Search

Forward Collision Warning (FCW) system constantly measures the relative position of the vehicle ahead and then predicts collisions. This paper proposes a new cost-effective and computationally efficient FCW method that uses a time-of-flight (ToF) camera to measure relevant distances to the front vehicle based on license plate detection. First, a Yolo V7 model is used to detect license plates to identify vehicles in front of the ego vehicle. Second, the distance between the front vehicle and the ego vehicle is determined by analyzing the captured depth map by the time-of-flight camera. In addition, the relative speed of the vehicle can be calculated by the direct distance change between the license plate and the camera between two consecutive frames. With a processing speed of 25-30 frames per second, the proposed FCW system is capable of determining relative distances and speeds within 26 meters in the real-time.

In recent decades, there has been rapid development of multi-sensor data fusion because of its versatility and broad application areas, heightening the requirement for multi-sensor calibration. There are many proven solutions, but they cannot thoroughly meet allthe evaluation criteria, such as accuracy, automation, and robustness. Therefore, this review aims to contribute to this growing area by reviewing recent research into multi-sensor calibration and proposing possible future research directions. The main part of this literature review comprehensively explains the different characteristics and conditions of various multi-sensor calibration method. In addition to summarizing different standard target-based offline calibrations, this paper also focuses on online calibration methods used for indoor and outdoor SLAM, mobile mapping and autonomous driving. Online calibration includes traditional motion-based calibration as well as feature-based calibration. Features from the environment and mutual information(MI) are two main automatic feature-based calibration approaches discussed in the paper. The review also discusses the coarse-to-fine calibration process. Motion-based calibration can provide initial values to feature-based calibration. Besides, some registration methods can also be used for refinement. Finally, this paper addresses the critical factors for evaluation, offering valuable insights into inspiring future research directions. Considerably more research should focus on the capability of online targetless calibration and simultaneous multi-sensor calibration.

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade de Vigo/CISUG Safety of transportation networks is of utmost importance for our society. With the emergency of digitalization, the railway sector is accelerating the automation in inventory and inspection procedures. Mobile mapping systems allow capturing three-dimensional point clouds of the infrastructure in short periods of time. In this paper, a deep learning methodology for semantic segmentation of railway infrastructures is presented. The methodology segments both linear and punctual elements from railway infrastructure, and it is tested in four scenarios: i) 90 km-long railway; ii) 2 km-long low-quality point clouds; iii) 400 m-long high-quality point clouds; iv) 1.4 km-long railway recoded with aerial mapping system. The longest one is used for training and testing, obtaining mean accuracy greater than 90%. The other scenarios are used only for testing, and qualitative results are discussed, proving that the method can be applied to new scenarios that significantly differ in terms of data quality and resolution. Agencia Estatal de Investigación | Ref. PID2019-108816RB-I00 Ministerio de Universidades | Ref. FPU20/01024

JARCA 2015: Actas de las XVII Jornadas de ARCA: Sistemas Cualitativos y sus Aplicaciones en Diagnosis, Robótica, Inteligencia Ambiental y Ciudades Inteligentes = Proceedings of the XVII ARCA Days: Qualitative Systems and its Applications in Diagnose Robotics, Ambient Intelligence and Smart Cities, Vinaros (Valencia), 23 al 27 de Junio de 2015. En este trabajo se describe la infraestructura propuesta en el proyecto Nacional Hermes en el que se plantea un modelo de transición para llegar a crear ciudades inteligentes sin necesidad de grandes inversiones en infraestructuras. Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el proyecto del Ministerio de Economía y Competitividad HERMES (TIN2013-46801-C4-1-r) y los proyectos de excelencia de la Junta de Andalucía Simon (P11-TIC-8052) y Context-Learning (P11-TIC-7124)

En este artículo se pretende establecer una comparativa entre los dos equipos de uso más generalizado hoy en día en la Topografía: Estación Total y GPS, que sirva de apoyo para establecer unas pautas sobre como y cuando utilizar estos, en un medio físico particular como es el noroeste de la Península Ibérica.

P. 36-38 El objetivo principal consiste en desarrollar un método o forma de trabajo para la realización de levantamientos altimétricos y planimétricos, utilizando equipos GPS, para la obtención de altos rendimientos en el número de puntos tomados por unidad de tiempo sobre un arenal, que permiten hacer competitivo este método. Desarrollar una forma de trabajo, que con los datos tomados en campo nos permitan elaborar un MOdelo Digital del Terreno (MDT), en arenales utilizando equipos GPS, sobre el que se podrán realizar diversos estudios SI

During the research study carried out in Galicia in which we try to analyze the integration of the agricultural buildings in the landscape, we have found a fact that exceeds, by far, what we could imagine: "there are thousands of popular buildings inserted in the landscape". This fact complicates the work, stimulating it at the same time. The study of all and each one of the popular buildings in, Begonte could be the subject of more than a book. That is why we have focused only on the water mills, of which there are 21 buildings preserved in this village. This also shows us the huge potential for a new use of those agricultural buildings existing in Begonte. There is one company, at least, devoted to give Begonte's water mills a new use. Durante el trabajo de investigación llevado a cabo en Galicia, en el que tratamos de analizar la integración de las construcciones agrarias en el paisaje, nos hemos encontrado con una realidad que supera, con mucho, a lo que podía uno imaginar: "los millares de construcciones populares insertadas en el paisaje". Este hecho nos complica, a la vez que nos estimula, el trabajo. El estudio de todas y cada una de las construcciones populares de Begonte sería objeto de más de un libro. Por ello nos hemos centrado, tan sólo, en los molinos de agua, conservándose 21 construcciones en este municipio. Esto nos muestra también el enorme potencial de reutilización de construcciones agrarias que presenta Begonte. Existe, al menos, una empresa que se dedica a la reutilización de molinos de agua.

