• BLOG
  • PODCAST
  • VIDEO
  • E-BOOK
  • INFO
  • LAVORI
  • SUPPORTAMI
  • AMICI
    • FINANZIATORI
    • PARTNER
  • POSIZIONE APERTA

COME SEMPLIFICARE E ALLEGGERIRE UNA NUVOLA DI PUNTI

26 Marzo 2018
Immagine di una nuvola di punti da semplificare in cloud compare

Se hai ricevuto una nuvola di punti da un rilievo aerofotogrammetrico o laser scanner e la vuoi semplificare, in questo articolo ti spiego come si fa usando il software open source Cloud Compare

NUVOLE DI PUNTI

Una nuvola di punti è un insieme di punti nello spazio che riproduce tridimensionalmente un oggetto o un paesaggio.
Una nuvola di punti, o cloudpoints, è il risultato di un rilievo fotogrammetrico e dell’elaborazione con software Structure from Motion.
Anche un rilievo laser scanner restituisce in output una nuvola di punti.

UN PENSIERO SULLE NUVOLE DI PUNTI

Prima di trattare l’argomento di questo post, condivido una riflessione sulle nuvole di punti che avevo pubblicato qualche settimana fa su LinkedIN.

La nuvola di punti è il vero risultato di un rilievo aerofotogrammetrico o laser scanner!

La restituzione plano-altimetrica inserita nella cartografia regionale è importante.
Il modello tridimensionale texturizzato da ruotare è bello.
Il modello tridimensionale online da indagare con strumenti di misura è comodo.
Le foto aree sono utili per una visuale non comune.

Ma il vero valore sta nella nuvola di punti!

Sono tanti punti (spesso colorati) georeferenziati (o almeno lo dovrebbero essere!) nello spazio 3D.
Da qui vengono tutti gli output di prima (quasi tutti, le foto aeree no…) e qui ci sono tutte le informazioni topografiche sul sito rilevato.

Credo che la nuvola di punti dovrebbe essere consegnata al committente di un rilievo.
Io lo faccio.
La puoi importare in un CAD, ora in alcuni GIS, o la puoi lavorare con vari software per ricavare DSM, DTM, curve di livello, sezioni e profili.

Consegnare una nuvola di punti è un affare “win-win” tra topografo e committente.
Il tecnico non deve più assistere il cliente nell’estrazione dei dati (“fammi questa sezione“, “tirami un profilo“, …).
Il cliente accede a tutti i dati e li elabora con la sua sensibilità unica, estraendo le informazioni necessarie ai suoi scopi specifici.

CLOUD COMPARE

Cloud Compare è un software open source che nasce per confrontare nuvole di punti da rilievi laser scanner.
È stato poi implementato nel tempo con strumenti e plugin avanzati ed interessanti.

È un ottimo software che personalmente uso tantissimo per trattare i risultati dei rilievi aerofotogrammetrici da drone

Avevo scritto due articoli su come usarlo per ricavare delle sezioni da nuvole di punti.
Li trovi a questi link: una sezione da una nuvola di punti, sezioni con Cloud Compare.
Ed un articolo su come estrarre curve di livello da una nuvola di punti

SEMPLIFICARE UNA NUVOLA DI PUNTI

Una nuvola di punti da semplificare in Cloud Compare

Non è raro ricevere una nuvola di punti da un rilievo fotogrammetrico che conti cinque, dieci o venti milioni di punti!
I punti sono vicinissimi uno all’altro, sono colorati e il modello tridimensionale ricostruito è davvero bello!
Il tuo computer però non la pensa allo stesso modo.
Se non hai tonnellate di RAM, processori da gara e schede video con pacchi di memoria dedicata potresti fare fatica a gestire file con così tante informazioni.
Se non fai fotogrammetria e rilievi laser scanner, ma sei un utilizzatore di questi rileivi, è probabile che il tuo computer abbia caratteristiche egrege per lavorare in CAD, GIS o Office ma fatichi un po’ di fronte ad un 3D, anche se non è renderizzato.

Ecco perchè potresti voler semplificare una nuvola di punti, alleggerendola togliendo un di punti dal totale.

Cloud Compare ti permette di farlo e di scegliere come.

IMPORTA E SELEZIONA LA NUVOLA DI PUNTI

Per prima cosa devi importare la nuvola di punti in Cloud Compare.

Poi la devi selezionare per attivare le funzioni di elaborazione.
Lo fai cliccando sull’oggetto “Cloud” che trovi nel pannello “DB Tree“, a sinistra nell’area di lavoro.

Una volta che l’hai selezionata, nella finestra “Properties” puoi leggere tutte le caratteristiche della nuvola, tra cui il numero totale di punti.

Numero dei punti di una nuvola di punti da semplificare in Cloud Compare

 

LA FUNZIONE SUBSAMPLE

Per semplificare una nuvola di punti devi scegleire la funzione Subsample (che si potrebbe tradurre con “sottocampiona“).
La trovi nel menù “Edit-Subsample” o cliccando sul pulsante della barra dei menù che vedi nell’immagine qui sotto.

Semplificazione di una nuvola di punti mediante modalità comando subsample in cloud compare

Ti si aprirà una finestra da cui puoi scegliere come semplificare la nuvola di punti scegliendo tra tre opzioni: random, space e octree.

