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AEROFOTOGRAMMETRIA SU TERRENI INCLINATI

20 Maggio 2018
Immagine aerea di versante terrazzato e pendente nelle Cinque Terre

In questo articolo ti parlo di quello che succede quando fai aerofotogrammetria su terreni inclinati e puoi anche scaricare due fogli di calcolo per pianificare le missioni di volo per un rilievo con drone.

GROUND SAMPLING DISTANCE (GSD)

Un parametro importante nella fotogrammetria è il Ground Sampling Distance (GSD).

Ci avevo scritto sopra un articolo, lo puoi leggere qui.
Quello che trovi a questo link è in realtà è un altro link ad un altro articolo del blog di 3DEffe (esperti colleghi del Ponente Ligure) dove spiegano molto bene che cos’è il Ground Sampling Distance!

Il mio contributo è stato solo quello di fare un foglio di calcolo, che puoi scaricare liberamente, per programmare le attività fotogrammetriche sul campo, sulla base del GSD.
Il foglio di calcolo originale è stato poi integrato dal prezioso contributo dell’Ing. Paolo Rossi, del laboratorio di Geomatica della Facoltà di Ingegeria dell’Unversità di Modena e Reggio Emilia.

Insomma, sul GSD non mi sono impegnato personalmente molto!
🙂

IL GSD È IMPORTANTE!

Se ti occupi di fotogrammetria, è importante conoscere il GSD.
Se lo conosci, puoi programmare le attività di acquisizione fotografica sul campo con coscienza di quello che fai ed in modo sensato secondo i risultati attesi dal tuo rilievo.

Se non ti occupi di fotogrammetria, ma sei un utilizzatore di rilievi fotogrammetrici fatti da qualcun altro, è ugualmente interessante conoscere il GSD.
Se lo conosci, puoi avere subito un riscontro del grado di dettaglio della rappresentazione del territorio che è stato scelto durante il rilievo sul campo da chi hai commissionato per il lavoro.

Il GSD influenza l’accuratezza di un rilievo aerofotogammetrico.

Il GSD è la distanza tra i punti centrali di due pixel vicini di un’immagine digitale, misurata sul terreno reale.
Il GSD ti dice quanto è grande un pixel misurato sul terreno.

Il GSD si misura in mm/pixel o cm/pixel.
Un GSD di 10 cm/pixel indica che ciascun pixel dell’immagine comprende una porzione di terreno che sta all’interno di un quadrato di lato 10 cm x 10 cm.
Un GSD di 1 cm/pixel ti dice che ogni pixel contiene il terreno che sta dentro un ad un quadrato di 1 cm x 1 cm.

Ti incollo qui sotto un’immagine, che ho preso da questo articolo sul blog di Propeller Aero, che forse ti aiuta meglio a capire il concetto di GSD.

Immagine, formata da quattro immagini rettangolari, che è esemplificativa del GSD Ground Sampling Distance

Se il GSD è un numero piccolo, l’immagine è ricca di dettagli.
Se tutte le immagini hanno lo stesso valore basso del GSD, tutto il rilievo sarà ricco di dettagli che, quindi, puoi restituire in output.

Viceversa, se il GSD di un’immagine è grande non è possibile vederne bene i dettagli, che non saranno neppure riproducibili.

Il concetto piccolo/grande è piuttosto relativo e so di averlo usato in modo improprio.
Allora ti faccio ancora un altro esempio.
Se stai rilevando una porzione di litorale con ghiaia, ciottoli e scogli un GSD di 1 cm/pixel ti permette di distinguere abbastanza bene la ghiaia e le parti che la compongono, un GSD di 10 cm/pixel ti fa vedere i ciottoli, ma non più la ghiaia (i granelli non si distinguono più nelle fotografie) ed un GSD di 1 m/pixel ti lascia vedere bene solo gli scogli, ciottoli e ghiaia si riducono ad essere solo una distesa di grigio spalmata su ciascun pixel.

Un rilievo aerofotogrammetrico non può essere più preciso del valore del GSD.
Mediamente e cautelativamente, puoi prendere come valore di riferimento dell’accuratezza generale di un rilievo aerofotogrammetrico quello di 3 volte il GSD.

In aerofotogrammetria, il GSD è funzione della distanza tra fotocamera e terreno (altezza di volo), dimensioni del sensore fotografico e lunghezza focale dell’ottica (da cui deriva l’angolo di campo F.O.V. – Field Of View).
Non ti scrivo però come si calcola perchè mi sono già dilungato parecchio fino ad ora!
Trovi tutto negli articoli che ti ho linkato poco fa.

Prima di volare bisogna sapere qual è la finalità del rilievo e programmare le foto di conseguenza.
Se rilevi un territorio per restituire una planimetria in scala 1:5.000 non devi volare ad un’altezza di 20 m e fare foto con un GSD di 5 mm/pixel!
Se lo fai avrai molte, molte immagini in più rispetto al necessario (da archiviare, trattare e processare), con un livello di dettaglio non necessario per gli scopi della carta che devi produrre.

UN ALTRO FOGLIO DI CALCOLO, UN ALTRO CONTRIBUTO ESTERNO!

Prima di parlarti dell’aerofotogrammetria su terreni inclinati voglio metterti a disposizione un altro foglio di calcolo per la pianificazione delle missioni di volo con drone.
Questo contributo mi è stato spedito da Giampaolo Beretta, ingegnere libero professionista trentino che si è occupato parecchio di droni e tecniche fotogrammetriche.

Il suo foglio di calcolo lo puoi scaricare da questo link e funziona così:

  • definisci le caratteristiche del sensore fotografico e dell’ottica;
  • scegli il valore del GSD che vuoi, questo è il parametro di partenza;
  • dal GSD si calcola la quota di volo massima impostabile;
  • scegli la percentuale minima di sovrapposizione delle immagini;
  • scegli l’intervallo tra gli scatti;
  • si calcola la velocità massima del drone necessaria per rispettare questi parametri;
  • si definisce la percentuale di sovrapposizione tra le strisciate;
  • viene calcolata la distanza tra le strisciate parallele;
  • si determina la lunghezza del percorso in aria, il numero di scatti ed il tempo di volo stimato.