This thesis presents laser scanning as a tool for changing the way in which monitoring of infrastructures is performed, more specifically transport infrastructure. LiDAR is a non-destructive technology able to collect accurate data about the environment where the survey is taking place. With this, the external geometrical configuration of a needed asset can be easily obtained. Information extracted using laser scanners, the socalled point clouds, is scattered in the three-dimensional (3D) space. In order to give it context, some processing algorithms need to be applied, obtaining meaningful and human readable information from them. The approach of this thesis is to develop methodologies with the aim of inventory, monitor, and classify point cloud data of specific assets in the transport infrastructure. An especial interest has been put on masonry constructions and railway environments. Firstly, due to the functional dependency that the terrestrial transport network has on both of them. And secondly, since the location of the actual transport network was motivated by previous infrastructures constructed across the centuries and some of those ageing infrastructures are still standing. What seemed logical was to propose strategies for the automatic monitoring of those infrastructures without the need of human intervention. This standpoint was followed through the entire life of the thesis and it fitted with the definition of predictive maintenance, and more specifically predetermined maintenance, which is to be performed at scheduled times. This proved to be the most efficient way to detect problems in assets, carrying out a study of their condition before it is required. This doctoral dissertation addresses the monitoring of masonry constructions using non-destructive techniques, as laser scanning systems are, and different data processing strategies. Besides that, the same is performed for tunnels in the railway network. Notionally, all the information obtained from point clouds would be stored in a digital model (i.e. digital twin), which by definition should be updated through time in order to enable the application of predictive maintenance of the stored assets. The main challenges of the research can be presented in three groups, being: (i) LiDAR point clouds as Big Data structures, containing millions of points that need to be stored and processed; (ii) small processing units, as the normal devices in the hands of final users; and (iii) storage capacity, as one the biggest challenges to be tackled by modern society. The workflows and methods presented have been validated using different datasets, obtaining results contributing to the state of the art. This helped with the publication of peer reviewed scientific articles, which are to be consulted in three different scientific journals, indexed on the Journal Citation Report (JCR), one book chapter and two conference papers.

The thesis project of the doctoral student Iván Garrido González, Graduate in Energy Engineering from the University of Vigo and Master in Energy Efficiency in Building, Industry and Transport from the Polytechnic University of Madrid, is part of the objectives, contents and research activities linked to the research Project entitled "ENGINENCY. The Building Energy Efficiency Engine ", with reference FTIPILOT-2015-1-720661, funded by the European Commission in the Fast Track to Innovation 2015 call within the H2020 Program. The main objective of this thesis is the development of thermographic image processing algorithms for the automatic detection of pathologies that can be found in structures, with greater emphasis on those that affect their energy efficiency. It is about establishing synergies between existing developments of image processing with application to visible images and the equations that govern the physics of heat transfer and transport phenomena. In this way, the results will be adapted to the particularities of the images acquired with a thermal camera and the characteristics of the anomalies that are to be detected. Also, the developments of the thesis will contribute to the progress of the project "TERMOINVI. Development of thermographic methodologies for the measurement of in vitro trials of hyperthermia treatments ", funded by the University of Salamanca, establishing the basis for the extrapolation of algorithms developed for solid objects (structures) to cellular tissues. El proyecto de tesis del doctorando Iván Garrido González, Graduado en Ingeniería de la Energía de la Universidad de Vigo y Máster en Eficiencia Energética en la Edificación, la Industria y el Transporte por la Universidad Politécnica de Madrid, se enmarca en los objetivos, contenidos y actividades de investigación vinculadas al Proyecto de Investigación que lleva por título “ENGINENCY. The Building Energy Efficiency Engine”, con referencia FTIPILOT-2015-1-720661, financiado por la Comisión Europea en la convocatoria Fast Track to Innovation 2015 dentro del Programa H2020. El objetivo principal de esta tesis consiste en el desarrollo de algoritmos de procesado de imagen termográfica para la detección automática de patologías que puedan encontrarse en estructuras, haciendo mayor énfasis en aquellas que afectan su eficiencia energética. Se trata de establecer sinergias entre desarrollos existentes de procesado de imagen con aplicación a imágenes visibles y las ecuaciones que rigen la física de la transferencia de calor y fenómenos de transporte. De este modo, se adaptarán los resultados a las particularidades de las imágenes adquiridas con cámara termográfica y a las características de las anomalías que se quieren detectar. Asimismo, los desarrollos de la tesis contribuirán al avance del proyecto “TERMOINVI. Desarrollo de metodologías termográficas para la medición de ensayos in vitro de tratamientos de hipertermia”, financiado por la Universidad de Salamanca, estableciendo la base para la extrapolación de algoritmia desarrollada para objetos sólidos (estructuras) a tejidos celulares. O proxecto de tese do alumno doutoral Iván Garrido González, Graduado en Enxeñaría da Enerxía pola Universidade de Vigo e Máster en Eficiencia Enerxética na Edificación, Industria e Transporte pola Universidade Politécnica de Madrid, forma parte dos obxectivos, contidos e actividades de investigación vinculadas ao Proxecto de Investigación titulado “ENGINENCY. The Building Energy Efficiency Engine", con referencia FTIPILOT-2015-1-720661, financiado pola Comisión Europea na convocatoria Fast Track to Innovation 2015 dentro do programa H2020. O obxectivo principal desta tese é o desenvolvemento de algoritmos de procesamento de imaxes termográficas para a detección automática de patoloxías que se poden atopar en estruturas, con maior énfase nas que afectan a súa eficiencia enerxética. Trátase de establecer sinerxías entre desenvolvementos existentes de procesamento de imaxes con aplicación a imaxes visibles e as ecuacións que rexen a física da transferencia de calor e fenómenos de transporte. Deste xeito, os resultados serán adaptados ás particularidades das imaxes adquiridas cunha cámara termográfica e ás características das anomalías que se detectan. Do mesmo xeito, a evolución da tese contribuirá ao progreso do proxecto "TERMOINVI. Desenvolvemento de metodoloxías termográficas para a medición de ensaios in vitro de tratamentos de hipertermia", financiado pola Universidade de Salamanca, que establece a base para a extrapolación de algoritmos desenvolvidos para obxectos sólidos (estruturas) nos tecidos celulares.