RANDOM SUBSAMPLING MODE

In modalità Random puoi selezionare il numero di punti finali della nuvola di punti alleggerita tramite slider (da muovere a destra o sinistra) o inserendo manualmente il numero di punti nel campo dedicato.
Cloud Compare semplificherà la nuvola in maniera casuale per arrivare al numero dii punti indicati.
In reltà l’algoritmo non lavora in modo del tutto casuale ma tiene un po’ conto della distribuzione spaziale dei punti per fornire un risultato sensato.
Se la procedura fosse del tutto aleatoria si rischierebbe teoricamente di avere porzioni non semplificate e buchi più evidenti dove l’algoritmo si è accanito…

Quello che succede però è che non vengono tenute in considerazione porzioni della nuvola dove la concentrazione di punti è maggiore per le caratteristiche dell’oggetto del rilievo: uno sperone roccioso ha una concentrazione di punti maggiore rispetto ad una platea in cemento armato così come il tetto di un fabbricato ha più punti di un campo da calcio…

Semplificazione di una nuvola di punti mediante modalità random in cloud compare

SPACE SUBSAMPLING MODE

Un algoritmo piuttosto interessante da usare per semplificare una nuvola di punti è la modalità space.
Selezionando “Space” nel menù a tendina puoi selezionare la minima distanza che vuoi mantenere tra i punti della nuvola semplificata.

L’algoritmo di semplificazione elimina i punti dalla nuvola in modo che nessun punto rimasto sia più vicino a quelli adiacenti della distanza minima scelta.
Maggiore il valore spaziale selezionato e minore è il numero di punti che sarà mantenuto.

Devi sapere che Cloud Compare utilizza unità di misura implicite!
L’unità di misura dipende dall’esecuzione del rilievo.
Se hai rilevato in millimetri, 1 corrisponde ad un millimetro.
Se hai rilevato in metri, 10 sono dieci metri.

È importante saperlo perchè in questo modo puoi decidere con consapevolezza la minima distanza che deve essere mantenuta tra i punti della nuvola semplificata.
0.01 in un rilievo fatto in metri corrisponde ad 1 cm.

Semplificazione di una nuvola di punti mediante modalità space in cloud compare

OCTREE SUBSAMPLING MODE

La modalità Octree permette di scegliere un livello di suddivisione dell’Octree al quale la nuvola verrà semplificata.

L’octree è una struttura particolarmente importante usata n Cloud Compare e rappresenta la partizione del volume occupato dall’oggetto tridimensionale in elementi cubici di dimensioni via via sempre più piccole.
Inizialmente si parte da otto macro-cubi per poi continuare dividendo ciascun cubo in altri quattro.
E così via fino al dettaglio…

Non è semplice né intuitivo capire il concetto di Octree.
Io mi confondo spesso.
Preferisco non andare oltre perchè non sarebbe di grande utilità per te.

Ti basti sapere che maggiore è il livello, minori sono le celle e maggiore è il numero di punti che sarà lasciato nel processo di alleggerimento della nuvola.

Personalmente, non uso mai questa opzione di subsampling.

Semplificazione di una nuvola di punti mediante modalità octree in cloud compare

LA NUVOLA DI PUNTI SEMPLIFICATA

Al termine della procedura di semplificazione Cloud Compare aggiunge una nuvola di punti semplificata nel pannello “DB Tree“.

Immagine di una nuvola di punti semplificata all'interno del software open source in cloud compare

Accendendo e spegnendo la nuvola originale e quella semplificata puoi vedere come ha lavorato l’algoritmo e, eventualmente, ripetere la procedura per togliere altri punti.

ESPORTARE LA NUVOLA DI PUNTI

Una volta soddisfatto del processo di semplificazione puoi esportare la nuvola di punti nel formato che preferisci.

Seleziona dal pannello DB Tree la nuvola e poi tramite il comando Salva con nome scegli tra i formati disponibili:  dxf, las, laz, ply, shp, e57, asci, …

 

 

Spero che questo articolo ti sia utile per semplificare una nuvola di punti in modo da poterla gestire nel miglior modo all’interno dei software che usi abitualmente nel tuo lavoro e per i tuoi progetti.

Se hai dubbi o hai bisogno di chiarimenti specifici scrivili nei commenti qui sotto.
O non esitare a contattarmi nei modi in cui preferisci.

 

A presto!

Paolo Corradeghini

 

 

ISCRIVITI AL CANALE TELEGRAM DI 3DMETRICA!

Nel canale Telegram di 3DMetrica pubblico ogni giorno qualcosa che riguarda la topografia, i rilievi, gli strumenti, i software, le mappe, la geomatica, le tecniche ed i dietro le quinte del mio lavoro
Se ti va di seguirmi puoi iscriverti liberamente a questo link.
Se lo vuoi cercare direttamente sull’app, il nome da digitare è tredimetrica.
Mi farebbe davvero piacere averti tra gli iscritti!

 

Ho pubblicato un video sul canale You Tube che parla proprio di questa procedura:

E qui invece puoi ascoltare una puntata del podcast che parla poprio del software Cloud Compare
[spreaker type=player resource=”episode_id=17343343″ width=”100%” height=”200px” theme=”light” playlist=”false” playlist-continuous=”false” autoplay=”false” live-autoplay=”false” chapters-image=”true” episode-image-position=”right” hide-logo=”false” hide-likes=”false” hide-comments=”false” hide-sharing=”false” hide-download=”true”]

Se pensi che possa essere utile ad altri, condividilo!Share on Facebook
Facebook
Share on LinkedIn
Linkedin
Tweet about this on Twitter
Twitter
Email this to someone
email

Related posts:

  1. COME ESTRARRE CURVE DI LIVELLO DA UNA NUVOLA DI PUNTI
  2. PULIRE UNA NUVOLA DI PUNTI IN CLOUD COMPARE
  3. COME TRATTARE L’ERBA ALTA IN UNA NUVOLA DI PUNTI
  4. SEZIONI CON CLOUD COMPARE
cloud comparecloudpoint subsamplecloudpointsnuvola di puntisemplificare nuvole di puntisoftwaretutorial
Share

SOFTWARE  / TUTORIAL

Paolo Corradeghini

You might also like

Pulire una nuvola di punti da rumore, sporco e punti doppi
26 Ottobre 2019
DRONI: UNA MISSIONE DI VOLO AUTOMATICA CON THOPOS E LITCHI
23 Gennaio 2019
GEOREFERENZIARE UNA NUVOLA DI PUNTI IN CLOUD COMPARE
25 Novembre 2018

Lasciami un commento!