L’approccio metodologico del lavoro condiviso da Giampaolo è molto interessante perchè parte dalla scelta del GSD di progetto.
I contenuti sono analoghi a quelli del mio lavoro, integrato dal contributo di Paolo Rossi, ma potresti trovarlo più intuitivo e comodo a seconda del tuo modo di ragionare ed approcciare il piano di volo.

Grazie mille quindi a Giampaolo Berettea per aver condiviso con me e con te la sua esperienza ed un suo strumento di lavoro.
In fondo all’articolo trovi tutti i suoi riferimenti e contatti oltre che una nota biografica.

UNA NOTA (DI ORGOGLIO) PERSONALE

Sono molto contento di ricevere contributi da parte dei lettori di questo blog, proprio come quello di Giampaolo.
È bello che ci sia chi vuole condividere quello che sa attraverso queste pagine, mettendo a disposizione la sua conoscenza, il suo lavoro, i suoi strumenti e la sua esperienza, in modo del tutto disinteressato!
Ne sono felice e davvero molto lusingato!
Prima di Giampaolo ci sono stati Paolo Rossi, con il suo foglio di calcolo sul GSD ed il suo contributo estensivo, ancora in corso, sull’elaborazione fotogrammetrica con Photoscan, Flavio Angoli ed il suo articolo su droni e sicurezza (a cui seguirà presto qualcosa di nuovo!) e Giuseppe Scarpino che ha approfondito l’articolo sull’uso del GPS in topografia.

Sappi che se vuoi contruibuire anche tu, con la tua esperienza, ad arricchire questo percorso  sulla topografia, i rilievi, le misure, le mappe e gli strumenti sei davvero il benvenuto!

AEROFOTOGRAMMETRIA SU TERRENI INCLINATI

Eccoci finalmente all’argomento principale di questo articolo: l’aerofotogrammetria su terreni inclinati.

Immagine aerea da drone di un versante inclinato nelle Alpi Apuane

Se devi rilevare un terreno inclinato, un versante in pendenza, devi stare attento quando pianifichi le operazioni e scatti le fotografie con il drone.
Programmare una missione di volo su strisciate che stanno tutte sul solito piano orizzontale potrebbe non essere la scelta giusta per restituire un rilievo con il solito grado di accuratezza ovunque.

Per spiegarti quello che può succedere, prendo in prestito ancora altre immagini di Propeller Aero, da questo articolo.

PERDERE SOVRAPPOSIZIONE

Immagine che esplica la perdita di sovrapposizione minima nell'aerofotogrammetria in terreni inclinati

Se riduci la distanza tra drone e terreno, e non cambi l’intervallo tra gli scatti della fotocamera, riduci la sovrapposizione tra i fotogrammi consecutivi.
Potresti non avere sufficienti immagini per l’elaborazione del modello tridimensionale (fatta secondo i principi della fotogrammetria classica che risolve le equazioni di collinearità) da parte degli algoritmi structure from motion dei software specifici.

AUMENTARE IL GSD

Immagine che esplica la perdita di Ground Sampling Distance GSD minimo nell'aerofotogrammetria in terreni inclinati

Viceversa, se aumenti la distanza tra drone  e terreno, anche se aumenta la sovrapposizione tra i fotogrammi, aumenta anche il valore del GSD (che dipende linearmente dall’altezza di volo).
Tuttavia un valore più alto del GSD comporta immagini con meno dettagli e, in queste zone, può esserci il rischio concreto di non poter restituire il rilievo con il grado di accuratezza e dettaglio atteso.

MISSIONI DI VOLO A QUOTE DIVERSE

Immagine della pianificazione di missioni di volo aerofotogrammetrico su livelli di volo posto a quote diverse

Se le caratteristiche e l’estensione del terreno che devi rilevare te lo consentono, puoi programmare missioni di volo del drone planari, ma condotte su quote diverse (ed in parte sovrapposte tra loro) in modo da mantenere ovunque GSD e percentuale di sovrpposizione attesi.

SEGUIRE LA MORFOLOGIA DEL TERRENO

Schema di pianificazione di missioni di volo aerofotogrammetrico su strisciate che seguono la quota e la morfologia del terreno sottostante

Oppure puoi programmare il volo del drone in modo che segua la morfologia e l’altimetria del terreno sottostante, variando la sua altezza di conseguenza.
Alcuni strumenti di pianificazione e gestione del volo permettono di variare le altezze di volo del drone sulla base delle informazioni di altitudine del terreno presi da modelli digitali di elevazione (come quello di Google).

I PARAMETRI DI VOLO IN CASO DI TERRENI INCLINATI

LA PRESA PSEUDO-NORMALE

In fotogrammetria classica, con il termine Presa si intende lo scatto di una fotografia.
Le campagne di acquisizione fotogrammetrica (e aerofotogrammetrica) tradizionale cercavano di avvicinarsi il più possibile alla condizione di presa normale.
Nella presa normale i raggi ottici uscenti dalla fotocamera urtano l’oggetto da rilevare (il terreno) perpendicolarmente e sono paralleli tra loro, fotografia per fotografia.

Anche se l’aerofotogrammetria da drone è molto lontana dalla precisione delle fotocamere super calibrate che si usavano in fotogrammetria classica, si tende comunque il più possibile ad avvicinarsi, in fase di scatto, alla condizione di presa normale.
Tuttavia  il movimento del drone, le azioni esterne che ne perturbano lo stato (il vento), il sistema di stabilizzazione (gimbal) della fotocamera a bordo e la mancanza di certificazione di calibrazione di camera ed ottiche, rendono impossibile parlare di presa normale e si preferisce il termine presa pseudo-normale.

Quello che ti consiglio di fare se rilevi un terreno inclinato è acquisire immagini che non siano solo nadirali (con camera rivolta verso il basso ) ma che siano prese con asse della fotocamera inclinata rispetto all’orizzontale.
Il valore dell’inclinazione, del Tilt della fotocamera, è funzione della pendenza media del versante.

