioning of the proposed algorithms. Furthermore, proposed tests from ISPRS have been tested. These tests have allowed evaluating the LiDAR classification algorithm performance and comparing it to others. Therefore, they have made feasible to obtain performance data and effectiveness of the developed classification algorithm. The results have confirmed the reliability of the tool. This investigation is framed within Consolider-Ingenio 2010 project titled “Programa de investigación en tecnologías para la valoración y conservación del patrimonio cultural” (ref. CSD2007-00058) by Consejo Superior de Investigaciones Científicas and Universidad Politécnica de Madrid.

Geometría, Estructura y Forma. Centro George Ponpidou

Geometría, Estructura y Forma. Centro George Ponpidou. Jornadas Internacionales de Investigación en Construcción, ?Hitos Estructurales de la Arquitectura y la Ingeniería, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Universidad Politécnica de Madrid, Ministerio de Ciencia e Innovación, Madrid, noviembre 2011.

SISMO-HAITÍ: Proyecto de cooperación para el cálculo de la peligrosidad y el riesgo sísmico en Haití

El terremoto ocurrido el 12 de enero de 2010 en Haití devastó la ciudad de Puerto Príncipe, interrumpiendo la actividad social y económica. El proyecto Sismo-Haití surgió como respuesta a la solicitud de ayuda del país ante esta catástrofe y está siendo llevado a cabo por el grupo de investigación en Ingeniería Sísmica de la Universidad Politécnica de Madrid, especialistas en geología y sismología de las universidades Complutense de Madrid, Almería y Alicante, el Consejo Superior de investigaciones Científicas y técnicos locales Haitianos. En el marco del citado proyecto se realizará un estudio de la amenaza sísmica, con la consiguiente obtención de mapas de aceleraciones que sirvan de base para una primera normativa sismorresistente en el país. Asimismo, se llevará a cabo un estudio de riesgo sísmico en alguna población piloto, incluyendo estudios de microzonación y vulnerabilidad sísmica, así como la estimación de daños y pérdidas humanas ante posibles sismos futuros, cuyos resultados irán dirigidos al diseño de planes de emergencia. En este trabajo se presentan los primeros avances del proyecto. Uno de los objetivos más importantes del proyecto Sismo-Haití es la formación de técnicos en el país a través de la transmisión de conocimientos y experiencia que el grupo de trabajo tiene en materia de peligrosidad y riesgo sísmico, así como en todo lo relacionado con la gestión de la emergencia.

Introducción [al libro "La sede de la Real Academia de Ingeniería. Historia del Palacio de los Marqueses de Villafranca"]

En esta introducción se resumen los avatares superados por la Real Academia de Ingeniería hasta conseguir la adjudicación del actual edificio. Alrededor del último cuarto del siglo xx se produjo un movimiento mundial de reconocimiento del papel de la Ingeniería como factor de progreso, que se materializó en la creación de Academias de Ingeniería en numerosos países. La Academia de Ingeniería española fue fundada por S. M. el Rey Juan Carlos I mediante Real Decreto el 29 de abril de 1994 a propuesta del Ministro D. Gustavo Suárez Pertierra. Sus primeros treinta y seis miembros fueron designados por el Ministerio de Educación y Ciencia a propuesta del Instituto de la Ingeniería de España (18 Académicos), las Universidades (7), el Instituto de España ( 6) y la Secretaría de Estado de Universidades e Investigación (5).Desde 1994 a 1998 la Academia estuvo bajo el protectorado del Ministerio de Educación. La Presidencia era ostentada por el Secretario de Estado y, por delegación, por el Académico Excmo. Sr. D. Elías Fereres. Durante estos años se llevaron a cabo numerosas reuniones con el fin de establecer el Reglamento de Régimen Interior, generalmente celebradas en la Escuela de Caminos usando la antigua Sala de Profesores y otros lugares para reuniones esporádicas, como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, el Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción, etc. Los problemas comenzaron cuando, aprobado el Reglamento, se empezó a elegir a los primeros Académicos Numerarios y se planteó la selección de una sala digna para los actos de ingreso. Afortunadamente, la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de la Universidad Politécnica de Madrid ofreció su espléndido salón de actos para que se celebraran las tomas de posesión y, a partir de entonces, fue utilizado a menudo. Al cumplirse los cuatro primeros años desde la fundación terminó la etapa de protectorado de Ministerio de Educación y el 19 de enero de 1999 se procedió a la elección de la primera Junta de Gobierno autónoma y se acentúo la necesidad de una nueva Sede, entre otras razones por el incremento de los actos públicos de la Academia, la toma de posesión de nuevos Académicos Numerarios y la necesidad de crear una imagen institucional.

E pur si muove

Prólogo del libro Voiture minimum : Le Corbusier y el automóvil, de Antonio Amado Lorenzo

Recensiones

Contiene: GARCÍA BALLESTER, Luis, Los Moriscos y la medicina. Un capitulo de la medicina y la ciencia marginadas en la España del siglo XVI, documentos por Rosa Blasco y Luis García Ballester, Editorial Labor, Barcelona, 1984, 256 pp. / Míkel de Epalza ; LÓPEZ ELUM, Pedro, Los orígenes de la cerámica de Manises y Paterna (1285-1335), Manises y Paterna, 1984, 99 páginas / Rafael Azuar ; ROSSELLÓ PONS, Margalida, Les ceramiques almohades del Carrer de Zavellà Ciutat de Mallorca. Palma de Mallorca, 1983, 159 páginas / Rafael Azuar ; TORNERO POVEDA, Emilio, La disputa de los animales contra el hombre (traducción del original árabe de «La disputa del asno contra Fray Anselmo Turmeda»), Madrid, Editorial de la Universidad Complutense, 1984, 234 pp. / Míkel de Epalza ; VÁZQUEZ DE BENITO, María de la Concepción, Muḥammad b. Abdallāh b. al-Jatīb. K. al-Wuṣūl li-ḥifz al-ṣiḥḥa fi-l-fuṣūl. «Libro de la Higiene», Salamanca, Ediciones Universidad de Salamanca, 1984, 282-182 páginas. - Commentaria Averrois in Galenum, Madrid, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Instituto «Miguel Asín») e Instituto Hispano-Árabe de Cultura, 1984, XII. 341 páginas / Míkel de Epalza.

La basílica y el baptisterio de Tolmo de Minateda (Hellín, Albacete)

Se presenta el complejo religioso exhumado en la parte alta de la ciudad altomedieval del Tolmo de Minateda (Hellín, Albacete), correspondiente a la Madînat Iyih de las fuentes árabes y, en opinión de los autores, a la sede episcopal Eiotana/Elotana creada a principios del siglo VII. El conjunto religioso está compuesto por una basílica de tres naves con ábside semicircular y un baptisterio anexo situado a los pies del edificio, también con distribución tripartita. En este artículo se estudia detalladamente el baptisterio, así como las distintas remodelaciones de la piscina bautismal, y se propone una restitución del espacio litúrgico.

Algunas consideraciones sobre la cultura material de las épocas visigoda y emiral en el territorio de Tudmīr

En este trabajo se presentan algunas novedades de la investigación arqueológica altomedieval en el sureste de la Península Ibérica a la luz de los trabajos desarrollados en el Tolmo de Minateda (Hellín, Albacete) y se discuten, en el marco del debate cronológico recientemente planteado, aspectos relativos al método arqueológico, la cultura material, el poblamiento y la edilicia visigoda.