Nuvem de pontos: o que é e como usá-la para obter um modelo 3D

Andrei Campos - Engenheiro Civil, Maply
May 6, 2022

A nuvem de pontos é um aglomerado de pontos georreferenciados que recriam a superfície de um terreno ou uma estrutura. Cada ponto vai contribuir para a elaboração de um modelo tridimensional complexo, contendo elementos como profundidade, formação geométrica, elevação e localização.

A elaboração da nuvem de pontos representa um elemento fundamental para atribuir precisão e detalhamento a modelos tridimensionais feitos a partir da varredura topográfica com drones. Além disso, nuvens de pontos também podem ser obtidas com técnicas de escaneamento a laser, ideal para ambientes internos.

A nuvem de pontos e os drones

Embora a nuvem de pontos possa ser realizada com outras técnicas, os drones representam um avanço na sofisticação e assertividade de sua obtenção.

Um dos motivos que listamos para a realização da topografia com drones é a densidade da nuvem de pontos em comparação com outras técnicas tradicionais de topografia. No exemplo citado no artigo, a topografia feita através de drones gerou mais de 1 milhão de pontos, enquanto os métodos tradicionais não chegaram sequer a 700 pontos. 

A razão dessa discrepância é que os drones captam as coordenadas X, Y e Z (comprimento, largura e profundidade) a cada dois ou três centímetros. Isso significa que os modelos digitais gerados através da nuvem de pontos têm uma precisão desses mesmos dois ou três centímetros em relação ao modelo real.

Outros métodos, por sua vez, registram pontos separados por metros, criando nuvens de baixa densidade.

Dos pontos às representações

Após a obtenção das imagens com os drones, que precisam ser processadas em um software de fotogrametria, elas são alinhadas, criando uma nuvem de pontos.

A densidade dos pontos vai definir o detalhamento do modelo tridimensional gerado a partir das imagens. Quanto mais pontos, mas fiel será o resultado final. Em contrapartida, o processamento também será mais lento e demorado.

Motivos para fazer nuvem de pontos a partir de drones

Embora a nuvem de pontos possa ser feita usando outras tecnologias, os drones trazem uma gama de vantagens para a realização da tarefa:

  • Menores custos com equipamentos
  • Equipes mais enxutas 
  • Menor necessidade de mão de obra especializada
  • Maior velocidade no mapeamento

Além disso, algumas plataformas de processamento, como a da Maply, são capazes de gerar a nuvem de pontos de forma automática. Em outros casos, pode haver a necessidade de somar trabalhos manuais e uso de máquinas potentes para que o resultado seja alcançado.

A nuvem de pontos na construção

A nuvem de pontos é dotada de um amplo leque de aplicabilidades, principalmente nas áreas de topografia, engenharia, cartografia e arquitetura.

No caso da construção civil, a nuvem de pontos pode ser utilizada durante diversos processos na execução de uma obra. O planejamento de todo empreendimento precisa passar pelo detalhamento topográfico do terreno e suas instalações.

Representações com fidelidade

Com a nuvem de pontos, também se torna possível a criação de um modelo “as built de um projeto. O “as built” - termo que significa “conforme construído”, em portugês - permite a elaboração de modelos digitais 3D com alta fidelidade em relação.

Essa funcionalidade permite o acompanhamento do desenvolvimento da obra e a análise comparativa em relação às especificações previstas no projeto. Dentre as aplicabilidades da nuvem de pontos estão:

  • Criação de modelos para acompanhamento e documentação de projetos de engenharia
  • Monitoramento estrutural, com a finalidade de identificar desgastes e vulnerabilidades
  • Captura de detalhes arquitetônicos para fins de restauração ou preservação
  • Obtenção da agrimensura e criação de mapas topográficos
  • Medição da dimensão de áreas 
  • Mensuração de volumes de materiais

Tais fatores tornam os projetos mais assertivos e precisos, atuando na prevenção de erros que demandam retrabalhos, além de melhorar a produtividade em campo. 