Per poter scattare fotografie che siano il più vicino possibile alla presa pseudo-normale è consigliabile impostare l’assetto del drone in modo che scatti immagini prese di fronte al versante da rilevare.
Solitamente l’avanzamento del drone avviene lateralmente (traslazione laterale destra-sinistra) mentre la prua punta il terreno per scattare le fotografie durante il rilievo.
La sovrapposizione tra due fotogrammi adiacenti (overlap) avviene nel senso della larghezza di ciascuna immagine, mentre la sovrapposizione tra le strisciate (overside) si valuta nel senso dell’altezza (lato corto) dell’immagine.

Personalmente mi trovo bene a pogrammare missioni di volo che seguano l’orografia del versante e le curve di livello.
Lo preferisco al volo in direzione “monte-valle“.

ALTEZZA DI VOLO E DISTANZA NORMALE

Se pianifichi delle missioni di aerofotogrammetria su terreni inclinati, la distanza che devi considerare per calcolare il GSD non è più l’altezza di volo H (generalmente impostata dal punto di decollo) ma la distanza normale D tra drone (fotocamera del drone) e terreno.

Ho disegnato, a mano, un paio di schemi esplicativi che spero possano aiutarti nel capire questi concetti (di pura trigonometria e geometria analitica).
Perdonami le bozze ma ho fatto davvero prima che non far disegni vettoriali!
🙂

Se conosci il valore di D (che determina il GSD di progetto) e la pendenza media del versante (alfa), è immediato consocere l’altezza H (rispetto al punto di decollo) del drone da programmare.

Ti porto due esempi:

  • Terreno inclinato di 20°;
  • GSD di progetto: circa 2.5 cm/pixel;
  • Distanza tra fotocamera e terreno: 50 m;
  • Altezza di volo del drone: 53 m.
  • Terreno inclinato di 50°;
  • GSD di progetto: circa 4 cm/pixel;
  • Distanza tra fotocamera e terreno: 80 m;
  • Altezza di volo del drone: 125 m.

Capisci immediatamente come la pendenza influisca in modo sensibile l’altezza di volo del drone.

A mio avviso, queste considerazioni hanno senso per pendenze che non superano i 70°.
Per valori maggiori ci si avvicina alla condizione di verticalità dove subentrano altre dinamiche di volo che difficilmente si riescono a programmare in maniera automatica.
In questi casi si vola solitamente in maniera del tutto manuale, valutando distanza e sovrapposizione sulla base della telemetria di bordo e delle informazioni video che il drone trasmette alla stazione di terra ed in relazione alla sensibilità ed all’esperienza del pilota.

AVANZAMENTO DEL DRONE E VARIAZIONE DI QUOTA

Per quello che ti ho scritto poco fa, nell’aerofotogrammetria su terreni inclinati, è importante prevedere variazioni di quota durante la missione di volo del drone per adattarsi all’altimetria del terreno.
In quest’altro schema “artigianale” dovresti riuscire a capire (spero!) come valutare questi aspetti.

Schema geometrico del calcolo della sovrapposizione e degli spostamenti di n drone nell'aerofotogrammetria su terreni inclinati

Una volta che hai scelto la sovrapposizione tra le strisciate adiacenti (overside), i valori degli spostamenti del drone nel piano (Delta x – che rappresenta la distanza planimetrica tra le strisciate) e le variazioni di quota (Delta y – negative per gli abbassamenti e positive per gli incrementi), sono piuttosto facili da calcolare in relazione alla pendenza del versante.

ANCORA UN FOGLIO DI CALCOLO!

Concludo questo articolo con un aggiornamento del foglio di calcolo che avevo fatto un po’ di tempo fa (integrato poi dal contributo di Paolo Rossi) ed in cui ho inserito una parte relativa al calcolo dei parametri di volo nel caso di terreni inclinati.

Ho aggiornato il link che trovi nella barra laterale di questo blog ma puoi comunque scaricarlo, gratuitamente e senza registrazioni, a questo link.
Fammi sapere che cosa ne pensi!

 

Spero di averti dato informazioni utili o aver anche solo aggiornato quello che già sapevi sul Ground Sampling Distance e sull’aerofotogrammetria.

Contattami nei modi che preferisci per dubbi, domande o critiche!
Trovi come fare nella pagine dei contatti di questo blog.

 

A presto!

Paolo Corradeghini

 

 

Giampaolo Beretta

Ti riporto le note di contatto dell’Ing. Giampaolo Beretta, una sua foto ed una breve nota biografica.
Grazie Giampaolo per la tua condivisione!

Fotografia dell'Ing. Giampaolo BerettaMi chiamo Giampaolo Beretta, classe 1976, vivo e lavoro in Val di Ledro nella provincia di Trento. Ho frequentato l’Istituto per Geometri di Riva del Garda e successivamente la Facoltà di Ingegneria di Trento con indirizzo Strutture. Una volta laureato ho lavorato per tre anni come dipendente in una società di ingegneria e poi, nel 2007, ho deciso di intraprendere la libera professione.

Fin da piccolo ho avuto una grande passione per i meccanismi e per le macchine in generale. Adoravo giocare con i Technic Lego e con il Meccano ed i miei genitori mi incoraggiavano a sviluppare la mia manualità comprandomi ogni genere di attrezzo. Dalla pinza e martello, si è passati al trapano, alla saldatrice e poi alla combinata per il legno. La fresa a controllo numerico costava troppo, quindi me la sono costruita. La passione per le costruzioni è nata così: costruendo.

Mi occupo principalmente di edilizia e del mio lavoro amo l’attività sul campo, ossia le parti dedicate al rilievo ed alla direzione dei lavori. In particolare, l’utilizzo della fotogrammetria per il rilievo del territorio mi ha spinto ad esplorare il mondo dei SAPR, meglio conosciuti come droni, permettendomi di approfondirne i vari aspetti: la normativa, l’elaborazione della documentazione per il riconoscimento presso l’ENAC, la pianificazione e l’esecuzione del volo, la fotografia, l’elaborazione dei dati e la presentazione del lavoro finito. Non poteva mancare la costruzione di un SAPR.

