[MasterClass] Explorando el 3D en ArcGIS: Modelado, Gemelos Digitales y Diseño Urbano

IngJuanMaSuarez

Explora el poder de la integración entre el modelamiento 3D, los datos CAD y el SIG en ArcGIS Pro. Durante esta sesión aprenderás a visualizar y transformar información CAD en elementos geoespaciales, georreferenciar planos, aplicar escalas y construir escenas 3D con un acercamiento práctico al flujo BIM. También verás como utilizar y agregar modelos mesh y multipatch en una escena web en ArcGIS Online con controles de clima, visibilidad y cortes interactivos. Destacando su importancia en la planificación urbana, la gestión de activos y la toma de decisiones en proyectos de construcción e infraestructura.

 

Objetivo de aprendizaje

• Comprender cómo integrar y visualizar datos CAD, modelos 3D y mallas fotogramétricas en ArcGIS Pro para crear y publicar una escena web que represente un entorno urbano realista como base para el desarrollo de gemelos digitales.

 

Temas de la MasterClass

1. Visualizar y convertir datos CAD en feature class georreferenciadas​.
2. Convertir datos a Multipatch, Extrusión y Texturas​.
3. Integrar modelos SKP y Mesh​.
4. Publicar una escena web y configurar visibilidad​.

 

Presentación PDF y grabación de la sesión:

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IngJuanMaSuarez

PREGUNTAS Y RESPUESTAS DE LA MASTERCLASS

• ¿Cómo recomiendan exportar la información?: La finalidad de trabajar con datos CAD en un entorno GIS es convertirlos en Feature Classes georreferenciadas. Existen dos formas principales de realizar esta conversión dentro de ArcGIS: 1. CAD to Geodatabase: Este método implica convertir directamente los datos CAD en Feature Classes dentro de una geodatabase. Se utiliza cuando se desea importar todo el archivo CAD (DWG) completo, incluyendo todas sus capas. En algunos casos, es necesario convertir los datos CAD a features y posteriormente georreferenciarlos para que se alineen correctamente con el sistema de coordenadas de trabajo. 2. Export Feature: Este método se aplica cuando se quiere exportar una capa individual del archivo CAD. Es útil cuando solo se necesita trabajar con una parte específica del dibujo (por ejemplo, una capa de curvas de nivel, ejes viales o edificaciones), evitando así importar información innecesaria. En la lección 1 de la MasterClass puedes observar el procedimiento para utilizar estas herramientas.

• Se pueden exportar archivos o modelos 3D desde Autocad a Argus pro,para evitar ese proceso que acabas de mostrar. Sí, si estamos utilizando AutoCAD, contamos con la opción de realizar nuestro diseño mediante un sistema de referenciación espacial utilizando la extensión ArcGIS for AutoCAD: https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-for-autocad/overview
• Es mejor desde el civil usar el comando exportmap con el proyecto georeferenciado, así los polígonos no tendrán variaciones entre los 2 software: Exacto. Si estamos utilizando Autodesk Civil 3D, podemos exportar directamente un mapa ya georreferenciado. Esto simplifica el proceso, ya que el sistema de coordenadas se encuentra previamente definido, evitando la necesidad de georreferenciar los datos de forma manual. Sin embargo, en algunos casos trabajamos con archivos externos que no cuentan con un sistema de referencia, por lo que debemos recurrir a las herramientas de georreferenciación de ArcGIS.
• ¿Qué licencia debo tener para trabajar con mapeo de interiores?: Para usar ArcGIS Indoors Pro tiene 2 opciones de licenciamiento: 1. Licencia de usuario nominal con Indoors: Adquirir por separado la extensión ArcGIS Indoors asociada a una licencia de usuario nominal de ArcGIS Pro. 2. Licenciamiento a través de Indoors Maps: Si su organización ya cuenta con licencia de ArcGIS Indoors Maps, puede acceder a las capacidades de Indoors Pro configurando ese portal (ArcGIS Online o Enterprise) como portal activo en ArcGIS Pro, incluso si tu ArcGIS Pro tiene otro tipo de licenciamiento. Les comparto la documentación oficial para más detalle: Funcionalidades de ArcGIS Indoors: https://www.esri.com/es-es/arcgis/products/arcgis-indoors/overview Configuraciones de las licencias de Indoors https://pro.arcgis.com/es/pro-app/latest/help/data/indoors/choose-a-licensing-configuration.htm