Catedral de Notre-Dame: um exemplo do poder da nuvem de pontos

O nível de detalhamento que pode ser alcançado por meio da nuvem de pontos ficou evidente no projeto de restauração e recriação da Catedral de Notre-Dame, em Paris. 

Em 2019, o icônico marco arquitetônico francês foi acometido por um incêndio. Os esforços para a restauração da catedral passaram pela tarefa de encontrar um modelo que tenha registrado seus ambientes minuciosamente.

A representação mais fiel e com maior qualidade da catedral foi cedida pelo professor Andrew Tallon, do Vassar College, que o elaborou usando uma nuvem com mais de um bilhão de pontos

Integração entre nuvem de pontos e BIM 

A nuvem de pontos se apresenta, ainda, como uma potente aliada para a elaboração de modelos BIM detalhados e completos. Embora promissora, essa relação tem um potencial ainda pouco explorado pelo mercado.

O BIM, para que atinja seu melhor desempenho, precisa ser abastecido por informações com alto nível de acurácia e detalhamento. Esses são, justamente, os dois maiores predicados da nuvem de pontos.

Dessa forma, utilizar a nuvem de pontos para iniciar um modelo tridimensional com o BIM a partir de uma nuvem de pontos é mais fácil e eficaz do que iniciar uma modelagem modelo do zero. 

Como a nuvem de pontos contribui ao BIM

A nuvem de pontos tem a capacidade de contribuir com o desempenho de funcionalidades do BIM como:

  • Relatórios de desvios: a fidelidade ao projeto é um dos principais fatores para garantir o bom andamento de um empreendimento no canteiro. A nuvem de pontos permite a validação e verificação posicional dos elementos e instalações em uma obra. Assim, o BIM consegue alertar correções necessárias para neutralizar desvios.
  • Detecção de interferência: uma das principais vantagens do BIM que pode ser potencializada com a nuvem de pontos é a detecção de interferências. Os dados da nuvem de pontos contribuem para que o software encontre colisões entre objetos que não foram identificados durante o projeto, para que possam ser corrigidos com antecedência, sem causar atrasos. 
  • Verificação da construção: a instalação incorreta de equipamentos e componentes é uma das principais causas de erros e retrabalhos em uma obra. A nuvem de pontos usada continuamente no acompanhamento do progresso de um projeto pode criar imagens a ser contrastadas com o design planejado. Assim, irregularidades são detectadas antes que gerem interferências nas fases seguintes do empreendimento.

Conclusão

A nuvem de pontos é uma ferramenta poderosa que se mostra não só resistente à transformação digital, mas também capaz de potencializar novas tecnologias.

Municiando ferramentas de modelagem e monitoramento com dados detalhados e complexos, a nuvem de pontos se coloca como uma técnica polivalente. Dentro da construção civil, suas possibilidades atuam para ajudar na redução de custos, elaboração de modelos acurados e, consequentemente, aumento de produtividade. 

A Maply extrai da nuvem de pontos os atributos que essa técnica tem a oferecer. Se acha que a nuvem de pontos pode contribuir para seus projetos, entre em contato com a nossa equipe!

Juntos podemos transformar a coleta de dados mais simples, acessível e eficaz.

Somos entusiastas da transformação digital e trabalhamos para re-significar processos e a coleta de dados em grandes obras, promovendo eficiência, segurança e produtividade.

Pronto para Começar?
Converse conosco e veja como podemos ajudá-lo.
Comece Agora

Navegue por nossa biblioteca de conteúdo e veja como estamos tornando a coleta de dados mais simples, acessível e eficaz.

Documentação

Nossa documentação foi elaborada para orientá-lo nas melhores práticas de operação de captura, processamento e análise dos dados.

Blog

Nossa equipe compartilha as principais novidades do setor, além de artigos, estudos de caso e novas tecnologias.