Sono una persona introversa; per questo motivo non mi piace lavorare in gruppo e cerco sempre di fare le cose da solo. Comunque mi piace condividere la mie esperienze ed ascoltare quelle degli altri. C’è sempre da imparare e spesso l’esperienza altrui mi aiuta a superare le difficoltà e fare un lavoro nel modo giusto. Ciò che odio maggiormente è dover rifare qualcosa; così nel lavoro, come nella vita quotidiana.

Sono convinto che tutti i lavori, anche quelli che all’apparenza sembrano semplici, necessitino di un minimo di studio ed approfondimento. Solo dopo questi passaggi diventano semplici. Spesso, quando inizio un nuovo lavoro, ho il timore di sbagliare e mi sento tranquillo solo dopo essermi studiato bene l’argomento. La citazione che più mi rappresenta è di Maria Sklodowska, meglio conosciuta come Marie Curie: “Niente nella vita va temuto, dev’essere solamente compreso.”

I miei riferimento sono:

Ing. Giampaolo Beretta
Via Piave, 54
38067 Ledro fraz. Molina (TN)

Email: giampaolo.beretta at tiscali.it
Cell: 349 3678991
Internet: www.giampaoloberetta.it

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Paolo Corradeghini

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2 Comments


Marzio Marinelli
21 May 2018 at 18:36
Reply

UN’ALTRO BELLISSIMO ARTICOLO. EQUILIBRIO IDEALE TRA SCIENZA E DIVULGAZIONE DI ALTO LIVELLO; BRAVISSIMI, E GRAZIE



    Paolo Corradeghini
    28 May 2018 at 10:11
    Reply

    Grazie mille Marzio!

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  • CHI SONO

    Paolo Corradeghini immagine profilo
    Paolo Corradeghini, ligure, classe 1979, ingegnere per formazione, topografo di professione, sportivo per necessità e fotografo per passione. Fai click sulla mia faccia e scopri qualche informazione in più.
  • Paolo Corradeghini

    Topografia, rilievi, droni, gps, cartografia, geomatica e mappe.
    Condivido aggiornamenti, informazioni, contenuti, notizie, novità e dietro le quinte del mio lavoro.

    Paolo Corradeghini
    YouTube Video UCi7FWlZ8-gdWbBqScaODajw_fytMQY_C88c In questo video ti parlo di come gestire i progetti nel software Agisoft Metashape, di che cosa sono i chunk, del formato di salvataggio dei progetti (.psx e .psz) e del comando "append" che importa in un progetto il cotenuto di un altro progetto.


Se hai dubbi, domande, richieste specifiche su procedure, comandi o modi di fare qualcosa scrivimi ed io ne prendo spunto per un altro video come questo.

Il modo più veloce per contattarmi è tramite Telegram @paolocorradeghini
Oppure trovi gli altri miei contatti li trovi sul blog di 3DMetrica: https://3dmetrica.it/

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0:00 Intro
0:25 Apro Metashape
0:50 Il Chunk
3:40 Salvare un progetto
10:45 Elaborare senza salvare il progetto
12:20 Gestire i chunk
15:15 Append
19:20 Outro
    In questo video ti parlo di come gestire i progetti nel software Agisoft Metashape, di che cosa sono i chunk, del formato di salvataggio dei progetti (.psx e .psz) e del comando "append" che importa in un progetto il cotenuto di un altro progetto.


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0:25 Apro Metashape
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3:40 Salvare un progetto
10:45 Elaborare senza salvare il progetto
12:20 Gestire i chunk
15:15 Append
19:20 Outro
    Lo strumento "Merger" ti permette di lavorare su una porzione della nuvola di punti (selezionata su una vista) secondo una selezione poligonale che estrometta tutto il resto.


Il riferimento online per le informazioni sul software è questo: https://pointcab-software.com/en/

A questa pagina trovi già un sacco di tutorial fatti proprio da Pointcab Software   @PointCab  


Qui sotto ti metto tutti i link ai video della serie su PointCab Origins:
01 - Panoramica: https://youtu.be/fgKBT9pTfiE
02 - Piante e Sezioni: https://youtu.be/rXsVU3fms_8
03 - Facciata: https://youtu.be/SXvrsJZE4_s
04 - Esportare in 2D per il CAD e stampa PDF: https://youtu.be/9J3htcvTbHA
05 - Layout Multipli: https://youtu.be/SKMHa0lVmWA
06 - Processing "Delta": https://youtu.be/ZtlrUnXlZNw
07 - Impostazioni e Settings di Default: https://youtu.be/DTuSfWAq_AU
08 - Sviluppare superfici non complanari: https://youtu.be/N28xwOm378I
09 - Misure: https://youtu.be/pvMGBMCL79k
10 - Vettorializzare: https://youtu.be/x7PasJn6kGQ
11 - Ruota la nuvola di punti: https://youtu.be/L72_FcwB7yc
12 - Punto 3D: https://youtu.be/faz0drwhHtg
13 - Merger Tool: https://youtu.be/8TVUdaUgc68


Se hai dubbi, domande, richieste specifiche su procedure, comandi o modi di fare qualcosa scrivimi ed io ne prendo spunto per un altro video come questo.

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0:00 Intro
0:25 La nuvola di punti
2:16 Estrarre una parte di nuvola
4:12 Meger Tool
6:40 Impostazioni del lavoro
12:25 I risultati del processo
16:24 Outro
    Le "immagini calibrate" sono l'unione di un'entità "sensore" e di un'immagine dentro Cloud Compare.
Con loro puoi importare, ad esempio, fotografie di un'elaborazione structure from motion (se conosci i parametri di orientamento) e vederle all'interno dell'area di lavoro.

Te ne parlo in questo video, insieme all'entità "gruppo", che è fondamentale per mantenere ordine dentro il progetto, oltre che alle viste, l'entità "Viewport", fondamentale per la creazione di animazioni.