• ¿La licencia personal user incluye ArcGIS Indoors?: La licencia de uso personal no incluye ArcGIS Indoors, pero puede adquirirlo por separado.
• ¿Las herramientas de mapeo de interiores están únicamente en la versión de ArcGIS pro? o se encuentran habilitadas en ArcMap?: No está habilitado para ArcMap. Las licencias de ArcGIS Indoors Maps, ArcGIS Indoors Spaces y ArcGIS Indoors Pro se admiten en ArcGIS Pro 3.0 y versiones posteriores, ArcGIS Enterprise 11.0 y posteriores, y la versión actual de ArcGIS Online.
• ¿El template de hoja de configuración CAD para usar las herramientas de Indoors está disponible para descarga en algún sitio?: El archivo de hoja de configuración CAD en ArcGIS Indoors se incluye con la instalación de ArcGIS Pro y se encuentra en la ruta ProgramFiles\ArcGIS\Pro\Resources\Indoors\MappingFile\Config_CAD_Indoors_Template.xlsx. Este archivo contiene la plantilla de hoja de configuración CAD que se incluye en la herramienta Import Floorplants To Indoors Geodatabase (Importar planos de planta a geodatabase Indoors).
• Para el ejercicio utilizan un CAD normalizado. ¿Pueden hablar un poquito de esa normalización? y ¿El archivo dwg debe tener unos mínimos de calidad? Por ejemplo, datos de alturas de muebles, etc: Un CAD normalizado para ArcGIS Indoors es un DWG que ya fue limpiado y organizado con reglas para integrarse: capas separadas por tipo de elemento (muros, puertas, rooms/units, escaleras, etc.), geometrías cerradas y sin líneas sueltas o duplicadas, unidades bien definidas y, si es posible, ya en un sistema de coordenadas conocido. Es decir, se trata de una versión simplificada y consistente con el modelo de datos de ArcGIS Indoors, de modo que pueda ser traducida correctamente mediante la hoja de configuración CAD la cual puede consultarse en la documentación: https://pro.arcgis.com/es/pro-app/3.3/help/data/indoors/arcgis-indoors-information-model.htm. Para implementar ArcGIS Indoors no es obligatorio incluir información de alturas en los archivos CAD; basta con que las plantas estén correctamente organizadas y normalizadas. Sin embargo, si el objetivo es realizar reconocimiento de pisos o generar un escenario 3D realista, entonces sí es fundamental contar con las alturas de cada nivel y elementos para poder modelarlos adecuadamente.
• ¿La integración de gemelos digitales a GIS siempre se da con ArcGIS Indoors?: No necesariamente. Hay muchos formatos y flujos de trabajo posibles. Si quieres modelar y mapear interiores a partir de datos CAD, ahí entra en juego ArcGIS Indoors. Pero si lo que tienes son mallas (mesh) de dron, modelos 3D en SKP, u otros datos multipatch que quieres integrar y modelar, también es totalmente viable en ArcGIS Pro. En la lección 3 de la MasterClass se exploran precisamente estos distintos escenarios y cómo trabajar con cada uno
• ¿El mapeo de interiores serviría para realizar cartografía en las paredes de una mina subterránea?: Si cuentas con el modelo CAD de la mina, se puede realizar este procedimiento y realizar cartografía al interior, incluso para ruteo y salidas de emergencia
• Para poder modelar dos escenas 3D, por ejemplo, un modelo de unos tuneles subterraneos isometricos procesados en autodesk (autocad) y poderlos unir a unas curvas de nivel en superficie que se levantaron con drone para mirar como estan ubicados esos tuneles respecto a la superficie, ¿como debemos hacer para unir esos dos modelos en 3D y que no haya un desface en cuanto a la precision topografica de esos dos modelos que voy a unir, cual es la herramienta de ArcGIS Pro?: No es que se puedan ""unir"" dos escenas, es que en una misma escena vas a poner visualizar y cargar los datos de alturas y fuentes diferentes. Debes tener en cuenta que se tendrá un mismo sistema de referencia para ambos datos, es posible que sea necesario reproyectar, escalar o mover alguno en caso de que no coincida. También es importante tener en cuenta que Pro modela alturas tanto positivas como negativas, y configurar las unidades y el tipo de esas alturas. Es posible que estas configuraciones generen ese desface que mencionas. Por lo tanto, no es una herramienta, es leer los datos en la misma escena y configurarlas a través de diferentes parámetros.