  • Commenta nel riquadro qui sotto
  • Commenta con Facebook

11 Comments


Chiara Cappelletti
1 May 2018 at 15:49
Reply

Sono una studentessa di ingegneria alle prese con una tesi magistrale di fotogrammetria e scansioni laser, materie di cui purtroppo non sono per nulla esperta. Volevo ringraziarla per il materiale che ha pubblicato sul suo blog, mi è stato davvero, davvero molto utile ed è spiegato in modo chiaro e semplice.
Avrei qualche dubbio sulla valutazione dell’accuratezza dei risultati e purtroppo non so a chi chiedere, ho cercato e letto un’infinità di materiale online ma non sono sicura delle mie conclusioni. se per caso fosse disposto a rispondere a qualche mia domanda a riguardo la prego di contattarmi per mail. Grazie ancora.



    Paolo Corradeghini
    4 May 2018 at 9:15
    Reply

    Grazie Chiara per il tuo messaggio.
    Mi fa piacere, se posso, aiutarti.

Salvatore Mellino
4 May 2018 at 18:42
Reply

Ciao,
trovo il tuo blog molto interessante e mi sto approcciando per la prima volta all’elaborazione di nuvole di punti da rilievo drone. Avrei un dubbio e ti chiedo, se possibile, un suggerimento. Ho una nuvola di punti di una scogliera e vorrei eliminare tutti i punti a mare, c’è qualche procedura che mi consigli? Tipo filtro RGB o di quota.
Grazie,
Salvatore



ferdinando
1 November 2018 at 15:48
Reply

Salve , chiedo scusa per il disturbo.mi potreste dire come scalare in cloudcompare una nuvola di punti fatta con agisoft.grazie



    Paolo Corradeghini
    2 November 2018 at 21:25
    Reply

    Ciao Ferdinando,
    puoi scalare una nuvola di punti tramite il comando “Edit – Multiply/Scale”
    Nella finestra che ti aprirà devi scegliere il fattore di scala e, eventualmente, applicare fattori di scala diversi per i tre assi: x, y e z.
    Spero che tu ci riesca senza difficoltà.
    Ciao!
    Paolo

Nicola Piva
15 November 2018 at 16:47
Reply

Buongiorno, sono totalmente ignorante in materia. Volevo sapere questo cortesemente: se applicassi un rilievo di una nuvola di punti in una città riesco a discriminare strutture poste a quote differenti tra loro di pochi cm? Esempio: riesco a discriminare quota marciapiede, quota strada, quota tombini, ecc.? Grazie mille



    Paolo Corradeghini
    2 December 2018 at 14:54
    Reply

    Ciao Nicola,
    ti rispondo solo ora.
    Grazie davvero per la pazienza nell’attesa!

    Il risultato di un rilievo fotogrammetrico dipende da due fattori importanti:
    1) la risoluzione a terra delle immagini (che si traduce in un fattore che si chiama GSD – Ground Sampling Distance);
    2) la qualità e la precisione delle misure topografiche che si prendono a terra per scalare, orientare e georeferenziare correttamente il modello 3D che ne risulta.

    Se le foto che si scattano non hanno sufficienti dettagli potrebbe non essere così semplice distinguere la parte superiore di un marciapiede dalla strada, specialmente vicino al bordo verticale dello stesso marciapiede.
    Più le foto sono dettagliate e meglio si distinguono gli elementi nel modello 3D.
    Un maggior dettaglio si ottiene scattando foto più ravvicinate oppure usando fotocamere con sensori più grandi e performanti (in termini di risoluzione).

    Le misure topografiche invece hanno un ruolo importante per rendere un modello 3D corretto geometricamente, dimensionalmente e posizionato nel posto “giusto” in un sistema di riferimento di destinazione.
    Se non si prendono misure a terra non si può parlare di topografia.
    Se si prendono misure con precisioni scarse (30-40 cm) non si riescono a discriminare con sicurezza elementi che nella realtà sono a pochi cm.
    Per esperienza diretta è comunque difficile riuscire a distinguere elementi che sono a meno di pochi centimetri.
    Valori medi dell’accuratezza di una restituzione fotogrammetrica sono dell’ordine di 3-7 cm.

    Non esiste quindi una risposta univoca alla tua domanda ma è possibile comunque lavorare in fase di acquisizione per riprodurre in elaborazione un modello 3D molto dettagliato e permettere quindi la discriminazione di quota stradal, quota pozzetto, quota marciapiede calpestabile, ecc.

    Spero di aver risposto alla tua domanda.
    Per altri dubbi non esitare a contattarmi, prometto che impiegherò meno tempo nella risposta.
    Grazie ancora per la pazienza!

    Ciao.
    Paolo

Filippo Tezzon
7 December 2018 at 8:04
Reply

Ciao Paolo, come sempre, complimenti per le tue esposizioni. Mi preme di chiederti se in cc esiste la possibilità importando una nuvola da rilievo lidar, di discriminare il terreno da altre cose come per esempio la vegetazione. Grazie Filippo



    Paolo Corradeghini
    9 December 2018 at 22:18
    Reply

    Ciao Filippo, grazie del commento.
    Cloud Compare non ti dà la possibilità di fare una vera e propria classificazione di nuvole di punti, discriminando terreno, vegetazione, edifici, ecc…
    Ha un algoritmo (CSF Filter) che ha lo scopo di distinguere il terreno dal “non terreno”.
    Ho scritto un articolo sulla pulizia delle nuvole di punti con Cloud Compare, lo trovi qui: https://3dmetrica.it/pulire-una-nuvola-di-punti-in-cloud-compare/
    Per classificare le nuvole di punti potresti provare a usare software specifici come LiDAR360, LupoScan, …
    Funzionano piuttosto bene, anche se non sono certo progetti open source come Cloud Compare.
    Ciao Filippo!

annalaura
4 January 2019 at 11:08
Reply

Buongiorno,
intanto grazie per la spiegazione chiara e precisa.
Io e una mia collega vorremmo provare ad usare Cloud Compare per rimuovere della vegetazione da un muro. Abbiamo provveduto ad eliminare dalla nuvola di punti le aree che non ci interessavano ma stiamo avendo difficoltà nel capire come procedere con il riempimento dei “buchi”. C’è la possibilità di interpolare con dei punti limitrofi all’area tagliata?
Grazie per la disponibilità
Cari Saluti



    Paolo Corradeghini
    6 January 2019 at 17:37
    Reply

    Ciao Anna Laura,
    ricostruire una nuvola di punti nelle aree “bucate” non è un’operazione comune, né molto rigorosa.
    🙂

    C’è la possibilità di farlo, passando attraverso la generazione di un DEM, un modello digitale di elevazione.

