Fotogrammetria con drone

Fotogrammetria

Lo sviluppo dei Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto (SAPR, meglio noti come droni) e di sensori sempre più sofisticati permette di acquisire immagini di un’area di interesse:

  • COSTI LIMITATI
  • TEMPI CONTENUTI
  • RISOLUZIONI ELEVATE
  • REALI ESIGENZE

Una delle discipline in cui questa tecnologia trova applicazione è la fotogrammetria. Si tratta di una tecnica scientifica che, attraverso l’elaborazione di un certo numero di immagini fotografiche opportunamente acquisite, permette la ricostruzione tridimensionale di un ambito territoriale di interesse, così come di edifici o strutture. La grande potenzialità che offre una ricostruzione fotogrammetrica sta nella possibilità di valutare con estrema precisione la forma, le dimensioni e la posizione dell’area o dell’oggetto indagato, affidandosi esclusivamente alla modellazione effettuata.

La grande potenzialità che offre una ricostruzione fotogrammetrica sta nella possibilità di valutare con estrema precisione la forma, le dimensioni e la posizione dell’area o dell’oggetto indagato, affidandosi esclusivamente alla modellazione effettuata.

A differenza di un rilievo topografico classico, che impiega giorni di misure sul campo e fornisce un’informazione parziale, il rilievo fotogrammetrico permette di ottenere un’informazione completa e dettagliata limitando al massimo il tempo di indagine sul campo. Inoltre i risultati del processo fotogrammetrico permettono di ricavare facilmente misure di distanzearee e volumi anche in momenti successivi, senza dover tornare sul campo.

Tra i principali prodotti ottenibili per via fotogrammetrica figurano:

Nuvole di Punti
In funzione del livello di dettaglio desiderato, è possibile generare delle Nuvole di Punti che forniscono già una prima rappresentazione del contesto indagato. Queste Nuvole sono costituite da un insieme numerosissimo di punti (anche decine di milioni) con una precisa collocazione nello spazio 3D.

Mesh
Ciascun punto di una Nuvola può essere utilizzato come vertice per la creazione di una Mesh poligonale. Si tratta di un insieme di vertici, spigoli e facce che definiscono la forma e la dimensione dell’oggetto. Su questo modello possono essere effettuate misure di distanze, aree e volumi. Per un migliore output grafico alla Mesh può essere sovrapposta una Texture.

 

DSM/DTM

La realtà al suolo può essere rappresentata con Modelli Digitali delle Superfici (DSM), che indicano variazioni quotate di altezza. Se non interessa valutare gli oggetti a terra, come alberi o edifici, è inoltre possibile ricavare Modelli Digitali del Terreno (DTM) che riproducono il reale andamento del terreno. Ogni prodotto può essere fornito con rappresentazioni in varie scale di colore e curve di livello.

 

 

Ortofoto
La fotogrammetria consente di eliminare le deformazioni prospettiche presenti nelle fotografie, per ottenere delle Ortofoto bidimensionali geometricamente corrette. Mosaicando tra loro le ortofoto si costruisce l’Ortomosaico di un’area estesa, su cui si possono effettuare misure con accuratezza centimetrica.

 

 

Sezioni
Da ogni modello tridimensionale possono essere estratte sezioni e profili altimetrici secondo le esigenze. Per ottenere un miglior riscontro grafico, le sezioni sono corredate dalle relative Nuvole di Punti. Ciascun prodotto derivato dal processo fotogrammetrico può essere esattamente vincolato nello spazio, tramite l’acquisizione delle coordinate di Punti di Appoggio rilevate con strumentazione GPS o Total Station. Nel caso in cui la georeferenziazione non sia di primario interesse, è comunque possibile assegnare ad ogni modello un corretto valore di Scala, in modo tale da dimensionare il sito o l’oggetto indagato.

 

 

 

 

Inoltre l’estrema praticità della fotogrammetria da drone consente di ripetere nel tempo i voli sull’area di indagine, così da monitorarne periodicamente l’evoluzione. Le differenze riscontrate tra le elaborazioni svolte in tempi successivi possono rivelarsi fondamentali non solo per lavorare con dati sempre aggiornati ma anche per evidenziare eventuali criticità.

