Aplicaciones de la fotogrametría de bajo coste al estudio de patrimonio arqueológico y arquitectónico

Resumen

El 16 de noviembre de 1972, la “Convención para la protección del Patrimonio Cultural y Natural del Mundo”, fue adoptada por la “Conferencia General de la UNESCO” con el objetivo de promover la identificación, protección y preservación del patrimonio cultural y natural de todo el mundo. En el ámbito autonómico, entre los retos prioritarios establecidos en las “Estrategias para la Especialización Inteligente de Galicia”, se encuentra el desarrollo tecnológico en la puesta en valor del patrimonio cultural, tanto en la gestión de contenidos, como en su digitalización o catalogación. Para alcanzar estos objetivos, resulta esencial documentar geométricamente el patrimonio cultural, es decir, adquirir, procesar, presentar y registrar los datos necesarios para la determinación de la posición, la forma y el tamaño de un monumento en el espacio tridimensional. Las técnicas tradicionales de documentación geométrica de patrimonio, convergen actualmente hacia técnicas de adquisición de datos métricos masivas que permiten obtener modelos 3D que proporcionan un registro geométrico y radiométrico de alta resolución, aportando una documentación del patrimonio mucho más completa, rigurosa y adecuada que la proporcionada por las técnicas tradicionales. En concreto, la fotogrametría de rango cercano ha evolucionado considerablemente en las últimas décadas principalmente gracias al desarrollo de los algoritmos Structure from Motion (SfM), los cuales propiciaron su expansión como método de documentación patrimonial. No obstante, su aplicación para la documentación de elementos arquitectónicos no siempre es sencilla, en especial cuando las limitaciones de espacio en la escena de trabajo son extremas como ocurre habitualmente en los cascos históricos de las ciudades donde se ubica la mayoría de casos. Otro ejemplo de dificultades en la aplicación de estas tecnologías, la encontramos en el patrimonio de tipo arqueológico, concretamente en el arte rupestre al aire libre o petroglifos, los cuales además de geometrías complejas que dificultan la aplicación de estos métodos de registro, requieren tratamientos específicos que permitan registrar grabados no detectables a simple vista. Además, la abundancia y dispersión de ambos tipos de patrimonio en Galicia, hace que su documentación no sea viable solo por medios profesionales avanzados. Por ello es importante el desarrollo de metodologías sencillas y de bajo coste, que sean accesibles a profesionales, o incluso a aficionados, no expertos en métodos de modelado 3D. La presente tesis doctoral se enmarca en el campo de la documentación fotogramétrica de elementos patrimoniales por parte de técnicos y aficionados con medios y conocimientos limitados en una tecnología cada día más a su alcance. Dada la variabilidad metodológica que presenta actualmente la fotogrametría SfM, el objetivo principal de esta tesis es evaluar diferentes flujos de trabajo fotogramétrico de bajo coste para modelado 3D de patrimonio arquitectónico en cascos históricos y de muestras de arte rupestre al aire libre, analizando los resultados obtenidos fundamentalmente en términos de calidad geométrica, calidad visual, rendimiento y accesibilidad técnica, mostrando la fotogrametría SfM como una tecnología accesible a perfiles no expertos en la adquisición de datos 3D. En los casos de estudio de patrimonio arquitectónico en cascos históricos, las metodologías descritas permite obtener modelos 3D de calidad, incluso en situaciones extremas donde la aplicación de metodologías estandarizadas no son aplicables debido a las limitaciones del espacio de trabajo; En lo referente a las tareas de documentación geométrica de petroglifos, los flujos de trabajo descritos, mejoran los resultados y rendimientos de técnicas a priori más avanzadas como el TLS. Además, se define un flujo de trabajo completo mediante software gratuito en todo el proceso, basado en la aplicación de fotogrametría SfM, renderizados de realce y vectorización automática, que permite documentar un número elevado de petroglifos en un periodo corto de tiempo, siendo además capaz de registrar de modo objetivo grabados de arte rupestre “Atlántico” que los métodos tradicionales no consiguen detectar.