    Dopo che hai pulito la nuvola puoi rasterizzarla, scegliendo passo del DEM e l’opzione di “interpolazione” dei buchi.
    A partire dal DEM che Cloud Compare genera puoi creare una nuvola formata da punti, che corrispondono al centro di ciascun pixel del DEM.

    Devo dirti però che questo approccio, oltre al fatto di togliere parecchie informazioni alla nuvola (che viene appiattita sulla base del DEM), non funziona molto bene per elementi verticali (come per il paramento del muro), proprio perchè sfrutta la nautra dei modelli digitali di elevazione (grandi lenzuoli pixelati).
    Potresti provare a lavorare sulla matrice di trasformazione per ruotare la nuvola e fare in modo che il piano verticale diventi il nuovo piano XY di un sistema cartesiano 3D.
    A questo punto puoi generare un DEM che dovrebbe riuscire a riempire meglio i buchi lasciati dalla vegetazione.
    Fatto questo puoi ribaltare di nuovo la nuvola di punti (applichi la trasformazione inversa che hai fatto in precedenza).

    Mi rendo conto che non è una procedure proprio immediata e lineare ma, di nuovo, interpolare i punti di una nuvola non è un’operazione abituale su questo tipo di dati.

    Spero di avervi dato comunque delle informazioni utili.
    Per altri dubbi non esitate a contattarmi.

    A presto!
    Paolo

  • EBOOK – Pensieri topografici del 2020

    Ebook-pensieri-topografici-2020
  • 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.
  • SE VUOI PUOI SUPPORTARMI

    Diventa finanziatore di 3DMetrica

    Se quello che pubblico e che condivido è interessante ed è qualcosa di valore per te, per il tuo lavoro e per la tua attività, puoi scegliere di supportare il progetto di 3DMetrica diventandone finanziatore.
    Clicca sull'immagine qui sopra per avere più informazioni.
  • VUOI ISCRIVERTI ALLA NEWSLETTER?

    Ti prometto che riceverai una sola email alla settimana.
    Salvo qualche (rara) eccezione...
    Una volta alla settimana ti scrivo i post che pubblico quotidianamente sui miei canali social network, ti metto il link all'ultimo articolo del blog (sperando di farcela a scriverne uno ogni settimana!) ed anche il link per ascoltare la nuova puntate del podcast di 3DMetrica.
  • C’È IL CANALE TELEGRAM!

    Iscriviti al canale Telegram di 3DMetrica dove, ogni giorno, condivido aggiornamenti, informazioni, contenuti, notizie, novità e dietro le quinte del mio lavoro.
    In amicizia e senza formalità!
    ISCRIVITI QUI!
  • CERCA NEL BLOG

  • PUOI SEGUIRMI SU INSTAGRAM…

    tredimetrica

    Fotogrammetria terrestre e da drone, laser scanner 3D, topografia e rilievi, formazione e docenze, cartografia, operatore e pilota droni.

    3DMetrica
    Non è detto che quello che ti serva sia un'ortofo Non è detto che quello che ti serva sia un'ortofoto di una facciata.
Potresti correggere la distorsione prospettica con software di fotoritocco e "raddrizzare" l'immagine (per i tuoi scopi).

Il punto di presa e la forma dell'oggetto fotografato deformano la rappresentazione secondo una vista prospettica.
Linee parallele nella realtà (muri verticali) sono convergenti nello spazio immagine.

Tutti i principali software di photoediting hanno strumenti di correzione della prospettiva.
Ci sono nel famoso Photoshop, nell'open source Gimp e nel "nuovo" ed economico Affinity Photo.

Funzionano più o meno nel solito modo.
Intervieni sulle immagini alterando i pixel e, aiutato da una griglia virtuale, allinei gli elementi dell'immagine alla maglia.
È veloce e non richiede hardware super.

La posizione reciproca tra punto di presa ed oggetto fa molto.
Così come la forma di quello che hai fotografato è rilevante.

È diverso dal fare un'ortomosaico.
Così come è diverso dall'usare, in campo, un obiettivo basculante e decentrabile ("tilt/shift") per le foto.
Ma è piuttosto pratico e può funzionare ugualmente.

Dopo tutto il raddrizzamento delle foto del costruito è una tecnica che gli architetti usano da parecchio tempo.
😉
    Se non puoi fare a meno di parcheggiare la tua aut Se non puoi fare a meno di parcheggiare la tua auto al di fuori dell'area del rilievo, vale la pena fare attenzione a dove la posteggerai.
Non è uno scherzo!
:)

La fotogrammetria è una tecnica passiva e gli algoritmi Structure from Motion riescono a ricostruire solo quello che si vede nelle immagini.
Un'automobile è un elemento di disturbo, neppure troppo piccola.
Può nascondere informazioni importanti o potrebbe essere difficile da togliere dalla nuvola di punti.

Parcheggiarla in un'area pianeggiante, su una superficie omogenea è una buona idea.
I motivi sono (almeno) due.

