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CONVERTIRE COORDINATE CON CONVERGO

21 Febbraio 2018
Logo di Convergo Cisis

In questo articolo ti parlo del software gratuito Convergo per la trasformazione di coordinate tra Sistemi di Riferimento.

TRASFORMARE LE COORDINATE

La trasformazione tra Sistemi di Riferimento diversi è una questione non banale.
In Italia poi, dove storicamente si sono succeduti parecchi Sistemi di Riferimento, ricondurre le coordinate di un punto ad un unico sistema, e possibilmente a quello in vigore per legge, può essere un vero problema.

VERTO 3K vs WINDOWS 10

Io utilizzo il software Verto3K sviluppato e prodotto dall’Istituto Geografico Militare (IGM) e con lui ci gestisco la trasformazione delle coordinate di punti tra diversi sistemi di riferimento.
Tipicamente mi capita di rilevare punti sul campo con un’antenna satellitare nel sistema geografico WGS84 e doverli poi convertire in un sistema cartografico/piano (ETRF2000 o Roma 40)

Verto3K lo scarichi dal sito dell’IGM ma funziona solo tramite chiave di licenza hardware.
Costa circa 300€.

In realtà dovrei dire che usavo Verto3K.
Sì, perché l’ultimo aggiornamento corposo di Windows 10 ha mandato in crash il software che, ad oggi, non mi funziona più!
Mi sono confrontato con l’Ing. Maseroli, dell’IGM, il papà di tutta la serie dei software Verto (1, 2 e 3) e persona molto disponibile.
Mi ha confermato la possibilità di diversi problemi (che si manifestano con errori specifici da macchina a macchina!) con le ultime versioni di Windows.
Verto3K è un software nato e compilato sotto WindowsXP e dopo Vista, 7, 8  ed ora 10 fatica a tenere il passo.

In attesa che il gruppo dell’Ing. Maseroli trovi una soluzione al problema ho dovuto cercare un’alternativa per continuare a lavorare.

USARE I GRIGLIATI

Verto3K usa specifici grigliati di trasformazione, emanati sempre dall’IGM, che, in ogni punto dell’area coperta, sanno quale sono le differenze tra le coordinate dei Sistemi di Riferimento oltre che l’ondulazione del geoide per la trasformazione delle quote da ellissoidiche a ortometriche (ho scritto un articolo sul problema della quota a questo link).

I grigliati sono di diverso tipi e si differenziano per copertura dell’area e riferimento del modello del geoide (per la conversione delle quote).
Per quanto riguarda l’area ci sono grigliati che coprono un’area pari ad un cerchio di raggio 10KM con centro coincidente con un punto della rete di caposaldi trigonometrici IGM95, e grigliati che interessano l’area rappresentata dalle carte/tavolette IGM della serie 50L, in scala 1:50.000.
Tutto quello che è dentro l’area di competenza di un grigliato viene trasformato.
Per il modello del Geoide i grigliati GK1 includono al loro interno il modello di geoide ITALGEO99, mentre quelli GK2 includono il geoide ITALGEO2005.
La differenza tra i due modelli è principalmente nella precisione che si ottiene nella trasformazione tra altezze ellissoidiche e quote ortometriche: gli scarti quadratici medi normalizzati sono di circa ±0.15 m per ITALGEO99 e di circa ±0.04 m per ITALGEO2005.
La specificazione tra la differenza tra grigliati GK1 e GK2 è un contributo dello stesso Mattia De Agostino, io avevo scritto inizialmente cose sbagliate!

La mia necessità era quella di trovare un software robusto ed affidabile che utilizzasse i grigliati per le trasformazioni.
E mi hanno consigliato Convergo!

CONVERGO

Ho trovato Convergo grazie alla segnalazione su un mio post di LinkedIn da parte di Mattia De Agostino, esperto GIS e GNSS di GeneGIS GI e CSI Piemonte.

Grazie Mattia!

Il Programma Convergo è realizzato dall’Ing. V. Cima ed è a messo a disposizione gratuitamente da parte del Centro Interregionale CISIS – CPSG.

Convergo e fa la trasformazione di coordinate secondo il Decreto del 10 novembre 2011 “Adozione del Sistema di riferimento geodetico nazionale” (quello che avrebbe mandato in pensione il vecchio riferimento Roma40 – Gauss Boaga ma che invece gode ancora di ottima salute nei geoportali regionali!) e ti permette di muoverti tra i vari sistemi di riferimento in cui sono espressi i dati geografici delle Amministrazioni regionali (ROMA40, ED50, ETRS89 nelle due realizzazioni ETRF89 e ETRF2000), considerando anche i rispettivi sistemi cartografici (Gauss-Boaga, UTM-ED50, UTM-ETRF89 e UTM-ETRF2000).

Convergo considera anche la componente altimetrica per convertire quote ellissoidiche e geoidiche.

Per calcolare le trasformazione il programma usa i grigliati IGM.

I grigliati sono disponibili gratuitamente per le Pubbliche Amministrazioni, mentre i privati devono rivolgersi a IGM.
Peccato (un grigliato 10K costa 45€ mentre uno 50K ne costa 90€).
Nell’ottica di muoversi verso un futuro Open Data sarebbe auspicabile che siano messi a disposizione di tutti!

