Optimización en el posicionamiento para la realización de un levantamiento arquitectónico

Description

La presente Tesis Doctoral desarrolla un método de selección del conjunto de posicionamientos desde los cuales realizar la toma de datos geométricos de un edificio, en aras de ejecutar el Levantamiento Arquitectónico del mismo. Este trabajo de investigación se ha realizado con el fin de obtener un método que asista a los profesionales de la Topografía, la Ingeniería y la Arquitectura en los trabajos de levantamientos de edificios. Para ello, se ha realizado un estudio acerca de las técnicas de optimización adecuadas para conocer el número óptimo de posicionamientos desde los cuales realizar la toma de datos, y la ubicación de los mismos. Esta investigación se ha creído necesaria al observar que los Levantamientos Arquitectónicos se han venido realizando basándose en la experiencia y buen hacer de los profesionales que lo ejecutan, intuyendo, a ojo, cuáles son los mejores puntos sobre los que estacionar, pero sin ningún control que verifique que la toma de datos vaya a ser correcta. Esto puede conllevar pérdidas económicas, de tiempo, y lo más importante, errores en la toma de datos. Para dar respuesta al problema planteado, en la presente memoria de tesis se desarrolla el diseño de dos algoritmos, los cuales devuelven un número razonable de posicionamientos que garantizan la visualización de forma correcta de un edificio desde su lado exterior. El primero de ellos deriva de las técnicas de optimización basadas en el Problema de la Galería de Arte. Dicho problema estudia el número mínimo suficiente de guardias para vigilar en su totalidad una sala de un museo. Tras esta primera aproximación, se ha diseñado un Algoritmo Genético, basado en la computación evolutiva e implementado como un Sistema Multiagente. Una vez diseñados ambos algoritmos, se han probado con éxito en diferentes casos, entre los cuales, por su especial interés patrimonial, se expone como estudio de caso el levantamiento realizado con escáner láser sobre el Molinode Marea del Río Arillo, en Cádiz, declarado Bien de Interés Cultural. Con este trabajo se ha llegado a la conclusión principal de que los algoritmos diseñados aportan una importante mejora en los trabajos de levantamientos. Por ello, se considera necesario continuar con la línea de investigación iniciada, con el fin de obtener resultados que se ajusten a una tipología más amplia de edificios.

Abstract

This Phd Thesis sets a selection method for the various positions from which data acquisition is carried out for an Architectural Survey on a building. The aim of this research work was to obtain a method that can be used by Land Surveyors, Engineers and Architects to accurately carry out architectural surveys on buildings. To that end, a method of finding the optimum number of positions from which data acquisition is carried out has been investigated. This research was deemed necessary when it was observed that up until now, Architectural Surveys have been carried out based on the professional experience and know-how of the person carrying them out, who uses his/her intuition to calculate by sight where the best positions to place the instruments are, but without any control checking that this data acquisition will be accurate. This can lead to a waste of money, time and more importantly, errors in data acquisition. To solve the problem posed, two algorithms were designed for this research project, to give a reasonable number of positions which allow a building to be accurately visualised from the outside. The first of these comes from the optimization techniques based on the Art Gallery Problem. This problem studies the minimum number of guards necessary to watch over an art gallery in its entirety. After this first approach, a Genetic Algorithm was designed. This technique, as can be guessed from its name, simulates the Evolution of Species. Once the algorithms were designed, an architectural survey was carried out with a laser scanner on the Rio Arillo Tidal Mill, in Cádiz, declared a Cultural Heritage Site. This was used as a case study. The main conclusion obtained from this research is that both of the algorithms designed mean an important improvement to surveying works. Nevert-heless, it is considered necessary to continue this line of research, in order to obtain more accurate results, and for it to be applicable to a wider range of building types.

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