Il primo è che puoi facilmente ritoccare le fotografie dove è presente in modo da rimuoverla.
Software di fotoritocco hanno strumenti molto efficienti!
Può richiedere un po' di tempo (dipende dal numero di foto) ma il risultato è generalmente buono.
Qui sotto vedi un "prima" ed un "dopo" fotoritocco.

ll secondo motivo è che, se non ritocchi le foto, l'auto sarà un elemento isolato nella nuvola di punti che "emerge" dal terreno.
Questo ti permette di trattarla velocemente ed efficaciemente per rimuoverla, tenendo solo i punti del terreno.

Se la parcheggi a ridosso del piede di una parete di roccia non sarà immediato fare le cose che ho scritto qui sopra.
    Droni e missioni di volo automatiche - Attenzione Droni e missioni di volo automatiche - Attenzione ai modelli di elevazione a larga scala

Non prendere "a scatola chiusa" e senza controllare i modelli digitali di elevazione che si usano per la pianificazione automatica delle missioni di volo per droni.
Possono esserci differenze importanti (talvolta enormi) con la realtà.

Una missione di volo per aerofotogrammetria andrebbe eseguita mantenendo il più possibile costante la distanza "drone-terreno".
Se lavori lungo pendii o terreni inclinati è possibile farlo usando software di mission planning che caricano al loro interno dei modelli di elevazione a cui si riferiscono per impostare l'altezza del drone in volo.

A meno di usare modelli ad hoc, che hai fatto tu e su cui sei confidente, i modelli di riferimento sono a larga scala e non riescono a definire bene le caratteristiche locali.
Spesso non sono aggiornati.

Nella prima foto vedi uno screenshot di Google Earth Pro (in cui ho attivato l'opzione "Terreno 3D") per un'area di cava in cui dovevo fare un rilievo con APR.
Sembrerebbe un pendio acclive, ma regolare.

La seconda invece è una foto presa in volo, che mostra come sono realmente le cose.
Lo sperone di roccia stacca dal pendio circa 50-60 metri.
Un piano di volo automatico non lo avrebbe considerato...
    Se ricevi una nuvola di punti di un alveo e devi f Se ricevi una nuvola di punti di un alveo e devi fare una modellazione idraulica, puoi estrarre le sezioni che ti servono in totale autonomia.
Mi piace dire spesso che "la nuvola di punti crea (in)dipendenza".

Hai a disposizione dati densi (punti molto vicini) e continui, da cui tirare fuori quello che ti serve, secondo le tue necessità e sensibilità.
È mooolto diverso rispetto ad avere un numero finito di sezioni, fatte di punti discreti, battuti con strumenti terrestri.

Con gli strumenti di interrogazione delle nuvole che mette a disposizione Potree (codice open source per condividere nuvole di punti tramite browser) si possono fare sezioni.
Se la fai abbastanza sottili puoi esportare un file CSV delle coordinate dei punti della sezione.
Oltre all'indicazione della terna x,y,z,per ogni punto hai anche la progressiva ("mileage").
Estraendo solo la progressiva e la quota hai i dati per creare una sezione 2D.

Ci puoi fare una polilinea in CAD, o puoi importare le coordinate in HEC-RAS (software di modellazione idraulica) ed avere immediatamente una sezioni su cui far girare il modello.

Se vedi che manca qualcosa, puoi tornare sul modello 3D ed estrarre una nuova sezione, immediatamente.
In modo indipendente.
    Gli algoritmi di estrazione automatiche delle cara Gli algoritmi di estrazione automatiche delle caratteristiche di una nuvola di punti riescono ad estrarre i punti del terreno da tutto il resto.
Ma non sono infallibili.

Molto lo fa il tipo di nuvola trattata (fotogrammetrica, laser scanner o lidar).
E tanto fa anche l'elemento modellato (una facciata verticale, un versante mediamente pendente vegetato o un parcheggio piatto e vuoto).

Può capitare che vengano classificati come terreno dei punti che, con il terreno, non ci azzeccano niente.

Si possono ritoccare manualmente, editando la nuvola localmente, per raffinare la classificazione, oppure si può provare ad usare qualche filtro di pulizia automatica del rumore.

Uno che funziona bene è l'SOR (Statistical Outlier Removal) e lo trovi nella maggior parte dei software di editing (Lidar360 e Cloud Compare ce l'hanno).

La classificazione dei punti del terreno produce una nuvola piuttosto "rada" (rispetto all'originale) dove gli "outliers" si vedono bene e sono facilmente identificabili.

Attenzione alle zone di bordo.
Lì potrebbero andare via anche i punti "buoni" che, non avendo nessun dato da una parte, vengono identificati come sporco.

Da qui dovresti avere un dato più pulito per continuare la classificazione precisa.
    Si parla tanto del famigerato "Bonus 110%". Non en Si parla tanto del famigerato "Bonus 110%".
Non entro nel merito della materia urbanistica né di quella economica, perchè non le conosco.
Faccio alcune considerazioni sui rilievi.

Progettare una riqualificazione energetica ha spesso bisogno di un rilievo che supporti le scelte per fare il "salto energetico": nuovo cappotto termico, manutenzione del tetto, pannelli fotovoltaici, infissi...

In un condominio grande, un rilievo 3D dà informazioni utili e misurabili, in modo molto efficace e veloce.

Integrare il laser scanner con la (aero)fotogrammetria da drone permette di avere un modello completo, anche delle parti invisibili da terra.

Il rilievo dello stato attuale è anche utile per sanare abusi o difformità che rischiano di vanificare tutto l'iter...

Mi sento di consigliarti professionisti che conoscano bene il mondo dei rilievi con output 3D, la topografia ed i principi della misura.
E, per fortuna, ce ne sono tanti!

Scegli qualcuno che si prenda la responsabilità del dato restituito (firmandoti un documento tecnico).
Sembra poca cosa (non lo è) ma se le cose non vanno bene, può fare la differenza.

Questa manovra sta scuotendo un po' anche il mondo dei rilievi applicati all'edilizia.
Ed è una buona cosa!
👍🏻😉
    RILIEVI E STRUMENTI - LE BATTERIE NON FINISCONO MA RILIEVI E STRUMENTI - LE BATTERIE NON FINISCONO MAI!