Se sei una finanziatrice o un finanziatore (di livello alto) del progetto puoi scaricare i dati che ho usato nel video per provare a lavorarci sopra.
Li trovi qui: https://www.patreon.com/posts/video-cloud-e-93755361?utm_medium=clipboard_copy&utm_source=copyLink&utm_campaign=postshare_creator&utm_content=join_link


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0:00 Intro
0:26 La nuvola in CC
0:42 Importare un'immagine
2:37 Immagini calibrate
9:18 I Gruppi
10:39 Viste/Viewport
13:39 Etichetta 2D
16:50 Outro
    Non è necessario lavorare con immagini georeferenziate in un'elaborazione structure from motion.

Ok, conoscere la posizione delle fotografie può essere comodo.
Se poi usi un sistema GPS RTK (che permette alte precisioni), collegato alla macchina fotografica, è sicuramente utile.

Ma se ne può fare a meno, a patto di usare altre cose per rendere affidabile il modello tridimensionale che viene creato nel processo: sono i punti di coordinate note inseriti nel software durante il processo.

Te ne parlo in questo vìdeo in cui condivido qualche esempio concreto (dentro il software Metashape) che spero possa essere utile oltre ad espolorare alcuni aspetti legati alla georeferenziazione (come caricare le precisioni delle camere dai metadati, rimuovere le coordinate per ruotare e scalare il modello, ...).

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0:00 Intro
0:57 Fotocamere e GPS
2:33 Latitudine, Longitudine e Quota
4:50 Sistema di Riferimento
6:10 Precisione della posizione
8:00 Perchè è utile conoscere la posizione delle foto
8:53 I gradi di libertà
11:15 Le foto geotaggate non sono una necessità
12:10 Centro di presa o centro di fase
14:11 Elaborazioni in Metashape
16:02 Fotografie georeferenziate e non
18:25 L'RTK perder precisione
22:35 Informazioni di orientamento
24:28 Impostazioni per le precisioni
26:00 Elaborare immagini con scarsa precisione
27:53 Rimuovere la georeferenziazione e ruotare il modello
31:11 Un dataset del DJI Mini 2
32:38 Outro
    Tra gli strumentìi all'interno del software PointCab Origins c'è il Punto 3D.

Si trova insieme agli strumenti di misura ed oltre ad interrogare la nuvola localmente, ti permette anche di creare elementi vettoriali in ambiente CAD oltre che generare una griglia a passo regolare.

Te ne parlo in questo video.


Il riferimento online per le informazioni sul software è questo: https://pointcab-software.com/en/

A questa pagina trovi già un sacco di tutorial fatti proprio da Pointcab Software   @PointCab  


Qui sotto ti metto tutti i link ai video della serie su PointCab Origins:
01 - Panoramica: https://youtu.be/fgKBT9pTfiE
02 - Piante e Sezioni: https://youtu.be/rXsVU3fms_8
03 - Facciata: https://youtu.be/SXvrsJZE4_s
04 - Esportare in 2D per il CAD e stampa PDF: https://youtu.be/9J3htcvTbHA
05 - Layout Multipli: https://youtu.be/SKMHa0lVmWA
06 - Processing "Delta": https://youtu.be/ZtlrUnXlZNw
07 - Impostazioni e Settings di Default: https://youtu.be/DTuSfWAq_AU
08 - Sviluppare superfici non complanari: https://youtu.be/N28xwOm378I
09 - Misure: https://youtu.be/pvMGBMCL79k
10 - Vettorializzare: https://youtu.be/x7PasJn6kGQ
11 - Ruota la nuvola di punti: https://youtu.be/L72_FcwB7yc
12 - Punto 3D: https://youtu.be/faz0drwhHtg
13 - Merger Tool: https://youtu.be/8TVUdaUgc68


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0:00 Intro
0:34 La nuvola di punti
1:41 Il punto 3D
3:41 Identificativo del punto
4:34 Area di riferimento - Mean Area
6:28 Multiview
7:45 Selezione multipla e rimozione
8:20 Creare un "raster"
11:45 Esportare i risultati
17:00 Outro
    Ci sono delle entità in Cloud Compare che si chiamano "Point Cloud Associated Structures".
Sono elementi che si legano alle nuvole di punti (ma anche alle mesh) e permettono di fare alcune cose.

C'è l'Octree che è un modo di "spacchettare" un elemento 3D in cubi, al cui interno ce ne possono stare altri otto (come delle piccole matrioske).
È piuttosto importante perchè viene sfruttato parecchio dal software durante i suoi calcoli.

Ci sono le etichette ("label") che sono dei post it virtuali che contengono informazioni specifiche (coordinate, distanze, campi scalari, ...) e che possono essere sempre disponibili per l'utente.

E poi ci sono i "Sensori".
Sono di due tipi: "TLS/GBL" (legati alla posizione di una scansione laser terrestre) e "Camera" (che si riferisce alla posizione di una presa fotografica orientata).

Te ne parlo in questo video.


Se hai dubbi, domande, richieste specifiche su procedure, comandi o modi di fare qualcosa scrivimi ed io ne prendo spunto per un altro video come questo.

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0:00 Intro
0:54 CC Wiki
2:15 Una nuvola di punti in CC
2:45 Octree
7:10 Etichette
11:13 Sensori
21:36 Outro
    Una maschera applicata ad un'immagine ne può nascondere delle parti che non ti interessa vedere.
O, se la devi elaborare in un software Structure from Motion, per non farne calcolare delle parti.

In questo video ti faccio vedere come creare una maschera su una fotografia di un dataset ed applicarla a tutte le altre.

Funziona ed è comodo se tutte le foto hanno in comune le stesse parti da nascondere, come nel caso di questo video dove tolgo le informazioni della presa aerea da tutte le immagini di un dataset aerofotogrammetrico analogico.


Se sei una finanziatrice o un finanziatore di 3DMetrica (di livello alto) puoi scaricare le immagini he ho usato, qui: https://www.patreon.com/posts/video-agisoft-ed-93218653?utm_medium=clipboard_copy&utm_source=copyLink&utm_campaign=postshare_creator&utm_content=join_link


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0:00 Intro
0:22 Che cos'è una maschera
1:20 Le immagini del progetto
3:40 Elaboro le foto senza mascherare
5:07 Crea la prima maschera
11:13 Esporta la maschera
13:15 Applico la maschera a tutto le immagini
15:40 Usare le maschere in allineamento
18:48 Outro
    Dentro il software Pointcab Origins c'è un tool che ti permette di ruotare una vista (e quindi la nuvola di punti) in relazione ad un sistema di riferimento 2D che decidi tu.