Tesis por compendio de publicaciones, [ES] Los vehículos aéreos no tripulados (del inglés UAV, Unmanned Aerial Vehicles) están sufriendo una profunda evolución en el ámbito civil que abre su uso a un amplio abanico de sectores, haciendo posible su empleo para gran cantidad de aplicaciones. En este contexto, el uso de UAVs está evolucionando, siendo usados como instrumento que permite portar diferentes cargas de pago para adquirir datos desde un punto de vista aéreo, hecho que hasta el momento era complicado de conseguir en términos económicos y técnicos. La adquisición de datos con estos equipos generalmente trae a la par un aumento del valor añadido con mejora en calidad, resolución y precisión, lo que propicia el desarrollo de nuevas aplicaciones que no eran factibles anteriormente. En este sentido, tecnologías como la fotogrametría, la termografía y el LiDAR aéreos, están sufriendo la evolución y adaptación que trae de la mano el nacimiento de nuevos productos y técnicas de tratamiento de datos que mejoran sustancialmente las posibilidades existentes hasta la fecha. De forma específica, esta tesis arranca con el objetivo inicial de estudiar y analizar las posibilidades que ofrecen tecnologías como la termografía, la fotogrametría y el LiDAR usando un UAV como plataforma portante, para posteriormente desarrollar la integración de estos nuevos sensores y diseño de sus protocolos de captura. Las líneas de investigación de esta tesis no se restringen únicamente a la integración de sensores, si no que incluyen además el análisis de los datos obtenidos y el desarrollo de nuevas metodologías para el tratamiento de los mismos, así como la creación de nuevas técnicas que permiten resolver problemas concretos en el campo de la ingeniería civil, eficiencia energética, gestión forestal y mantenimiento de infraestructuras. De este modo, la presente Tesis Doctoral se enmarca principalmente dentro de las ciencias tecnológicas y, de forma más específica, la tecnología industrial y la tecnología de instrumentación, evidenciado en las integraciones de sensores desarrolladas, pero también en áreas de aplicación, fundamentalmente de la ingeniería civil, acreditado por los métodos propuestos para resolver problemáticas concretas. El trabajo de investigación comienza con el análisis de la propia tecnología de los UAVs, seguido del estudio de tres tecnologías, termografía, fotogrametría y LiDAR, a partir de las cuales se definen metodologías y protocolos de captura sobre plataformas UAV, que permiten el desarrollo de nuevas aplicaciones de tratamiento de datos en diferentes campos de las ciencias, manifestado con la publicación de cuatro artículos científicos. Finalmente, fruto de la transferencia de conocimiento, se marca el hito que otorga mayor interés y valor a esta Tesis Doctoral, consistente en el diseño y desarrollo de un sistema que integra las tecnologías y sensores con las que se ha trabajado en el período de investigación, en forma de equipo multisensor, con capacidad para recoger datos LiDAR desde plataformas UAV, acompañado con imágenes RGB y multiespectrales, en forma de equipo comercializable de bajo coste con software de tratamiento de datos. Por último, se presentan cuatro patentes de modelos de utilidad producto de las necesidades detectadas en el trabajo realizado con plataformas UAV y fruto de las soluciones tecnológicas desarrolladas para estas.

The main objective of the PhD thesis is the route calculation (pathfinding) in urban environments adjusted to different mobility profiles. It is necessary the automatic extraction of geometric, topologic and semantic information from urban as-built zones, previously acquired using a Mobile Laser Scanner. The fulfilment of this part will involve a solid knowledge about point cloud processing and their algorithms. Once the information is extracted, it will be selected the specific information to model the reality with which routes can be calculated. At this points, building regulations must be studied and associated to the mobility profiles. Also, the urban objects must be detected if they can interfere in the route calculation and building accessibility must be analysed. El objetivo principal de la tesis doctoral es la elaboración de rutas en entornos urbanos acorde con los distintos perfiles de movilidad que pueda tener una persona. Para ello se necesitará extraer automáticamente información geométrica, topológica y semántica de zonas urbanas construidas, adquiridas previamente con un láser escáner móvil. El cumplimiento de esta parte implicará un conocimiento sólido sobre tratamiento de nubes de puntos y diseño de algoritmos para su procesado. Una vez extraída la información de la nube de puntos se seleccionará aquella información adecuada para construir un modelo de la realidad sobre el cual calcular rutas. En este punto estudiarán distintas normativas de construcción y su relación con los perfiles de movilidad. Además también se deben tener en cuenta objetos urbanos que interfieran en la ruta y analizar la accesibilidad de los edificios. O obxectivo principal da tese doutoral é a elaboración de rutas en zonas urbanas acorde cos distintos perfiles de mobilidade que poda ter unha persoa. Para o cal necesitarase extraer automaticamente información xeométrica, topolóxica e semántica de zonas urbanas xa construídas, adquiridas previamente cun láser escáner móbil. O cumprimento desta parte implicará un coñecemento sólido sobre o tratamento de nubes de puntos e deseño de algoritmos para o seu procesado. Unha vez extraída a información da nube de puntos seleccionarase aquela que sexa adecuada para a construción dun modelo da realidade sobre o que calcular rutas. Neste punto estudiaranse distintas normativas de construción e a súa relación cos perfiles de mobilidade. Ademais tamén se deben ter en conta obxectos urbanos que interfiran na ruta e analizar a accesibilidade dos edificios.