Condivido alcuni pensieri sulle batterie, necessarie a far funzionare tutto quanto.

Faccio una lista delle batterie/dispositivi che ho caricato, sto caricando e dovrò ancora caricare (non per vanto ma per gli scopi del post):
- drone principale e radiocomando;
- drone di backup e radiocomando;
- stazione totale e laser scanner (per fortuna sono integrati) + controller;
- GNSS 1 e controller;
- GNSS 2 e controller;
- fotocamera digitale;
- fotocamera 360°;
- tablet per sorvolo con drone;
- battery pack per eventuali bisogni in campo;
- walkie talkie.

Sono davvero tante!

E da qui faccio tre considerazioni.

1.
Prima di partire per un rilievo in campo, prenditi il tempo necessario per ricaricare tutte le batterie.
Potrebbe non essere poco.

2.
Se prevedi di alloggiare fuori per più giorni, attrezzati per ricaricare tutto in modo efficiente.
Portati prese multiple e "ciabatte".
Spesso le prese negli hotel non sono tante...
Se sei all'estero, ricordati gli adattatori!

3.
Se viaggi in aereo informati bene sulle batteria che trasporti e su dove possono stare in volo (le batterie LiPo dei droni non possono viaggiare in stiva)

4.
Fanne buona manutenzione...
    È importante fare i conti con il trasporto della È importante fare i conti con il trasporto della strumentazione in campo o un rilievo potrebbe trasformarsi in un incubo.

Quello che dovresti considerare è la logistica generale:
- che tipo di rilievo si deve fare;
- quali strumenti usare e da portare in campo;
- treppiedi, aste, paline, target ed altri accessori;
- come si arriva in campo (accesso carrabile);
- se si deve camminare un po' (e, aggiungo, su quale superficie e con eventuali dislivelli).

Potresti essere tentato di "portare tutto, che non si sa mai", ma se poi il tutto lo devi trasportare a mano può essere un problema (e, a volte, neppure piccolo).

La portabilità di uno strumento topografico incide poco sul suo prezzo, ma molto sulla praticità.
Se la custodia rigida di una stazione totale ha l'opzione di essere trasportata come uno zaino ti libera completamente le mani che puoi usare per altre cose.
Non è leggera ma la schiena è forte!
:)

E se ti servono più cose di quelle che riesci a trasportare allora ti serve anche un aiuto in campo.

Tutte questi aspetti li puoi valutare e decidere dopo un sopralluogo.
È il modo migliore per rendersi conto di come sono davvero le cose e di che cosa ti servirà in campo.
Oltre che capire meglio il lavoro da fare!
    Le tecniche "structure from motion" ricostruiscono Le tecniche "structure from motion" ricostruiscono modelli 3D, anche molto dettagliati, di oggetti a partire da immagini

Condivido alcune considerazioni sul tema!

1
(Se puoi) muovi l'oggetto, non la camera.
Metti la macchina fotografica su supporto stabile e ruota l'oggetto su se stesso.
Ci sono "piatti rotanti" economici e funzionali.
Non vale con tutto, ma se puoi fallo...
📷

2
Mettiti in una situazione di luce controllata e riempi le ombre. 💡
Le luci da studio (continue o flash) sono ideali perchè annullano le intromissioni di altre fonti.
Usarne più di una (o, in alternativa, dei pannelli riflettenti) riempie le ombre.

3
Usa un "green screen" o uno sfondo da cui l'oggetto "stacchi". 
In fase di elaborazione userai delle maschere, lo schermo verde permette uno scontorno veloce.

4
Attento al colore. 🔺
Se devi ricostruire con cura anche le tonalità cromatiche controlla i rimbalzi di luce dallo sfondo sul soggetto ed usa un colorimetro per essere sicuro della corrispondenza dei colori riprodotti.

5
Uccidi i riflessi. ☀️
Superfici lucide + luci artificiali = riflessi.
Puoi eliminarli cambiando direzione di incidenza della fonte luminosa.

6
Non dimenticare le misure. 📐📏
Se il modello 3D deve avere valenza metrica servono le misure per scalarlo.
Prendile!
😁😉
    In questi giorni sto lavorando alla vettorializzaz In questi giorni sto lavorando alla vettorializzazione della nuvola di punti da rilievo fotogrammetrico + laser scanner che ho fatto in cava nei mesi estivi.
È un lavoro lungo che amo poco (e trovo poco utile) ed allora condivido alcuni pensieri sul tema.

Passare da una nuvola 3D ad un disegno 2D significa lasciare per strada un sacco di informazioni del dato originale.
E non sono più recuperabili (se non con difficoltà).

Serve un cambio di paradigma per lavorare, tutti, direttamente sul 3D.
I primi passi dovrebbero farli le Amministrazioni che richiedono piante, prospetti e sezioni per valutare progetti e piani.
Il secondo è dei tecnici che commissionano/ricevono i rilievi: dovrebbero ed inserire il 3D nel proprio flusso di lavoro.
All'inizio non sarà semplice, servirà tempo e qualche software "nuovo", ma dopo la strada sarà in discesa.

Un rilievo 3D costa meno se non viene richiesta la produzione di un disegno 2D.
Se l'oggetto è complesso ci possono volere molte ore per fare il lavoro.
Ore che dovranno essere pagate.

Un progetto in 3D, condiviso su schermo attraverso browser o visualizzatori semplici ed intuitivi, sarebbe molto più efficace di interpretare disegni, per quanto completi.
E si risparmierebbe carta!

Non si può generalizzare.
Quello che ho scritto non è applicabile a tutto.
Ma a tanto credo di sì.
Temo che ci voglia "un po'" di tempo.

Se vuoi condividere con me la tua opinione puoi scrivermi @paolocorradeghini ed io la ricondivido qui sul Canale, per tutti.
    Il GSD (Ground Sampling Distance) è un parametro Il GSD (Ground Sampling Distance) è un parametro molto importante nel processo fotogrammetrico.