È comodo quando vuoi trattare (in ambiente 2D) un fabbricato orientato per far sì che un lato della pianta sia parallelo ad uno degli assi principali del piano XY.

Te ne parlo in questo video.


Il riferimento online per le informazioni sul software è questo: https://pointcab-software.com/en/

A questa pagina trovi già un sacco di tutorial fatti proprio da Pointcab Software   @PointCab  


Qui sotto ti metto tutti i link ai video della serie su PointCab Origins:
01 - Panoramica: https://youtu.be/fgKBT9pTfiE
02 - Piante e Sezioni: https://youtu.be/rXsVU3fms_8
03 - Facciata: https://youtu.be/SXvrsJZE4_s
04 - Esportare in 2D per il CAD e stampa PDF: https://youtu.be/9J3htcvTbHA
05 - Layout Multipli: https://youtu.be/SKMHa0lVmWA
06 - Processing "Delta": https://youtu.be/ZtlrUnXlZNw
07 - Impostazioni e Settings di Default: https://youtu.be/DTuSfWAq_AU
08 - Sviluppare superfici non complanari: https://youtu.be/N28xwOm378I
09 - Misure: https://youtu.be/pvMGBMCL79k
10 - Vettorializzare: https://youtu.be/x7PasJn6kGQ
11 - Ruota la nuvola di punti: https://youtu.be/L72_FcwB7yc
12 - Punto 3D: https://youtu.be/faz0drwhHtg
13 - Merger Tool: https://youtu.be/8TVUdaUgc68


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0:00 Intro
1:19 Entro in Pointcab Origins
3:10 Align Scans
4:59 Impostazioni del comando
5:40 Cambio delle coordinate e Shift Origin
7:55 Applicare la rotazione
10:39 Distruttivo o Non distruttivo?
11:20 Ritornare alla coordinate originali
13:10 Outro
    Un campo scalare è un'informazione specifica associata ad ogni punto di una nuvola di punti.

È un numero che dice qualcosa di più di un punto nello spazio 3D, oltre alla sua posizione (XYZ) ed al suo colore (RGB).

In questo video provo a spiegarti in maniera semplice che cos'è un campo scalare lavorandoci dentro al software Cloud Compare.


Se sei una finanziatrice o un finanziatore (di livello alto) puoi scaricare la nuvola di punti, con tutti i campi scalari, e le slide che ho usato, qui: https://www.patreon.com/posts/cloud-compare-i-92934975?utm_medium=clipboard_copy&utm_source=copyLink&utm_campaign=postshare_creator&utm_content=join_link


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0:00 Intro
0:37 Nuvola di punti
1:41 Colore RGB
3:15 Un campo scalare
5:08 Esempi di campi scalari
8:39 Entro in Cloud Compare
9:30 Point Picking Tool
10:48 Vista colore Campo Scalare
12:12 Pointsource ID
15:57 Interrogo il campo scalare
17:31 Scalar Field Display Parameters e filtri
29:45 Verticalità
32:45 Operazioni con campi scalari
35:48 Altri campi scalari delle nuvola
37:27 Outro
    Non correggere la distorsione ottica di un dataset di immagini che hai scattato prima di processarle in un software Structure from Motion.

In questo video ti parlo di come funziona la deformazione ottica di un'immagine fotografica digitale e di che cosa succede dentro un software structure from motion se provi a correggerla.

Ti parlo anche dell'opzione di "Dewarping" presente nei droni DJI di fascia Enterprise  e che, se attivo, corregge automaticamente la deformazione e di come si comportano alcuni software di editing delle immagini "raw".


Se sei una finanziatrice o un finanziatore di 3DMetrica (di livello alto) puoi scaricare le immagini dei dataset (corretti e non corretti nella distorsione ottica) qui: https://www.patreon.com/posts/video-metashape-92812849?utm_medium=clipboard_copy&utm_source=copyLink&utm_campaign=postshare_creator&utm_content=join_link


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0:00 Intro
0:39 La distorsione ottica
3:35 Perchè non correggere la distorsione ottica
5:52 Un progetto in Metashape
6:47 I risultati del progetto non corretto
7:50 I risultati del progetto corretto
8:41 La calibrazione delle camere
13:08 Il progetto con ottica FishEye
15:05 Droni DJI e Dewarping
16:50 Deformazioine e software di editing fotografico
19:30 Outro
    Uno strumento potente di PointCab Origins è il "Vettorializzatore" (o "vettorizzatore"?), in inglese "Vectorize", che prende una nuvola di punti (proiettata su un piano secondo le viste proposte dal software), e prova ad estrarne automaticamente  le linee (i vettori) che caratterizzano la vista.

Te ne parlo in questo video, insieme agli strumenti per editare i risultati del processo, mostrandoti gli output.


Il riferimento online per le informazioni sul software è questo: https://pointcab-software.com/en/

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Qui sotto ti metto tutti i link ai video della serie su PointCab Origins:
01 - Panoramica: https://youtu.be/fgKBT9pTfiE
02 - Piante e Sezioni: https://youtu.be/rXsVU3fms_8
03 - Facciata: https://youtu.be/SXvrsJZE4_s
04 - Esportare in 2D per il CAD e stampa PDF: https://youtu.be/9J3htcvTbHA
05 - Layout Multipli: https://youtu.be/SKMHa0lVmWA
06 - Processing "Delta": https://youtu.be/ZtlrUnXlZNw
07 - Impostazioni e Settings di Default: https://youtu.be/DTuSfWAq_AU
08 - Sviluppare superfici non complanari: https://youtu.be/N28xwOm378I
09 - Misure: https://youtu.be/pvMGBMCL79k
10 - Vettorializzare: https://youtu.be/x7PasJn6kGQ
11 - Ruota la nuvola di punti: https://youtu.be/L72_FcwB7yc
12 - Punto 3D: https://youtu.be/faz0drwhHtg
13 - Merger Tool: https://youtu.be/8TVUdaUgc68


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0:00 Intro
1:03 Vectorizer
3:00 Un nuovo Layout
5:44 Uso il tool
10:32 Find Lines e risultati del lavoro
11:20 Editing dei risultati
12:30 Intersect Lines
13:37 Merge Lines
14:16 Create Lines
15:00 Create Circle
15:50 Il lavoro della Vettorializzazione
16:27 Convert to Areas
17:39 L'output in CAD
20:12 Outro
    Tra le entità che Cloud Compare è in grado di gestire ci sono anche le polilinee, vettori formati da segmenti consecutivi che condividono tra loro i vertici.