Las infraestructuras del transporte presentan unas necesidades de conservación y mantenimiento cada día más exigentes, especialmente en escenarios económicos adversos como el actual, en el que es prioritario mantener el patrimonio viario existente frente a la construcción de nuevas infraestructuras. Para ello, es necesario contar con herramientas objetivas de análisis y monitorización que permitan evaluar su estado y priorizar las intervenciones necesarias para su correcta conservación y mantenimiento. El presente trabajo de investigación propone estudiar la viabilidad de uso del radar de subsuelo (Ground Penetrating Radar, GPR) como técnica de inspección no destructiva en la evaluación del estado de las infraestructuras del transporte y obras de ingeniería civil relacionadas. Su desarrollo ha experimentado importantes avances en los últimos veinte años, pero su uso en este campo no se ha generalizado tanto como sería deseable, teniendo en cuenta su gran potencial de aplicación. En el ámbito de las infraestructuras lineales del transporte, las unidades de obra de firmes y pavimentos constituyen una parte fundamental de la infraestructura. El control de sus espesores y de su estado resulta crucial para garantizar su operatividad y la seguridad de los usuarios. Así pues, en el presente trabajo doctoral se ha estudiado y validado el potencial del GPR en la localización y evaluación de daños asociados a los firmes y pavimentos, analizando su utilidad en la detección e interpretación integral de patologías asociadas, de manera conjunta con otras técnicas de inspección no destructivas (el Láser Escáner Terrestre y la Termografía Infrarroja). La ubicación exacta de servicios urbanos enterrados, localizados en las inmediaciones de una obra, es otro aspecto importante que ha de tenerse en cuenta antes de acometer la construcción de las infraestructuras del transporte: de ello dependen, entre otros factores, la seguridad de su ejecución y la interrupción de los suministros a los usuarios. En este trabajo se ha analizado y validado el empleo del GPR como herramienta de prospección útil en la localización de los servicios enterrados: se probó su utilidad práctica en un tramo de pruebas real, construido “ex profeso”, constituido por tuberías de sección circular de diversas tipologías y diámetros, enterradas a diferentes profundidades. Como resultado de esta experiencia se aportan nuevos protocolos de actuación y se sugieren normas de buena práctica que mejoran la exactitud de las prospecciones y la interpretación de los resultados obtenidos. Otra de las infraestructuras del transporte que mayor complejidad técnica e inversiones económicas requieren son los túneles: se ha probado y demostrado “in situ” la utilidad del GPR para el control de calidad y monitorización de aspectos constructivos de interés en un túnel del AVE, en fases tempranas de construcción. Se ha probado que con esta herramienta se pueden monitorizar las estructuras y detectar precozmente fallos y patologías ocultas, de manera que se subsanen de la manera más rápida y económica. Por último, se presenta en esta tesis una nueva aplicación (app) diseñada específicamente en Android para el procesado básico de la señal GPR en dispositivos móviles y tablets, como una alternativa simplificada al empleo de los programas comerciales convencionales. Esta app pretende contribuir a la extensión de la técnica entre usuarios no expertos interesados en ella. Las diferentes aplicaciones del GPR analizadas en este trabajo de investigación pretenden, además, difundir las grandes posibilidades que aporta esta técnica como instrumento de control efectivo en las obras de ingeniería civil e infraestructuras del transporte, tanto en fases de construcción como en servicio. En resumen, esta tesis doctoral ha analizado y demostrado la validez e idoneidad del GPR como herramienta de aplicación práctica en un campo de estudio tan amplio como es el de la construcción y conservación de las obras de ingeniería civil e infraestructuras del transporte, abriendo el camino a futuras líneas de investigación que contribuyan a la automatización de estas técnicas de inspección no destructiva. As infraestruturas do transporte presentan unhas necesidades de conservación e mantemento cada día máis esixentes, especialmente en escenarios económicos adversos como o actual, no que é prioritario manter o patrimonio viario existente fronte á construción de novas infraestruturas. Para iso, é necesario contar con ferramentas obxectivas de análise e control que permitan avaliar o seu estado e priorizar as intervencións necesarias para a súa correcta conservación e mantemento. O presente traballo de investigación propón estudar a viabilidade de uso do radar de subsolo (Ground Penetrating Radar, GPR) como técnica de inspección non destrutiva na avaliación do estado das infraestruturas do transporte e obras de enxeñería civil relacionadas. O seu desenvolvemento experimentou importantes avances nos últimos vinte anos, pero o seu uso neste campo non se xeneralizou tanto como sería desexable, tendo en conta o seu gran potencial de aplicación. No ámbito das infraestruturas lineais do transporte, as unidades de obra de firmes e pavimentos constitúen unha parte fundamental da infraestrutura. O control dos seus espesores e do seu estado resulta crucial para garantir a súa operatividade e a seguridade dos usuarios. Así pois, no presente traballo doutoral estudouse e validouse o potencial do GPR na localización e avaliación de danos asociados aos firmes e pavimentos, analizando a súa utilidade na detección e interpretación integral de patoloxías asociadas, de maneira conxunta con outras técnicas de inspección non destrutivas (Láser Escáner Terrestre e Termografía Infravermella). A localización exacta de servizos urbanos enterrados, situados nas inmediacións dunha obra, é outro aspecto importante que ha de terse en conta antes de acometer a construción das infraestruturas do transporte: diso dependen, entre outros factores, a seguridade da súa execución e a interrupción das subministracións aos usuarios. Neste traballo analizouse e validouse o emprego do GPR como ferramenta de prospección útil na localización dos servizos enterrados: probouse a súa utilidade práctica nun tramo de probas real, construído “ex profeso”, constituído por tubaxes de sección circular de diversas tipoloxías e diámetros, enterradas a diferentes profundidades. Como resultado desta experiencia achéganse novos protocolos de actuación e suxírense normas de boa práctica que melloran a exactitude das prospeccións e a interpretación dos resultados obtidos. Outra das infraestruturas do transporte que maior complexidade técnica e investimentos económicos requiren son os túneles: probouse e demostrouse “in situ” a utilidade do GPR para o control da calidade e de diferentes aspectos construtivos de interese nun túnel do AVE, en fases temperás de construción. Probouse que con esta ferramenta pódense controlar as estruturas e detectar precozmente fallos e patoloxías ocultas, de maneira que se emenden dun xeito máis rápido e económico. Por último, preséntase nesta tese unha nova aplicación (app) deseñada especificamente en Android para o procesado básico do sinal GPR en dispositivos móbiles e tablets, como unha alternativa simplificada ao emprego dos programas comerciais convencionais. Esta app pretende contribuír á extensión da técnica entre usuarios non expertos interesados nela. As diferentes aplicacións do GPR analizadas neste traballo de investigación pretenden, ademais, difundir as grandes posibilidades que achega esta técnica como instrumento de control efectivo nas obras de enxeñería civil e infraestruturas do transporte, tanto en fases de construción como en servizo. En resumo, nesta tese doutoral analizouse e demostrouse a validez e idoneidade do GPR como ferramenta de aplicación práctica nun campo de estudo tan amplo como é o da construción e conservación das obras de enxeñería civil e infraestruturas do transporte, abrindo o camiño a futuras liñas de investigación que contribúan á automatización destas técnicas de inspección non destrutiva. Transport infrastructures present highly demanding conservation and maintenance needs, especially in adverse economic scenarios such as the current one, in which the priority is to maintain the existing road network instead of creating new infrastructures. For that, it is necessary to have accurate tools for analysis and monitoring that allow assessing their state and prioritising the required interventions for their adequate conservation and maintenance. This research work proposes to analyse the feasibility of the Ground Penetrating Radar (GPR) as a non-destructive testing technique on the evaluation of the transport infrastructures and related civil engineering works. Its development has experienced important advances in the last twenty years, although its use in this field has not been generalized as much as it would be desirable, taking into account its great application potential. In the field of linear transport infrastructures, pavements and paving construction units constitute an essential part of the infrastructure. Thicknesses and state controls are crucial to guarantee its operating capacity and safety of the users. Therefore, in this work, the potential of the GPR has been evaluated and validated in the identification and evaluation of damages associated to pavements and pavings, analysing its usefulness for the detection and integral interpretation of pathologies, in combination with other non-destructive testing techniques (Terrestrial Laser Scanner (TLS) and Infrared Thermography (IRT)). The exact positioning of urban buried services, in the surrounding area of an intervention activity, is another important aspect that must be taken into account before undertaking the construction of transport infrastructures: among others factors, the safety of its execution and the interruption of supplies to users, depends on this. In this work, the use of the GPR has been analysed and validated as an useful prospecting tool for the detection and positioning of urban buried services. Its practical usefulness was tested in a real trial stretch, built expressly, composed of diverse types and diameters pipes of circular section that have been buried at different depths. As a result of this experience, new performance protocols were provided and good practice standards were suggested in order to improve the accuracy of the prospection and the interpretation of the results obtained. Tunnels are another kind of transport infrastructures that require highly technical and economic investments. The potential of the GPR has been tested and demonstrated “in situ” for quality control and monitoring of constructive aspects in a high speed railway tunnel, in its early stages of construction. It has been proved that the GPR is an efficient tool to monitor the tunnelling structures, as well as for an early detection of failures and hidden pathologies, so that they can be remedied as cheap and as soon as possible. Finally, this doctoral thesis presents a new application (app), specifically designed in Android for a basic GPR signal processing in mobile devices and tablets, as a simplified alternative method in comparison with conventional commercial programs. This app aims to contribute to the extension of the technique among non-expert users interested in the technique. The different GPR applications analysed in this thesis intend, in addition, to spread the great possibilities that this technique contributes as an effective tool for quality control in civil engineering and transport infrastructures, both on early stages of construction and in service. In summary, this doctoral dissertation has analysed and demonstrated the feasibility and suitability of the GPR as a tool of practical application in a field of study as wide as it is the construction and conservation of the civil engineering works and transport infrastructure, opening the way to future research lines that contribute to the automation of these non-destructive inspection techniques.