Il software funziona anche senza i grigliati ed è comunque in grado di eseguire le trasformazioni usando un modello di calcolo approssimato (con accuratezza metrica).
Un po’ come fa il software Traspunto.

Qui sotto ti metto i link per scaricare Convergo.
Questo qui è quello diretto del centro interregionale ma, nel momento in cui scrivo non è funzionante.
Questi invece sono i link al portale della Regione Lombardia e Regione Piemonte.

CONVERGO – UNA BREVE PANORAMICA

Aggiungo poche informazioni operative su Convergo.
Il manuale del software è fatto comunque molto bene e dopo una panoramica delle sue funzionalità e caratteristiche riporta alcuni esempi pratici molto utili per i casi specifici.

Puoi scaricare il manuale qui.

LA FINESTRA PRINCIPALE

Immagine della finestra principale del software Convergo

Nella finestra principale puoi scegliere i dati di input e di output, tra coordinate geografiche e coordinate piane (ho scritto un articolo sulla differenza tra questi tipi di coordinate a questo link) ed i sistemi di riferimento ETRS89, ROMA 40, ED50, UTM-ETRF2000, UTM-ETRF89, Gauss-Boaga, UTM-ED50.

Da qui scegli anche se fare una trasformazione di quote, da geoidica a ellissoidica e viceversa.

È tutto molto intuitivo: a sinistra ci sono i dati in input e a destra quelli in output.

Puoi scegliere anche di convertire una lista di punti o un punto singolo.
Capirai certamente che se hai tanti punti è molto più semplice, pratico e veloce scegliere di convertire un file di testo piuttosto che inserirne ognuno a mano.
Non ti passa più e, cosa molto più rilevante, le possibilità di commettere errori di battitura aumentano all’aumentare del numero di punti.

CONVERTIRE LISTE O PUNTI

Se scegli di convertire più punti insieme li devi organizzare in un file di testo che Cnovergo legge ed elabora.

Accedendo alla sezione “Formato file con liste di coordinate” trovi le impostazioni con cui comunichi al software come è strutturata la tua lista.

Immagine della finestra del software Convergo che definisce i parametri per l'importazione di file di testo di coordinate

Devi preparare un semplice file di testo dove per ogni punto (a cui corrisponde ad una riga) definisci ID, Coppia di coordinate (es. Lat/Lon) e quota.

Nel file delle impostazioni scegli anche il separatore decimale, se c’è o meno una quota da convertire, se prima hai indicato la Latitudine e poi la Longitudine, o viceversa, se i gradi degli angoli sono sessagesimali o sessadecimali (in questo articolo trovi un covertitore gratuito per trasformare gli angoli nelle loro unità di misura).

Quando hai preparato il file, lo segnali a Convergo e poi avvii la funzione “Converti Lista File”.

Se invece vuoi convertire un punto singolo, accedi alla sezione “Punto Singolo”, ti si apre una nuova finestra dove inserisci manualmente le coordinate del punto da convertire ed hai in output i valori convertiti, secondo le impostazioni Input/Output che hai scelto nella finestra principale.

Immagine della finestra di trasformazione di un punto singolo del software Convergo

I GRIGLIATI IN CONVERGO

Convergo usa i grigliati IGM!
Se hai uno o più file GK radunali in una cartella che segnali al software nella parte inferiore della finestra principale.

Ti consiglio comunque di accedere alla finestra delle Opzioni perché è da qui che decidi come Convergo gestirà le sue trasformazioni, usando o meno i Grigliati.

FInestra delle opzioni generali del software Convergo

Nella parte alta della finestra trovi la sezione “Utilizzo Grigliati”.
Qui puoi scegliere tra tre opzioni:
Solo grigliati – in questa modalità Convergo fa le trasformazioni solo se c’è il grigliato della zona di interesse. Se non lo trova, interrompe l’elaborazione.
Cartlab2 – utilizza un modello approssimativo con cui restituisce i risultati con una confidenza di 1 m in planimetria e 2m in quota.
Auto – se ci sono i grigliati li usa, altrimenti usa il modello approssimativo. È un metodo che può portare a discontinuità e te lo sconsiglio.

Le altre opzioni che puoi scegliere in questa finestra sono spiegate bene all’interno del manuale e non ci entro nel dettaglio, per non dilungarmi troppo.

CONVERGO e VERTO 3K A CONFRONTO

Prima di utilizzare Convergo per il mio lavoro ho fatto un confronto con Verto3K ed i dati restituiti dai due software

Ne è emerso questo:

  • I risultati che si ottengono nelle trasformazioni tra sistemi di riferimento sono gli stessi. L’ho verificato con dati rilevati sul campo e convertiti sia con grigliati GK validi per un intorno di 10KM da un punto IGM che per quelli validi per un intero foglio al 50.000.
  • Convergo funziona bene su Windows 10 e Windows 10 Pro.
  • Convergo è gratuito e se sei in una Pubblica Amministrazione puoi richiedere la versione includa di tutti i grigliati di trasformazione.
  • Convergo ti permette anche di trasformare coordinate catastali nel sistema di riferimento Cassini-Soldner, Verto3K no.
  • Verto3K può fare calcoli geodetici specifici e raffinati che ti permettono di stimare le equazioni di trasformazione tra due sistemi di riferimento (anche diversi da quelli usati per le sue trasformazioni) a condizione che siano note le coordinate di un punto in entrambe i sistemi.