• Si eso está claro, sin embargo, para fines constructivos, mediante que herramienta o visor puedo yo crear ese gemelo digital dentro de ArcGIS Pro. ArcGIS Pro no crea visores, te permite visualizar, manipular, tratar y analizar datos. Pero pensando en un visor de gemelo digital, es importante convertir nuestra escena de ArcGIS Pro a una escena web en ArcGIS Online o ArcGIS Enterprise y trabajar como servicios. En la lección 4 de nuestra MasterClass se puede ver.
• Una vez se termina la configuración de alturas y texturas, cual sería una manera eficiente de exponerla o compartirla para los funcionarios de una entidad: Una de las alternativas más eficientes es publicar la escena 3D en ArcGIS Online o ArcGIS Enterprise, de modo que los funcionarios puedan visualizarla, recorrerla y consultarla fácilmente desde un navegador web o las aplicaciones asociadas.
• ¿Si tengo un modelo 3D por ej en skp como ajusto manualmente la posicicion en Z para que quede sobre el basemap?: Como vimos en la lección 2, ArcGIS Pro ofrece varias opciones para ajustar la posición vertical de un modelo 3D. Es fundamental considerar la altura y el tipo de elevación que usarás. Puedes colocar el objeto directamente sobre la superficie de elevación, asignarle una altura relativa respecto al terreno o definir una elevación absoluta en metros. Ajustando estos parámetros en las propiedades de la capa podrás posicionar manualmente tu modelo SKP en la ubicación correcta sobre el mapa base
• ¿Como se haría por ejemplo para la topografía de los cerros? ¿Sería por curvas de nivel?: Las curvas de nivel son una opción para representar la topografía de los cerros, pero siguen siendo datos vectoriales de tipo línea y, aunque describen bien la forma del terreno, no ofrecen por sí solas una visualización 3D continua. Para lograr un modelo tridimensional más realista y fluido, es más recomendable trabajar con un modelo digital de elevación (DEM), o bien con productos derivados de un levantamiento con drones (como nubes de puntos, mallas o superficies ráster de elevación).
• ¿Se puede dejar automático en tiempo real el clima de la consulta en un servicio web? ej. si llueve ahora mismo que se vea así?: Directamente con la herramienta de clima de ArcGIS Online no, ya que esta es estándar. Se podría realizar, pero con un widget personalizado que consuma ese servicio web y posiblemente hacer algún tratamiento posterior del consumo del servicio. Es un procedimiento que no es tan directo y sencillo, pero técnicamente se puede tener una gran aproximación
• Esta visualización del edificio con las condiciones meteorológicas, permite identificar posibles daños al edificio: La visualización meteorológica no identifica daños por sí misma. El clima en tiempo real solo añade contexto visual (lluvia, nubes, viento), pero no realiza análisis estructural ni detección de daños.
• ¿Algún curso para convertir esa escena en una interacción para cámara VR?: Sí, pero no directamente desde ArcGIS Pro. Lo que se hace es exportar la escena 3D a formatos compatibles con motores de videojuegos y VR (Unity, Unreal Engine). Te dejo documentación de Unity para empezar a simular Realidad Virtual https://developers.arcgis.com/unity/get-started/
• ¿Para que se genere la extrusión de la altura es necesario que el DWG tenga polilineas Z o es un valor en un campo del feature?: No es necesario que el DWG tenga las polilineas Z, de tenerla, ArcGIS Pro puede leer directamente y dejar ese valor para la altura; en caso de no tener dicho valor, se puede utilizar un valor en el campo del feature class o asignar un valor manualmente en la extrusión.