This thesis pursues the development of algorithms for detection and semantic characterization of elements of importance in traffic infrastructures of road and urban environments, using data from mobile mapping systems, and aiming at improving the automatic inventory of the mentioned infrastructures. These algorithms will analyse and process geomatic information (point clouds) and graphic information (imagery), and will try to find a symbiosis between them so drawbacks of one source of information can be balanced with the advantages of the other. Fulfillment of this objective implies the development of a strong knowledge base on machine learning techniques. The application of probabilistic models will be necessary to automatically classify different objects in clouds which contain millions of points. The already mentioned semantic characterization of urban objects will follow the indications of the international standard of representation, storage and exchange of 3D models of objects in urban contexts, CityGML. This standard is currently in a development stage, so new entities or extensions of the standard may be needed, and that is a topic of interest for researching, hence a possible objective for this thesis. El objetivo principal de la tesis doctoral es el desarrollo de algoritmia de detección y caracterización semántica de elementos de importancia en las infraestructuras de tráfico en entornos urbanos y de carretera a partir de sistemas de mapeado móvil, con el fin de favorecer el inventariado automático de dichas infraestructuras. Estos algoritmos analizarán y procesarán por un lado información geomática (nubes de puntos) y por otro información gráfica (imágenes fotográficas), y tratarán de encontrar una simbiosis entre ambos tipos de información, donde una aporte sus ventajas a los inconvenientes de la otra. El cumplimiento de este objetivo implicará el desarrollo de una sólida base de conocimiento en lo que a técnicas de aprendizaje artificial se refiere, ya que será necesaria la correcta aplicación de modelos probabilísticos que permitan clasificar de forma automática distintos objetos en nubes que pueden constar de decenas de millones de puntos. La ya mencionada caracterización semántica de elementos urbanos seguirá las indicaciones del estándar internacional de representación, almacenamiento e intercambio de modelos 3D de objetos en contextos urbanos, CityGML. Debido a que el estándar se encuentra en una etapa de desarrollo, podrá surgir la necesidad de crear nuevas entidades o extensiones, hecho que también presenta interés desde el punto de vista de la investigación y es, por tanto, un objetivo a tener en cuenta en el desarrollo de la tesis. O obxectivo principal da tesis é o desenvolvemento de algoritmia de detección e caracterización semántica de elementos de importancia nas infrastructuras de tráfico en ámbitos urbanos e de estradas a partires de sistemas de mapeado móbil, co fin de favorecer o inventariado automático de ditas infraestructuras. Estes algoritmos analizarán e procesarán por un lado información xeomática (nubes de puntos) e por outro información gráfica (imaxes fotográficas), e tratarán de atopar unha simbiosis entre ámbolos tipos de información, onde unha aporte as súas vantaxes ós inconvintes da outra. O cumplimento deste obxectivo implicará o desenvolvemento dunha sólida base de coñecemento no que a técnicas de aprendizaxe artificial se refire, xa que será necesaria a correcta aplicación de modelos probabilísticos que permitan clasificar de xeito automático distintos obxectos en nubes que poden constar de decenas de millóns de puntos. A xa mencionada caracterización semántica de elementos urbanos seguirá as indicacións do estándar internacional de representación, almacenamento e intercambio de modelos 3D de obxectos en contextos urbanos, CityGML. Debido a que o estándar atópase en etapa de desenvolvemento, poderá surxir a necesidade de crear novas entidades ou extensións, feito que tamén presenta interese dende o punto de vista da investigación que e é, polo tanto, un obxectivo a ter en conta no desenvolvemento da tese.