Dipende direttamente dalla distanza "D", tra sensore e soggetto fotografato, dalla dimensione del pixel "d" ed inversamente dalla lunghezza focale, "f", dell'ottica.
GSD = (D x d) / f

Più il GSD è piccolo è più dettagli ci sono nell'immagine.
È come se stendessi a terra un lenzuolo, dove sopra c'è l'immagine stampata e che copre l'intera area fotografata e misurassi quanto vale, in campo, il lato di un pixel.

La scelta del GSD influenza l'accuratezza, il numero dei punti delle nuvole, la risoluzione del DEM e dell'ortofoto.

Spesso l'unico parametro su cui si ha il controllo "effettivo" in campo, per modificare il GSD, è la distanza di presa.

Qui ho scattato fotografie da drone ad una breve distanza (10 m) perchè era necessario riprodurre un'ortofoto di dettaglio che consentisse di identificare la posizione delle pietre della passeggiata, per rimetterle, al posto giusto, dopo averle levate per manutenzioni.

Un GSD alto non avrebbe dato sufficiente informazioni alle foto.
Uno basso sì.

Un GSD bassissimo non è però l'obiettivo da ricercare sempre.
A parità di area infatti, il numero di foto per coprirla aumenta parecchio.
    Puoi creare un DEM (Modello Digitale di Elevazione Puoi creare un DEM (Modello Digitale di Elevazione) da una nuvola di punti 3D con il software open source Cloud Compare.

Non è l'unico modo per farlo.
Si può fare anche in un software di elaborazione fotogrammetrica ("structure from motion") o in un GIS (visti i vari aggiornamenti che permettono di gestire le nuvole di punti).
Ma questo è un modo che uso spesso!

Cloud Compare ha un tool che si chiama "Rasterize".

Scegli:
la risoluzione del DEM (la lunghezza del lato di ogni pixel, quadrato, come se fosse misurata a terra);

la direzione di proiezione (è comune la "Z" ma potresti generare un DEM proiettando la nuvola su una parete verticale per vedere se ci sono rigonfiamenti, spanciamenti o altre anomalie);

che cosa fare con le celle vuote (interpolarle, riempirle con un valore specifico, lasciarle vuote, ...).

Una vola creato, lo vedi in anteprima nella finestra dello strumento.

Lo puoi esportare in formato GeoTIF (mantiene le coordinate dei punti della nuvola, anche se non è ufficialmente associato a nessun sistema di riferimento specifico EPSG).

Oppure puoi creare un nuvola di punti dove ogni nuovo punto corrisponde al centro di ogni pixel che forma il modello raster.

Così sei passato dal 3D al 2D.
O meglio, al 2.5D!
😉
    Avere a disposizione una nuvola di punti (georefer Avere a disposizione una nuvola di punti (georeferenziata e scalata) permette di creare punti, selezionandoli tra tutti quelli che la compongono e portarli in un ambiente 2D (CAD o GIS).

Ci sono alcune strade da seguire.
La scelta dipende da come è fatta la nuvola di punti e dall'output che si vuole ottenere.

In un software di gestione di nuvole di punti (Cloud Compare, Lidar360, ...) si può sottocampionare la nuvola chiedendo che in output i punti siano distanziati di un distanza regolare (1, 2, 5 m...).
Li puoi esportare in DXF e trasformarli in punti quotati.

Se il modello 3D è complesso può essere più indicato selezionare direttamente i punti da esportare "snappando" proprio sui punti della nuvola.

Cloud Compare ha l'opzione "Point List Picking" che crea una lista di punti dalla selezione.
Funziona bene, non ha limiti di numero, dopo un po' rallenta ed ogni punto ha associata un'etichetta (a volte un po' vistosa).

Trimble Business Center è molto fluido ed i punti che aggiungi sono "discreti" all'interno della nuvola generale.
Puoi lavorare direttamente al suo interno per creare etichette e customizzare l'output del file vettoriale.

In ogni caso, "battere" un migliaio di punti è questione di mezz'ore e non di giorni!
    I dati cartografici, scaricabili dai vari geoporta I dati cartografici, scaricabili dai vari geoportali regionali (o nazionali), non sono (quasi) masi super dettagliati ed a volte sono poco aggiornati.
Però si possono usare per creare un ambiente 3D in cui inserire l'output di un rilievo (fotogrammetrico o laser scanner).

In questo caso ho usato i dati Lidar (maglia 2x2m) scaricati da "Geoscopio" (portale cartografico della Toscana) per collegare tra loro due rilievi 3D di altrettante zone di cava, situate sullo stesso versante ma un po' troppo lontane da giustificare un unico rilievo.

È evidente l'assenza di colore nei punti della fascia centrale. Tuttavia l'orografia e la morfologia del versante non è cambiata nel tempo ed il dato è utile (non avrebbe avuto senso se lì ci fosse stata una cava attiva) e credo che aiuti a comprendere meglio la disposizione reciproca delle cave rilevate.

In mancanza di un dato Lidar si potrebbe usare un DEM (meglio se DTM), per creare una nuvola di punti regolare in ambiente GIS.
Con QGIS non è difficile.

Serve fare attenzione ai sistemi di riferimento del dato scaricato e del rilievo restituito.
Ed alle quote.
Se tutto torna, le nuvole di punti si sistemeranno correttamente, una rispetto all'altra, e le cose funzioneranno bene.
    Credo che ci siano almeno due strade diverse per p Credo che ci siano almeno due strade diverse per passare da un dato 3D ad uno 2D.

1.
Puoi generare un'ortofoto e ripassarne gli elementi in un CAD 2D.
È abbastanza veloce, comodo e non necessita di hardware super potente.
Ma se l'area è complessa o l'immagine non sufficientemente dettagliata, potrebbe non bastare.
Per maggiore precisione puoi lavorare sull'ortofoto confrontando in tempo reale quello che stai facendo con il modello 3D (nuvola di punti).