• ¿Si tengo un archivo .slpk (mesh) puedo hacer un gemelo?: Sí, utilizando estos archivos es posible incorporarlos para la creación del gemelo digital, esto se integra en el capítulo 3 de la presente master class.
• ¿Funciona igual con SKETCH UP Y ARCHICAD?: Estos tipos de archivos no son compatibles directamente con ArcGIS Pro, en ambos casos se debe hacer una conversión a un formato legible para ser leídos.
• ¿Estas funciones solo servirán en áreas urbanas, o, en zonas rurales también? por ejemplo, si necesito darle altura a un shapefile de una torre eléctrica: Funciona en cualquier zona, no importa si es rural o urbano, todo depende de los datos y el nivel de detalle que se requiera. En el caso de una torre eléctrica, es posible tener una representación de punto o un polígono extruido. En ese caso basta con tener la altura en un atributo del Feature Class para extruirlo.
• Usando solo ArcGIS Pro habria capacidad para incorporar sensores de IoT que se conecten a ese gemelo, ejemplo: cámaras de seguridad, sensores de ruido, ambientales u otros: Es posible hasta cierto punto. Por ejemplo se puede hacer análisis de visibilidad para identificar la mejor ubicación para una cámara de seguridad, o se pueden consumir servicios de streaming o de tiempo real para integrarlos en ArcGIS Pro (aunque el consumo de máquina es algo elevado). Si se desea hacer integraciones, lo mejor es pensar en servicios y en un entorno web. Muchas de estas herramientas como cámaras, sensores y temas de IoT permiten la integración con ArcGIS.
• ¿Se pueden utilizar los archivos SHP y CSV de Datos Abiertos Bogotá por ejemplo, para hacer el levantamiento y visualización CIM?: Sí, es posible utilizar archivo SHP y CSV de Datos Abiertos Bogotá u otras fuentes para realizar el levantamienot (entiendo, la extrusión), se recomienda siempre tener en cuentas las normas de uso que tenga cada entidad según el dato que se requiera utilizar.
• Vi una página web de Esri que tenía cargados edificios 3D de todo el mundo incluso ciudades como Bogotá y Cali ¿estos se pueden conectar o descargar? ¿cual es la página de visualización?: Una pagina que cumpla con estos requerimiento es el Living Atlas, allí filtrando por 3D se puede ver el contenido que esta en 3D. https://livingatlas.arcgis.com/en/browse/?q=3D#q=3D&d=2
• Un gemelo digital va más allá del modelado 3D ¿cómo podemos sensibilizar nuestras entidades para que lo entiendan?: Tienes toda la razón, no es solo el modelado 3D. Ninguna entidad va a usar una herramienta, software o solución si no está alineada a sus objetivos y no satisface una necesidad corporativa. Por lo tanto, al querer implementar una tecnología como esta, es importante crear un plan de adopción de esta tecnología. Crear una estrategia para gestionar ese cambio, capacitar a los actores principales y sobre todo tener un acompañamiento constante.
• Si es un polígono irregular, es decir si se tiene balcones, o si se tiene azotea, por ejemplo ¿Cómo se puede colocar, modificar, o desde cero colocar esas irregularidades?: Para esto se debe crear un archivo multipatch y luego modificar cara a cara de forma detallada, para que se observen dichas estructuras.
• ¿podría realizar en coordenadas locales, normalmente tengo mis archivos sin os 760,000 y 9'200,000?: Sí, con coordenadas locales se puede realizar.
• ¿Es posible utilizar el SIG 3D para analizar redes de alcantarillado y como puedo predecir puntos potenciales de rebose?: Una de las potencialidades del SIG 3D es trabajar con diversos tipos de redes como acueductos y alcantarillados; para realizar la predicción de puntos de rebose se pueden realizar análisis de altura según las cotas de los diversos lugares donde se pueden dar dichos reboses y generar la capa para realizar la simulación siguiendo la altura del lugar específico.