The aim of this work is the development of strategies that allow to perform the structural evaluation of masonry arch bridges from data acquired with non-destructive testing technologies (NDT). The research begins with a description of the currently available technologies of potential applicability to masonry bridges, namely, terrestrial laser scanner, ground penetrating radar and operational modal analysis. Then, a review of the different numerical modelling approaches for structural analysis purposes, is also addressed. The core of the work is structured in three main sections. In a first stage, the effect that the precise geometric characterization, obtained by means of the employment of laser scanning technology, has in the prediction of the collapse load of masonry arches is assessed. In a second stage, a procedure for investigation of causes of damage conditions in masonry arch bridges using inverse analysis procedures is proposed. The problem is formulated within the framework of parameter identification problems and is solved through the use of an iterative optimization algorithm. In the last stage, a multidisciplinary approach for the safety condition assessment of masonry bridges is presented. The methodology is developed on the basis of the application to a real case study, in which the above mentioned NDT technologies are used to provide an accurate and detailed information about the external geometry, inner morphology and dynamic response of the bridge. The acquired data are merged and used as a basis for developing a three-dimensional nonlinear finite element model. The model is calibrated resorting to an optimization procedure, which minimizes the differences between the experimental and numerical obtained modal properties (natural frequencies and mode shapes). Posteriorly, different loading scenarios are simulated to investigate the behaviour of the bridge. Finally, a parametric analysis is carried out aiming to investigate the impact that the uncertainties in mechanical properties have upon the prediction of the ultimate failure loads. El objetivo de este trabajo es el desarrollo de estrategias que permitan realizar la evaluación estructural de puentes en arco de fábrica a partir de datos adquiridos con técnicas de ensayos no destructivos (NDT). La investigación comienza con una descripción de las tecnologías actualmente disponibles de potencial aplicabilidad a puentes de mampostería, principalmente, láser escáner terrestre, georadar y análisis modal operacional. A continuación, una revisión de los diferentes métodos de modelización numérica para fines de análisis estructural también es realizada. El núcleo del trabajo se estructura en tres secciones principales. En una primera etapa se investigó el efecto que la caracterización geométrica precisa, obtenida por medio del empleo la tecnología de escaneo láser, tiene en la predicción de la carga de colapso en arcos de mampostería. En una segunda etapa, se propone un procedimiento para la investigación de las causas de las condiciones de daño existentes en puentes de fábrica a través de la aplicación de procedimientos de análisis inversos. La formulación del problema se encuadra dentro del contexto de los problemas de identificación de parámetros y se resuelve mediante el empleo de un procedimiento iterativo basado en algoritmos de optimización. En la última etapa, se presenta un enfoque multidisciplinario para la evaluación del estado de seguridad en puentes arco de fábrica. La metodología se desarrolla a través de la aplicación en un caso de estudio real, en el que las técnicas antes mencionadas (NDT), son empleadas para proporcionar una información precisa y detallada sobre la geometría externa, morfología interna y respuesta dinámica del puente. Los datos adquiridos son fusionados y se emplean como base para el desarrollo de un modelo tridimensional no lineal de elementos finitos. El modelo es calibrado en base a un procedimiento de optimización, que considera la minimización de las diferencias entre las propiedades dinámicas modales (frecuencias naturales y modos de vibración), obtenidas de forma numérica y experimental. Posteriormente, diferentes escenarios de carga son simulados para investigar la respuesta estructural. Por último, un análisis paramétrico es llevado a cabo, con el objetivo de investigar el impacto que las incertidumbres en las propiedades mecánicas de los materiales tienen sobre la predicción de la carga de colapso final. O obxectivo deste traballo é o desenvolvemento de estratexias que permitan realizar a avaliación estrutural de pontes en arco de fábrica a partir de datos adquiridos con técnicas de ensaios non destrutivos (NDT). A investigación comeza cunha descrición das tecnoloxías actualmente dispoñibles de potencial aplicabilidade a pontes de mampostería, principalmente, láser escáner terrestre, xeoradar e análise modal operacional. A continuación, unha revisión dos diferentes métodos de modelización numérica para fins de análise estrutural tamén é realizada. O núcleo do traballo estrutúrase en tres seccións principais. Nunha primeira etapa investigouse o efecto que a caracterización xeométrica precisa, obtida por medio do emprego da tecnoloxía de escaneo láser, ten na predición da carga de colapso en arcos de mampostería. Nunha segunda etapa, proponse un procedemento para a investigación das causas das condicións de dano existentes en pontes de fábrica a través da aplicación de procedementos de análises inversas. A formulación do problema encádrase dentro do contexto dos problemas de identificación de parámetros e resólvese mediante o emprego dun procedemento iterativo baseado en algoritmos de optimización. Na última etapa, preséntase un enfoque multidisciplinario para a avaliación do estado de seguridade en pontes arco de fábrica. A metodoloxía desenvólvese a través da aplicación nun caso de estudo real, no que as técnicas antes mencionadas (NDT), son empregadas para proporcionar unha información precisa e detallada sobre a xeometría externa, morfoloxía interna e resposta dinámica da ponte. Os datos adquiridos son fusionados e empréganse como base para o desenvolvemento dun modelo tridimensional non lineal de elementos finitos. O modelo é calibrado en base a un procedemento de optimización, que considera a minimización das diferenzas entre as propiedades dinámicas modais (frecuencias naturais e modos de vibración), obtidas de forma numérica e experimental. Posteriormente, diferentes escenarios de carga son simulados para investigar a resposta estrutural. Por último, unha análise paramétrico é levado a cabo, co obxectivo de investigar o impacto que as incertezas nas propiedades mecánicas dos materiais teñen sobre a predición da carga de colapso final.

[ES] En esta Tesis Doctoral se plantea el uso de los sistemas de cartografiado móvil (MMS-Mapping Mobile System) tanto para la obtención de inventarios geométricos de carreteras como para la automatización del trazado asociado a las mismas. Una de las mayores dificultades que tienen estos sistemas es la falta de software que permita automatizar la extracción de información semántica de interés, como son las marcas viales o la plataforma de la carretera. Y a partir de esta información poder obtener la delineación de la vía, su inventario geométrico (p. ej.: nº carriles, ancho plataforma, ancho arcenes, ancho carriles), así como el trazado geométrico tanto horizontal (p. ej.: rectas, curvas circulares, clotoides) como vertical (p. ej.: rasantes, acuerdos verticales, peraltes). Con este tipo de desarrollos será posible realizar un control exhaustivo y rápido de las carreteras por parte de las administraciones gestoras, debido a que en la información derivada puedan identificarse problemas relacionados con el estado de las infraestructuras viarias, su inventariado geométrico e incluso la mejora de la seguridad vial. No obstante, uno de los mayores problemas a los que se hace frente en esta Tesis Doctoral es el tratamiento de toda la información capturada; más concretamente a los procesos de segmentación y modelización de objetos o entidades, debido al carácter desorganizado y sin semántica de las nubes de puntos. Por ello planteamos una metodología automática a partir de la cual obtener los diferentes elementos de la carretera mediante el uso de sistemas LiDAR móvil (MLS), en el que un sistema láser activo de medida permite la documentación de las vías mediante nubes de puntos tridimensionales. La primera fase que se llevará a cabo es obtener de manera automática tanto la plataforma de la carretera como las marcas viales. Debido a la gran cantidad de datos capturados por el MLS se ha desarrollado una metodología basada en procesos de segmentación y clasificación a través de la cual detectar tanto la plataforma del vial como reconocer semánticamente la marcas viales (p. ej.: marca vial izquierda/derecha y diferentes marcas centrales), para así poder llevar a cabo la delineación de la infraestructura viaria en formato CAD. Realizado el proceso de segmentación y clasificación estamos ya en disposición de obtener los diferentes elementos geométricos contenidos en la vía. En primer lugar comenzaremos estimando las características geométricas del trazado horizontal, que cumplen con los requisitos de la instrucción de carreteras (Norma 3.1- IC. Trazado). Dicho proceso se realizará mediante técnicas de parametrización y filtrado de la marca principal de la vía, ya que esta actuará de eje de la carretera y con ella podremos estimar los elementos geométricos que componen su trazado horizontal (p. ej.: líneas rectas, curvas circulares y clotoides). En segundo lugar estimaremos las características geométricas del trazado vertical. Este proceso se llevará a cabo mediante técnicas de regresión ortogonal, a través del análisis de componentes principales (PCA), así como una parametrización y filtrado de la calzada con la que determinar los elementos geométricos que mejor definen su trazado en alzado (p. ej.: rasantes y acuerdos verticales), así como en su sección transversal (p. ej.: peraltes). La última fase de la metodología será obtener los perfiles transversales de la carretera, a partir de la segmentación de la vía como de la clasificación de las marcas viales, con las que poder obtener el inventario geométrico de la sección transversal (p. ej.: nº carriles, ancho plataforma, ancho arcenes, ancho carriles). Esta Tesis Doctoral es el resultado de un compendio de tres artículos científicos publicados en revistas internacionales de alto impacto (ver Apéndice A).