Te ne parlo in questo video facendoti vedere i due modi principali per crearne una "da zero": "Trace Polyline" e "Point List Picking".


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0:00 Intro
0:29 Entro in Cloud Compare
1:08 Importare una polilinea
2:15 Entità polilinea
4:26 Creare una polilinea
5:06 Trace Polyline
7:42 I settings di Trace Polyline
14:44 Point List Picking
18:20 Esportare la polilinea
19:08 Outro
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    [Video - PointCab Origins - Merger Tool] Lo strum [Video - PointCab Origins - Merger Tool]

Lo strumento "Merger" ti permette di lavorare su una porzione della nuvola di punti (selezionata su una vista) secondo una selezione poligonale che estrometta tutto il resto.

Te ne parlo in questo video.

https://youtu.be/8TVUdaUgc68
    [Sfalcio e pulizia della vegetazione (per un rilie [Sfalcio e pulizia della vegetazione (per un rilievo) - Occhio agli scarti!]

Pulire dalla vegetazione (non arborea) l'area dove si dovrà fare un rilievo è un'ottima pratica per permettere di acquisire il maggior numero di informazioni in campo e tornare a casa con un sacco di dati buoni.
Costa, è vero, ma credo che non ci sia niente che abbia lo stesso potere di massimizzare la resa del rilievo.

E questo vale per acquisizioni fotografiche, da drone o da terra (da elaborare in software structure from motion), scansioni laser, Lidar e SLAM, oltre che per misure a terra (GPS e Stazione Totale) che beneficiano di una migliore velocità e facilità di spostamento di aste e paline.

Se ti sei preoccupato di far fare la pulizia dovresti anche raccomandarti di gestire correttamente (per gli scopi del rilievo) gli sfalci.

Se viene tagliato un canneto e tutti gli scarti sono lasciati a terra sarà difficile avere dati attendibili del terreno se questo è nascosto da un tappeto di canne sdraiate.

Ed allora è importante verificarne la corretta gestione (allontanamento, triturazione, incenerimento, ... ?).
Di sicuro comporterà dei costi extra ma sarebbe un peccato lasciare un lavoro a metà...
:)

Non conosco nel dettaglio tecniche e macchine usate per questi lavori (sicuramente un canneto non viene "accettato" da un omino e dal suo machete!), quindi se vuoi condividere qualche considerazione sul tema è sicuramente utile per tutti.
Grazie!

P.S.
Se ti dovessi trovare a rilevare il suolo sotto strati di siepi, arbusti e piante infestanti a terra, l'unico modo è farci una bella passeggiata sopra, con l'asta dell'antenna GPS o con il prisma di una stazione totale, perchè non c'è tecnica di "reality capture" (fotogrammetria, laser scanner, SLAM, Lidar) che riesca ad oltrepassarlo.
    [Video - Cloud Compare - Immagini Calibrate, Grupp [Video - Cloud Compare - Immagini Calibrate, Gruppi e Viste]

Le "immagini calibrate" sono l'unione di un'entità "sensore" e di un'immagine dentro Cloud Compare.
Con loro puoi importare, ad esempio, fotografie di un'elaborazione structure from motion (se conosci i parametri di orientamento) e vederle all'interno dell'area di lavoro.

Te ne parlo in questo video, insieme all'entità "gruppo", che è fondamentale per mantenere ordine dentro il progetto, oltre che alle viste, l'entità "Viewport", fondamentale per la creazione di animazioni.

https://youtu.be/LE9H0Ql10Jc
    [Sistemi di Riferimento - Pensieri sparsi] Per un [Sistemi di Riferimento - Pensieri sparsi]
Per un progetto di condivisione sto approfondendo alcune cose sui Sistemi di Riferimento.
Trovo che sia un tema un po' trascurato tra i tecnici geomatici.
E ti condivido una riflessione.

Che cos'è un Sistema di Riferimento?
È un insieme di regole.
E chi le conosce può sapere, senza alcun dubbio, dove si trova qualcosa.

Pensa al Piano Cartesiano.
Stabilisco:
dov’è l'origine;
il verso positivo degli assi;
l’unità di misura.
E così, tramite una coppia di coordinate, sono in grado di disegnare un punto.

Ma perchè sono importanti?
Perchè senza di loro sarebbe il caos.
Non ci si capirebbe più niente e non si potrebbero più condividere (facilmente) informazioni.

Ti scrivo due storielle che spero possano essere simpatiche ma anche esplicative su questo tema.
Ah, prendile per quello che sono: storie inventate!
:)

Giorgia è una geologa incaricata di una campagna di misure in alcuni pozzi artesiani per conoscere l’andamento della falda aqcuifera.
Con un freatimetro misura la distanza del pelo libero in ogni pozzo dal piano campagna e le restituisce in output.
Ma la sua committenza voleva la quota assoluta, sul livello del mare, dell'acqua in ogni pozzo.
Giorgia ed i suoi committenti non si sono accordati sull'origine del Sistema di Riferimento (monodimensionale) delle misure freatimetriche restituite.