• ¿Eso se puede hacer a partir de una capa Shp de por ejemplo Catastro de un barrio? y que por ejemplo en una de las columnas dentro de la tabla de atributos se tenga la altura y configurarlo para que se extruya la altura que esté determinada en cada polígono: Sí, es posible realizarlo tal como se realizaron en el MasterClass, se recomienda revisar la grabación en el capítulo 3.
• ¿Se puede hacer el cambio de texturas sobre una malla generada por medio de una nube de puntos fotogramétrica?: Depende de la procedencia y el tipo de archivo; una malla texturizada creada por ArcGIS Drone2Map no es posible cambiarla; Si el archivo tiene como base un multipatch es posible hacer cambios de textura.
• ¿Esto se puede hacer con nubes de puntos tomadas por drones?: Se puede hacer, no de esta forma exacta, pero si se puede modelar en 3D con fines de un gemelo digital con información de nube de puntos de drones.
• ¿Se pueden graficar hacer la extrusión con un grado de inclinación? Por ejemplo, un plano inclinado 30º: Sí, la extrusión se puede realizar con planos inclinado utilizando la opción de extrusión Base Height, o, Absolut Height, las cuales permiten continuar con la inclinación requerida.
• ¿Se puede generar un sketch-up a partir de imágenes de dron?: Propiamente un formato SketchUp no. Pero si es posible tener un modelo con un nivel de detalle muy alto que complemente los SketchUp. también existen herramientas para obtener nubes de puntos en interiores y modelar incluso con mayor detalles que el SketchUp.
• ¿Los archivos de sketch-up son georeferenciables?: Sí, Existen diversas maneras de realizarlo, el archivo de SketchUp puede estar geolocalizado desde su creación y de esta manera puede ser exportado a un archivo .DAE y luego trabajado como multipatch con lo cual se visualizará en el lugar que se georreferenció (es posible que se deban asignar nuevamente coordenadas), otra manera es con puntos de control como se explica en el capítulo 1 de esta MasterClass.
• ¿Se podría trabajar con ortofotos de 1:1000 para hacer el proceso de texturas?: Sí, la escala de las ortofotos no es impedimento para la realización, lo que cambiará es la resolución de la visualización al terminar el producto.
• ¿Si en algunos edificios cercanos a algo que se quiere mostrar los extruyo y después quiero cambiarlo a tipo multiparte (para detallarlos mejor), se puede?: Sí se puede. Es posible tener polígonos, extruirlos y luego exportarlos a multipatch para hacer un modelamiento más detallado y agregar texturas y más elementos.
• ¿Ese Trento Mesh lo puedo trasformar para simular una navegación interna?: El archivo mesh creado de imágenes de drones no es posible transformarlo dado que los insumos (las fotografías) solo se han tomado desde el exterior; se debería capturar el dato desde el interior para generar una navegación interna.
• A partir del Mesh ¿cómo se obtiene el gemelo digital ?: ArcGIS Pro puede leer archivos Mesh de forma nativa sin problema. Es posible que sea necesario ajustar alturas o elevación. Se debe tener en cuenta que el gemelo digital no es solo el mesh, es un conjunto de elementos y diferentes archivos, pero es un punto de partida muy interesante. Con el Mesh ya en ArcGIS Pro y agregando los datos que se necesiten, se puede publicar y tener un visor para su consulta y visualización.
• ¿Cuál es la herramienta utilizada para generar representaciones 3D a partir de datos LiDAR?: Se puede usar tanto ArcGIS Pro como Drone2Map, incluso SiteScan. Hay varios geoprocesos que permiten "interpolar" o convertir un objeto 3D a partir de una nube de puntos, depende del software con el que se cuente varia ligeramente la herramienta y los parámetros.