Overall, the interiors of buildings are dynamic environments that change over time, especially, in industrial buildings and in the rehabilitation of old buildings for converted uses. Sometimes these changes are important and require a preliminary analysis of the structure. To perform a structural analysis for the application of new loads or for new uses, updated models of the structure are necessary, as well as a preliminary analysis of its structural health. For these tasks it is always necessary to use data directly acquired on the existing structure and, afterwards, to perform the necessary dimensional drawings and structural calculations. These processes are usually manual and tedious, subject to a high probability of errors, with high costs and a very long execution period. A promising technique for acquiring the 3D geometry of structures is Light Detection and Ranging (LiDAR). Terrestrial laser scanning (TLS) is a LiDAR technology that is fast replacing traditional surveying techniques. Two of the most promising applications of laser scanning in construction and building are 3D modeling and structural health monitoring. In recent years significant progress has been made in these two fields. However new developments are still necessary to automate and improve the reliability of these processes from LiDAR data. The aim of this thesis is to research and develop new methodologies and algorithms to automate and make more reliable the processes of 3D modeling and analysis of structural health from LiDAR data, mainly for rehabilitation or changes of use in the interior of buildings, also achieving greater integration between the generation of 3D models and structural health monitoring, as well as, its application to BIM techniques. Although there are many types of structures, this thesis focuses on the frame structures of steel and wood, which are the most widely used in construction.

This research project proposes the use of geomatic techniques to reconstruct in a highly automated way semantic building models that might be subjected to energy analysis. Other non-destructive techniques such as infrared thermography are explored to obtain descriptive attributes for enriching the models. Building stock is considered as an important contributor to the global energy consumption and buildings energy efficiency has become a priority strategy in the European energy policy. Building Information Models, conceived for storing and managing all the information involved in the different stages and during the whole lifecycle of a building, are stablished as the paradigm for a more extensive application of energy analyses in buildings. All research work goes around the development of methodologies in order to obtain validated models that store and centralize geometric and semantic information of the building as-is according to the specific requirements of gbXML schema. Data acquired from non-destructive technologies such as laser scanner, imagery or infrared thermography are processed to extract useful geometric or semantic information and transform it into an understandable structure for the application area for which models are created. The geometric and semantic contents of resulting models are different depending on their end use. All methodologies are tested in real case studies and resulting models are validated according to gbXML schema. Furthermore, some of the models are submitted to specific energy analyses such as solar or lighting analysis in commercial software. El objetivo principal de esta tesis consiste en el desarrollo de procedimientos y metodologías para la generación de Ámbitos Integrados o Modelos de Información de Construcciones a partir del empleo de sistemas no destructivos, estableciendo así un sistema de gestión integral de la información que nos facilite la toma de decisiones sobre los procesos de intervención o rehabilitación de construcciones existentes. Se propone el desarrollo de una metodología de alta productividad para la obtención de datos geométricos de la construcción objeto de estudio y basada en sistemas láser escáner y fotogramétricos. Dicha metodología minimizará el tiempo empleado en la adquisición de datos manteniendo las precisiones requeridas. La información geométrica se combinará con la obtenida por otras técnicas no destructivas como la imagen RGB y termografía. Así mismo, se investigará la posible implementación de herramientas de procesado automático como por ejemplo, algoritmos para registro automático de nubes de puntos, ajuste de superficies paramétricas con base en algoritmos por mínimos cuadrados o robustos tipo RANSAC, detección automática de límites de objetos, vinculación de datos segmentados a partir de datos existentes, etc. Finalmente, la información generada se integrará en un Modelo de Información de Edificios que permitirá la organización y el acceso rápido a la información, a su vez georreferenciada, facilitando así, la gestión integral del mantenimiento de construcciones. O obxectivo principal desta tese consiste no desenvolvemento de procedementos e metodoloxías para a xeración de Ámbitos Integrados ou Modelos de Información de Construcións a partir do emprego de sistemas non destrutivos, establecendo así un sistema de xestión integral da información que nos facilite a toma de decisións sobre os procesos de intervención ou rehabilitación de construcións existentes. Proponse o desenvolvemento dunha metodoloxía de alta produtividade para a obtención de datos xeométricos da construción obxecto de estudo e baseada en sistemas láser escáner e fotogramétricos. A devandita metodoloxía minimizará o tempo empregado na adquisición de datos mantendo as precisións requiridas. A información xeométrica combinarase ca obtida por outras técnicas non destrutivas como imaxe RGB e termografía. Investigarase a posible implementación de ferramentas de procesado automático como por exemplo algoritmos para o rexistro automático de nubes de puntos, axuste de superficies paramétricas sobre a base de algoritmos por mínimos cadrados ou robustos tipo RANSAC, detección automática de límites de obxectos, vinculación de datos segmentados con bases de datos existentes, etc. Finalmente a información xerada integrarase nun Modelo de Información de Edificios que permitirá a organización e acceso rápido á información, que estará á súa vez xeorreferenciada e facilitará a xestión integral do mantemento das construcións. Ministerio de Educación, Cultura y Deporte | Ref. AP2010-2969 Ministerio de Educación y Ciencia | Ref. BIA2009-0812