2.
Puoi lavorare direttamente nel 3D tramite software che ti permettono di gestire la nuvola di punti che vuoi vettorializzare.
È un po' più lungo (dipende dalla tua esperienza) ma ti permette di lavorare in un ambiente molto più versatile per fare zoom, "battere" punti virtuali e tracciare vettori.

P.S.
Opinione personale: passare da una nuvola di punti 3D ad una rappresentazione 2D "piante/prospetti/sezioni" è un po' come andare a pesca con una rete a trama grande: qualcosa rimane ma la maggior parte lo lasci in mare.

P.P.S.
Non ho ancora trovato software o algoritmi in grado di (semi)automatizzare il processo di vettorializzazione.
Non è banale ma credo che sia un territorio dove potrà esserci uno sviluppo interessante in futuro.
Per ora c'è ancora tanto da fare a mano...
    Il comando "Cloud to Cloud Distance" del software Il comando "Cloud to Cloud Distance" del software Cloud Compare calcola la distanza lineare tra i punti di due nuvole 3D.
È utile se vuoi vedere, nel tempo, le differenze di altezza in un'area di scavo o di accumulo.

È un comando semplice e lo trovi tra i menù principali.

Devi selezionare le due nuvole di punti da confrontare.
Scegli quale nuvola sarà il riferimento per il calcolo e quale quella su cui invece il calcolo verrà fatto.

Lo strumento ha varie opzioni.
Funzionano più o meno bene in relazione al tipo di nuvola di punti che stai usando.

Una volta finito il calcolo, nei punti della nuvola "mobile" vengono scritte delle informazioni scalari ("scalar field") che dettagliano i risultati del calcolo.

Nell'area di lavoro (in ambiente 3D) puoi avere una visuale d'insieme delle aree cambiate.

Se vuoi essere ancora più specifico puoi interrogare le coordinate di ogni punto, per leggere le singole distanze.

Oppure puoi creare un modello digitale di elevazione, DEM, da portare in altri software.

Infine, cosa molta utile per valutare le differenze di quota, puoi calcolare le distanze relative sui tre assi: x, y e z.
Se le nuvole di punti che confronti sono georeferenziate nel solito sistema di riferimento è tutto molto veloce!
    Un ambito dove l'aerofotogrammetria da drone è mo Un ambito dove l'aerofotogrammetria da drone è molto efficiente è quello dei rilievi di strade, per delimitarne i bordi e/o le carreggiate.

L'ortofoto che si produce nel processo structure from motion può essere ripassata in CAD, per tracciarne i limiti.
Considerando il tempo necessario alle attività di campo e quello per vettorializzare gli elementi, il tutto risulta molto vantaggioso soprattutto per superfici grandi.

Immagini elaborate con molto dettaglio (valori bassi del GSD) permettono di creare ortomosaici con un sacco di informazioni e disegnare anche altri elementi come i pozzetti, le caditoie o le saracinesche.

Anche le quote che prendi dai punti della nuvola (densa), o da un modello digitale di elevazione ad alta risoluzione, possono aiutarti per capire le pendenze.
Non riesci arrivare ad accuratezze millimetriche, ma pochi centimetri si raggiungono.
E su grandi sviluppi sei in grado di capire, ad esempio, come si muove l'acqua sulla superficie.
    Scattare fotografie per un'elaborazione fotogramme Scattare fotografie per un'elaborazione fotogrammetrica durante tutta una giornata può dare problemi tonali nelle immagini.
E si ripercuotono sui prodotti in output.

Succede perchè la temperatura della luce del sole cambia.
Con cielo sereno si percepisce molto di più che non in condizioni nuvolose.
Se poi ci sono strutture o montagne che proiettano ombre, al mattino o al tramonto, è ancora peggio!

L'ortofoto ne risente e, per quanto i software SfM riescano a miscelare il colore finale, capita che l'output non sia gradevole.

Scattare foto in RAW aiuta.
Puoi elaborare gruppi di immagini nelle solite condizioni di illuminazione e modificarne, separatamente, il bilanciamento del bianco.

Se hai solo file JPG una strada percorribile è fare un po' di editing sull'ortofoto finale.
Photoshop, e altri software della solita specie, hanno ormai strumenti potenti ed efficaci per farlo.

Ok, perdi la georeferenziazione del file TIF, ma la puoi sempre ricreare tramite un GIS, e, probabilmente, lascerai per strada un po' di saturazione, ma il risultato dovrebbe essere migliore.

La cosa ideale sarebbe comprimere la presa fotografica nel minore slot di tempo.
A volte non è possibile e tocca fare come si può per riparare le cose (dopo).
    Seguire Instagram
  • ARGOMENTI

    CARTOGRAFIA EBOOK LAVORI PODCAST RILIEVI Senza categoria SOFTWARE STRUMENTI TOPOGRAFIA TUTORIAL
  • PAROLE CHIAVE

    3D 3dmetrica 5 terre aerofotogrammetria agisoft photoscan altimetria apr cartografia cloud compare cloudpoints coordinate curve di livello dissesto idrogeologico dji drone droni ellissoide fotografia Fotogrammetria geoide georeferenziare georeferenziazione GIS GPS GSD immagini laser scanner lidar mappa nuvola di punti photoscan quota rilievo rilievo aerofotogrammetrico rilievo con drone sapr sicurezza sistemi di riferimento software stazione totale structure from motion strumenti topografia tutorial uav



© Copyright Ing. Paolo Corradeghini 2021 - PIVA 01260880115

Questo sito o gli strumenti terzi utilizzati da questo sito usano cookie necessari al loro funzionamento ed utili alle finalità illustrate nella cookie policy. Chiudendo questo banner, scorrendo questa pagina, cliccando su un link o proseguendo la navigazione in altro modo acconsenti all'uso dei cookie. Se vuoi saperne di più o negare il consenso a tutti o ad alcuni cookie consulta la cookie policy. Leggi di più.