 

beautyimagefaro3dsurveyingMa le potenzialità della fotogrammetria da drone non finiscono qui! I continui sviluppi degli strumenti di processing dei dati permettono di integrare tra loro Nuvole di Punti di diversi formati. Un esempio comune è l’integrazione con Nuvole di Punti acquisite da terra con Laser Scanner. Sei un professionista che opera con strumentazione laser e non sai come ottenere i dati di tetti e sommità degli edifici per completare i tuoi rilievi?
La nostra tecnologia e le nostre competenze ti permettono ora di risolvere questo problema e di ottenere un modello integrato, completo e preciso in tutte le sue parti.

 

E se tutto ciò ancora non bastasse, pensa alle opportunità che potresti cogliere utilizzando stampanti 3D per riprodurre concretamente le modellazioni eseguite su PC. Avresti tra le mani un modello fisico e perfettamente scalato del sito di indagine, sia esso un monumento, un edificio o un contesto territoriale più ampio, su cui poter eseguire tutte le valutazioni e le progettazioni di tuo interesse.

 

Ambiti di applicazione

 

La tecnologia dei droni può trovare largo utilizzo per mappature e rilievi nei seguenti ambiti:

 

  • Controllo di cave e acquisizione di dati utili alla stima dei volumi di sterro e riporto
  • Monitoraggio degli spostamenti del terreno nel tempo in aree a rischio frana
  • Controllo dell’evoluzione morfologica di fiumi e canali; analisi di qualità dell’acqua e identificazione di eventuali sversamenti in alveo
  • Controllo di discariche: monitoraggio dei volumi di materiale accumulato e identificazione di eventuale percolato
  • Ispezione e mappatura di aree, siti e monumenti di interesse storico-archeologico
  • Ispezione di immobili e controllo dell’abusivismo edilizio
  • Ispezione di siti inaccessibili o pericolosi per l’uomo
  • Monitoraggio e controllo della crescita e dello stato di salute di vegetazione e campi coltivati
  • Analisi della temperatura superficiale dei terreni naturali per prevenzione del rischio incendi
  • Ricerca di guasti e malfunzionamenti su oleodottigasdotti e linee elettriche
  • Ricerca di guasti e malfunzionamenti sulle linee ferroviarie

 

 

Volterra, International Reality Capture October 10-22, 2016

 

Nei giorni tra il 10 e il 22 ottobre 2016 la cittadina medievale di Volterra è stata teatro di una campagna di rilievi senza precedenti.

L’occasione si è presentata per mezzo di un workshop internazionale organizzato dalla Volterra-Detroit Foundation in cui ingegneri, architetti, tecnici ed esperti di rilievi provenienti da varie parti del mondo si sono riuniti per condividere ed accrescere le proprie conoscenze in materia di costruzione di modelli 3D del territorio, con tecnologie SAPR e Laser Scanner.

Le società e i vari enti con cui Aprflytech ha collaborato affinché un progetto di tale portata potesse essere realizzato sono: Autodesk, 3DR, XGEM, Case Technologies, Volterra-Detroit Foundation, Volterra International Residential College, Comune di Volterra.

Il progetto ha previsto l’utilizzo dello Smart Drone 3DR Solo per l’acquisizione di immagini dall’alto di tutti i principali punti di interesse storico-architettonico, che integrati con le scansioni da terra hanno permesso la ricostruzione fotogrammetrica di tutto il centro storico della città etrusca.

Aprflytech, con il suo 3DR Solo certificato per area critica, si è occupata in prima persona della progettazione delle missioni di volo e della realizzazione dei voli in una lunga serie di location, tra le quali figurano: Piazza dei Priori, Palazzo dei Priori, Piazza San Giovanni, Battistero di San Giovanni Battista, Cattedrale di Santa Maria Assunta, Teatro Romano, Porta all’Arco, Volterra International Residential College, Piazza Inghirami, Chiesa di San Francesco, Porta San Francesco.

Per ciascuna location, dopo preventivo sopralluogo per l’identificazione degli spazi disponibili e dei fattori di rischio, sono state acquisite immagini sia con modalità di presa nadirale, sia con vari angoli di inclinazione della camera rispetto alla verticale degli edifici al fine di ricostruire un modello della città completo in tutte le sue parti.

Il risultato di questa ingente e complessa campagna di rilievi potrà essere utilizzato per molteplici scopi, tra i quali pianificazione e riqualificazione urbana, monitoraggio e ristrutturazione di edifici, redazione di documentazione storica, promozione di immagini e video per fini turistici, ricerca.