In conclusione penso che Convergo sia la migliore scelta possibile per chi lavora con le coordinate di punti e necessita di trasformarle nei sistemi di riferimento usati comunemente mentre Verto3K è adatto per analisi geodetica più specifiche ed aprofondite.

 

Spero di averti dato informazioni utili per gestire le trasformazioni tra coordinate e sistemi di riferimento.
O una valida alternativa a Verto3K, se anche tu hai avuto problemi con gli aggiornamenti del sistema operativo.

 

Ti invito a iscriverti al canale Telegram di 3DMetrica (lo trovi @tredimetrica) dove condivido quotidianamente aggiornamenti, informazioni, notizie e dietro le quinte di quello che faccio!

 

A presto

Paolo Corradeghini

 

Ho pubblicato un video sul Canale You Tube dove ti mostro il funzionamento di Convergo:

E poi parlo un po’ di questo argomento anche all’interno del podcast di 3DMetrica, in questo episodio:
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Paolo Corradeghini

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8 Comments


Andrea Tani
20 March 2018 at 12:06
Reply

Ciao Paolo,
ho scaricato Convergo dal link che hai indicato tu ma non mi attiva ETRF2000…sai perchè?
Grazie ciao



    Paolo Corradeghini
    20 March 2018 at 20:31
    Reply

    Ciao Andrea,
    forse perchè nel menù Opzioni hai messo la spunta a “Cartlab2” nella finestra di utilizzo dei grigliati.
    Se selezioni “Auto” o “Grigliati” dovrebbe attivarti anche la voce ETRF2000.
    Ciao!
    Paolo

Francesco Licordari
31 July 2018 at 9:48
Reply

Spiegazioni su Convergo estremamente esatte e condivise , specialmente per quanto riguarda le Differenze tra GK1 e Gk2 , ho avuto modo di testare le Differenze in occasione di mie misure nella zona oltrepo pavese ,emilia romagna ,piemonte (Monte Penice)
Il problema delle misure in Italia mi ha un po’ interessato e anche appassionato, questi non esistono in Svizzera dove opero , per l’abbondanza di punti fissi , catastali e Federali , e se si usa il GPS il servizio di topografia Federale mette a disposizione un file da inserire nell’antenna e si ottengono direttamente oltre a WGS 84 i due sistemi di coordinate militari svizzere , CH 1903 e CH 1995 , ma come dico serve relativamente avendo a Disposizione quasi tutti i campanili a +- 1cm anche in quota e poi infiniti punti a terra , tutti i dati Aperti al pubblico, non si deve pagare nulla , anche per le livellazioni di alta Precisione che sonopraticamente disponibili su tutto il territorio.
Distinti saluti.



    Paolo Corradeghini
    1 August 2018 at 21:33
    Reply

    Ciao Francesco, grazie per il tuo commento e per la tua testimonianza sulla “situazione cartografica” svizzera.
    Quanto mi piacerebbe che fosse così anche per l’Italia!!!
    Sarebe davvero un gran salto in avanti verso l’accessibilità ai dati territoriali, ma credo che siamo ancora un bel po’ lontani dal realizzare un progetto (ed un’infrastruttura tecnologica) di questo tipo.
    Tuttavia, io ci spero sempre!
    A presto!
    Paolo

Agostino Sacconi
4 October 2019 at 15:44
Reply

Ciao Paolo,
ripesco questo post per chiederti come vanno impostati i file personalizzati per essere importati correttamente .
Faccio riferimento alle coordinate geografiche con i simboli dei gradi°,primi’ e secondi.
Grazie



    Paolo Corradeghini
    11 October 2019 at 19:05
    Reply

    Ciao Agostino,
    se vuoi trasformare una lista di coordinate di punti devi utilizzare gradi espressi in formato decimale.
    Vanno bene sia i gradi sessagesimali che quelli decimali, purchè siano scritti nel formato XX,XXXXXXXX
    I gradi sessagesimali li ottieni dividendo i primi per 100 ed i secondi per 10000 mentre quelli sessadecimali li hai dividento per 60 e 3600.
    Una volta che hai le coordinate espresse in modo giusto puoi preparare un file di testo in formato txt da fare leggere a Convergo.
    Il software ti darà in output un nuovo file con le coordinate trasformate.

    Spero di aver risposto alla tua domanda.
    Ciao Agostino!

    Paolo

Roberto
18 January 2020 at 16:47
Reply

Ho provato anche io e mi da lo stesso problema.



    Paolo Corradeghini
    20 January 2020 at 10:59
    Reply

    Ciao Roberto,
    mi spiace del problema.
    Provo a fare qualche ricerca online.

    Paolo

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    Ebook-pensieri-topografici-2020
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    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).
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