El objetivo general del proyecto se podría resumir en el desarrollo, adaptación y puesta a punto de sistemas tecnológicos para la gestión de infraestructuras lineales y carreteras. El sistema que se pretende diseñar integrará diferentes dispositivos empleados habitualmente para otras aplicaciones, de forma que puedan proporcionar información para las actividades relacionadas con la inspección, gestión y mantenimiento de estas infraestructuras. Los sistemas actuales de toma de datos en campo y toma de decisiones en oficina para la inspección, análisis y gestión de infraestructuras lineales, adolecen de la utilización de desarrollos tecnológicos alcanzados en los últimos tiempos en otras áreas del conocimiento. La dependencia respecto al personal técnico que realiza las tareas de inspección, basada en su experiencia e intuición, todavía es muy importante a pesar de los avances tecnológicos existentes. En este proyecto se pretenden introducir las últimas tecnologías para la adquisición de información cualitativa y cuantitativa visible sobre el terreno y no visible bajo el terreno, tradicionalmente aplicadas en otros ámbitos, como elementos soporte para la gestión de un elemento clave como son las infraestructuras lineales de un país. El sistema se basará en el uso combinado de las técnicas siguientes: - Fotogrametría terrestre sobre imágenes de diferentes zonas del espectro electromagnético. - Láser escáner terrestre. - Análisis multiespectral en base a sensores ópticos (termografía, infrarrojo cercano). - GPS. - Captura y tratamiento digital de imágenes en soporte video. Estas técnicas proporcionarán información complementaria a la que se recoge actualmente, mediante los sistemas y dispositivos ya desarrollados y en funcionamiento para la inspección de carreteras, utilizando otros métodos que permiten, por ejemplo, determinar características del pavimento como, textura, fricción, regularidad superficial, tamaño de las fisuras, perfiles transversales, roderas, capacidad estructural, etc. Se buscará tanto la automatización y estandarización de la toma de datos, como la toma de decisiones. La información cualitativa y cuantitativa procesada convenientemente e integrada en un sistema experto de gestión, será el soporte para la toma de decisiones respecto a las actuaciones de mantenimiento y conservación a llevar a cabo, en un escenario donde los recursos económicos son escasos siendo necesario priorizar su inversión, así como respecto a las cuestiones relacionadas con la seguridad viaria de los usuarios. Serán objetivo de este proyecto los siguientes tipos de infraestructuras asociados a las carreteras y obras lineales: puentes, túneles, pavimentos, capas de rodadura y viaductos. O obxectivo xeral do proxecto poderiase resumir no desenrolo, adaptación e posta a punto de sistemas tecnolóxicos para a xestión de infraestructuras lineais e estradas. O sistema que se pretende deseñar integrará diferentes dispositivos empregados habitualmente para outras aplicacións, de modo que poidan proporcionar información para as actividades relacionadas coa inspección, xestión e mantemento das infraestructuras. Os sistemas actuais de toma de datos no campo e toma de decisión na oficina para a inspección, análise e xestión de infraestructuras lineais, carecen do emprego de desenrolos tecnolóxicos alcanzados nos últimos tempos noutras áreas do coñecemento. A dependencia respecto ó persoal técnico que realiza as tarefas de inspección, baseada na súa experiencia e intuición, aínda é moi importante a pesar dos avances tecnolóxicos existentes. Neste proxecto preténdese introducir as últimas tecnoloxías para a adquisición de información cualitativa e cuantitiva visible sobre o terreo e non visible baixo éste, tradicionalmente aplicadas noutros ámbitos, como elementos soporte para a xestión dun elemento clave como son as infraestructuras lineais dun país. O sistema basearase no uso combinado das seguintes técnicas: - Fotogrametría terrestre sobre imaxes de diferentes zonas do espectro electromagnético. - Láser escáner terrestre. - Análise multiespectral en base a sensores ópticos (termografía, infravermello cercano). - GPS. - Captura e tratamento dixital de imaxes en soporte video. Estas técnicas proporcionarán información complementaria á que se recolle na actualidade, mediante os sistemas e dispositivos xa desenvolvidos e en funcionamiento para a inspección de estradas, utilizando outros métodos que permiten, por exemplo, determinar características do pavimento como, textura, fricción, regularidade superficial, tamaño das fisuras, perfiles transversais, rodeiras, capacidade estructural, etc. Buscaráse tanto a automatización e estandarización da toma de datos, como a toma de decisións. A información cualitativa e cuantitativa procesada convenientemente e integrada nun sistema experto de xestión, será o soporte para a toma de decisións respeto ás actuacións de mantemento e conservación a levar a cabo, nun escenario onde os recursos económicos son escasos sendo necesario priorizar a súa inversión, así coma respeto ás cuestiones relacionadas coa seguridad viaria dos usuarios. Serán obxectivo deste proxecto os seguintes tipos de infraestructuras asociados ás estradas e obras lineais: pontes, túneis, pavimentos, capas de rodado e viaductos. The vast and inaccessible landscape made travel difficult in previous centuries and consequently, new links between people and places needed to be built. A well-developed network of routes —by air, water, rail and road— connected every country as never before. Nowadays, transport continues to be one of the most significant agents of change and transport infrastructures keep playing a significant role in every country’s economic growth and competitiveness. Infrastructure has been a national priority in Spain. Since 2010, however, spending on infrastructure has been cut by a third, to just 1.4 percent of its gross domestic product. The successive years of budget reductions have shifted the government’s infrastructure investment priorities to maintenance and rehabilitation works. The current infrastructure inspections have limitations derived from its manual approach. Firstly, it involves a large number of manual measurements, which are time-consuming and error-prone. Secondly, the assessment of the infrastructure condition is either visual or manually done and hence is subject to inspector’s experiences. Thirdly, the accuracy of the geometric information gathered is still questionable and limited to non-technified, standardized procedures. This dissertation introduces nondestructive geomatic techniques for accurate geometric data collection in order to help civil inspectors and surveyors to improve their existing decision-making skills and overcome their problems, which are at present tackled in a qualitative and manual manner. In particular, a considerable range of my research findings are built around land-based mobile laser scanning (MLS) technology, and to a lesser extent on static LiDAR, both enabling collections of dense 3D point clouds with cm and mm-accuracy, respectively. Ground penetrating radar (GPR) is used in a certain degree to characterize and evaluate the internal construction materials. This research addresses the abovementioned limitations by providing automatic or semiautomatic support for the process of extracting geometric features and quantitative attributes from 3D point clouds, such as the area of material pathologies in a road overpass or the punctual thickness of a specific pavement layer. Examples of some 3D data processing algorithms were implemented to five case studies within the civil engineering domain. Therefore, the scope of this research is primarily limited to pavements, overpasses and underpasses, tunnels and bridges. Through such automation, it is reasonable to expect the processing of larger amount of data in shorter periods of time and multiple efficiency improvements.