Giovanni sta monitorando un fenomeno di erosione costiera che minaccia una strada.
Usa un drone per scattare immagini ed elaborarle in un software di fotogrammetria.
Ha fatto molti rilievi e dopo una mareggiata intensa ha restituito l’ultimo output all’Amministrazione Pubblica, responsabile della gestio
Ma se Giovanni ed i tecnici della PA si fossero parlati meglio si sarebbero accorti che non c’era poi tutta questa fretta. 
Il sistema di riferimento planimetrico della restituzione non era infatti lo stesso della rappresentazione della strada.
L’errore nella sovrapposizione è stato di diversi metri.

Se è vero che la Geomatica è la "scienza dell'integrazione" è anche vero che si poggia su alcune basi che hanno bisogno di essere solide.
Una di queste sono i Sistemi di Riferimento.
Credo che la loro conoscenza sia imprescindibile
    [Video - Fotografie Georeferenziate per le elabora [Video - Fotografie Georeferenziate per le elaborazione Structure from Motion]
Non è necessario lavorare con immagini georeferenziate in un'elaborazione structure from motion.

Ok, conoscere la posizione delle fotografie può essere comodo.
Se poi usi un sistema GPS RTK (che permette alte precisioni), collegato alla macchina fotografica, è sicuramente utile.

Ma se ne può fare a meno, a patto di usare altre cose per rendere affidabile il modello tridimensionale che viene creato nel processo: sono i punti di coordinate note inseriti nel software durante il processo.

Te ne parlo in questo video in cui condivido qualche esempio concreto (dentro il software Metashape) che spero possa essere utile oltre ad esplorare alcuni aspetti legati alla georeferenziazione (come caricare le precisioni delle camere dai metadati, rimuovere le coordinate per ruotare e scalare il modello, ...).

https://youtu.be/RWrPPxtrqPw
    [Video - PointCab Origins - Punto 3D] Tra gli str [Video - PointCab Origins - Punto 3D]

Tra gli strumenti all'interno del software PointCab Origins c'è il Punto 3D.

Si trova insieme agli strumenti di misura ed oltre ad interrogare la nuvola localmente, ti permette anche di creare elementi vettoriali in ambiente CAD oltre che generare una griglia a passo regolare.

Te ne parlo in questo video.

https://youtu.be/faz0drwhHtg
    [Fotografie, Fotogrammetria (structure from motion [Fotografie, Fotogrammetria (structure from motion), Luci e Ombre]

Vale la pena fare attenzione all'illuminazione di una scena.
Credo sia opportuno pensarci nella programmazione di una presa fotografica di immagini che dovranno essere elaborate in un software di fotogrammetria (structure from motion).

In una giornata di sole, le luci e le ombre possono alternarsi in modo evidente sul terreno o su una facciata.
Dipende da quello che c'è intorno, dalla stagione e dall'orario.
La differenza di esposizione può essere anche di 4/5 stop.
Non è poco e può mettere in difficoltà l'esposimetro di una fotocamera (che normalmente lavora sulla misura della luce riflessa).
Scegliere un'esposizione manuale può significare avere foto con parti molto sovraesposte o sottoesposte.
Se invece ti affidi alle esposizioni automatiche (o semi-automatiche) il rischio è quello di avere un po' di disomegeneità nel dataset.

In inverno la situazione può essere ancora più complicata.
Il sole è più basso (spero di passare inosservato agli astronomi/geografi...) e i raggi picchiano sulla supeficie della terra (almeno alle nostre latitudini) con un angolo minore rispetto all'estate.
E poi le ore diurne sono "poche" e tutto cambia velocemente.

L'ideale è pianificare le riprese per avere il più possibile della scena in ombra oppure illuminata.
Ci sono strumenti che aiutano.
Google Earth Pro ha la funzione di simulare l'illuminazione del sole sul suo modello 3D del terreno ed in relazione a periodo dell'anno ed ora del giorno.
Funziona a livello di grandi aree ma non ti aiuta per piccole cose effettivamente presenti a terra.
Alcune app ti dicono quale sarà il percorso del sole in un posto, in un giorno dell'anno, mostrandotelo sullo schermo dello smartphone.
Ma devi essere in campo.

L'ideale sarebbe aspettare una giornata nuvolosa che regala una bella luce diffusa ma in inverno l'intensità dell'illuminazione è ulteriormente ridotta e potresti essere obbligato ad aprire parecchio il diaframma o spingere gli ISO.

Ok, ma quindi devo sempre scartare le belle giornate invernali?
No!
:)
Se non ci sono ostacoli "invadenti", non dovresti avere grossi problemi di ombre in campo.
E se scatti le immagin
    [Video - CLOUD COMPARE - Sensori, Etichette, Octre [Video - CLOUD COMPARE - Sensori, Etichette, Octree - Point Cloud Associated Structures]

Ci sono delle entità in Cloud Compare che si chiamano "Point Cloud Associated Structures".
Sono elementi che si legano alle nuvole di punti (ma anche alle mesh) e permettono di fare alcune cose.

C'è l'Octree che è un modo di "spacchettare" un elemento 3D in cubi, al cui interno ce ne possono stare altri otto (come delle piccole matrioske).
È piuttosto importante perchè viene sfruttato parecchio dal software durante i suoi calcoli.

Ci sono le etichette ("label") che sono dei post it virtuali che contengono informazioni specifiche (coordinate, distanze, campi scalari, ...) e che possono essere sempre disponibili per l'utente.

E poi ci sono i "Sensori".
Sono di due tipi: "TLS/GBL" (legati alla posizione di una scansione laser terrestre) e "Camera" (che si riferisce alla posizione di una presa fotografica orientata).

Te ne parlo in questo video.

https://youtu.be/PiaSTBNsNJQ
    [Video - Agisoft METASHAPE - Fai una MASCHERA ed a [Video - Agisoft METASHAPE - Fai una MASCHERA ed applicala a TUTTE LE IMMAGINI del dataset]

Una maschera applicata ad un'immagine ne può nascondere delle parti che non ti interessa vedere.
O, se la devi elaborare in un software Structure from Motion, per non farne calcolare delle parti.

In questo video ti faccio vedere come creare una maschera su una fotografia di un dataset ed applicarla a tutte le altre.

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https://youtu.be/aAjg9JUVu-A
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