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COORDINATE GEOGRAFICHE E COORDINATE PIANE

6 Dicembre 2017
Immagine che rappresenta la mappa di Tolomeo

In questo articolo ti spiego la differenza tra coordinate geografiche e coordinate piane nell’uso tecnico e cartografico. Latitudine e Longitudine VS Est e Nord!

LE COORDINATE

1) Un punto sulla superficie della Terra è noto quando si conoscono le sue coordinate.
2) Le coordinate di un punto sono numeri che ne individuano la sua posizione sulla superficie terrestre.

Immagine che rappresenta un piano cartesiano e punti al suo interno con relative coordinateTi ricordi senz’altro il famoso piano cartesiano, dove una coppia di coordinate, x e y (ascisse ed ordinate), identificava uno ed un solo punto.
Il segno delle coordinate ti dice anche dove sta il punto rispetto all’origine degli assi.
Ne determina il quadrante.

Questo vale per un piano, ma la Terra non è piatta!

Non è complicato individuare la posizione di un punto su una superficie curva, matematicamente nota; il difficile arriva quando da qui si vuole passare su un piano, o viceversa.

Ecco perchè ci sono coordinate geografiche e coordinate piane.

Le coordinate geografiche valgono sulla superficie curva della Terra.

Le coordinate piane (o cartografiche) si usano nella rappresentazione piana, su una carta, della superficie terrestre.

COORDINATE GEOGRAFICHE

Rappresentazione del geoide terrestreLa Terra non è una sfera, anche se il mappamondo a scuola ce la diceva così.
Ha una superficie molto complessa: ci sono le terre emerse, ci sono le fosse oceaniche, le grandi catene montuose, gli altipiani e le depressioni.
E poi c’è la rotazione sul proprio asse, la rivoluzione intorno al sole ed i campi magnetici, che ne allontanano parecchio la forma da una sfera.
La superficie reale della Terra non è rappresentabile matematicamente.

Per questo motivo i topografi hanno trovato un’altra superficie che ne approssima bene la forma e di cui si conosce l’equazione: il Geoide (lo vedi nell’immagine qui di fianco).

Ma anche il Geoide è una superficie difficile per farci sopra dei calcoli matematici, per misurare distanze e stimare aree.

Allora il passo successivo è stato adottare l’ellissoide.

Per gli scopi topografici (ma non solo per quelli) la superficie della Terra è convenzionalmente approssimata da un’ellissoide di rotazione, una figura solida e curva che nasce dalla rotazione di un’ellisse attorno ad un asse, in questo caso quello minore.

MERIDIANI E PARALLELI

Immagine che mostra il reticolato geografico formato da paralleli e meridiani sulla superficie terrestreSulla superficie della Terra i geografi hanno hanno fatto correre linee immaginarie: i paralleli ed i meridiani.

Non te la prendere se ti dico queste cose semplici e banali, che sono già nel programma didattico dalla quarta elementare, ma mi servono dopo.

Un parallelo è una circonferenza che si ricava dall’intersezione della superficie della Terra (dell’ellissoide che la approssima!) con un piano perpendicolare al suo asse di rotazione.
L’Equatore è un parallelo, il più lungo.

Un meridiano è una circonferenza (…non proprio…) che viene fuori dall’intersezione della superficie terrestre con un piano passante per i due poli.
I meridiani sono tutti uguali ma quello di Greenwich è un po’ più famoso degli altri!

Anche se nel mappamondo puoi contare i paralleli ed i meridiani che ci sono disegnati sopra, questi sono in realtà infiniti.
Per ogni punto della superficie dell’ellissoide terrestre passa sempre un parallelo ed un meridiano.

LATITUDINE, LONGITUDINE E COORDINATE ELLISSOIDICHEImmagine che rappresenta la misura della latitudine e della longitudine

Paralleli e meridiani arrivano in soccorso di chi vuole sapere la posizione di un punto sulla Terra, perchè sono un po’ i genitori della latitudine e della longitudine.

La latitudine è l’angolo compreso tra il parallelo passante per un punto sulla superficie e l’Equatore.
Per semplicità ti dico che è l’angolo misurato al centro dell’ellissoide, ma le cose sono leggermente diverse.
Se un punto sta nell’Emisfero Boreale, sopra l’Equatore, ha Latitudine Nord, se sta nell’Emisfero Australe, sotto l’Equatore, di dice Latitudine Sud.
La Latitudine varia da 0° a 90° Nord e da 0° a 90° Sud.

La longitudine invece è l’angolo che si forma tra il meridiano passante per un punto ed il meridiano di Greenwich.
La longitudine prende valori che vanno da 0° a 180° sia ad Est che ad Ovest del meridiano di Greenwich.

Se la superficie dell’ellissoide è regolare, non lo è certamente quella del Geoide.
Non bastano quindi solo la latitudine e la longitudine per avere tutte le informazioni sulla posizione di un punto sulla Terra.
Ne serve un’altra che è la quota.
La quota ellissoidica è la distanza di un punto sulla superficie terrestre dall’ellissoide.

Latitudine, Longitudine e Quota Ellissoidica sono le coordinate ellissoidiche.
Si chiamano anche coordinate geodetiche.

LE COORDINATE GEOGRAFICHE

Ma la quota, per come la conosciamo nelle carte geografiche, o nei cartelli che vedi quando sei a fare una passeggiata sui sentieri del CAI, non è la distanza tra un punto e l’ellissoide ma quella tra lo stesso punto ed il geoide.
Avevo scritto alcune cose sul problema della quota in questo articolo, dove ci puoi trovare qualche informazione più specifica.

Non mi dilungo quindi e ti dico solo che nella terna di coordinate che ti ho scritto sopra si cambia la quota ellissoidica con quella ortometrica (o geodica).

Latitudine, Longitudine e Quota Ortometrica sono le coordinate geografiche!

LE MAPPE E LA CARTOGRAFIA

Nella sua storia millenaria, sin da quando i Sumeri iniziarono le prime forme di scrittura cuneiforme per fare l’inventario delle merci nei loro magazzini, l’uomo ha sempre disegnato mappe.
Le prime mappe servivano per orientarsi in brevi spazi.
Con lo sviluppo dei mezzi di trasporto (carri e imbarcazioni) e l’aumento dei territori esplorati, le mappe hanno coperto estensioni sempre maggiori.

Una mappa rappresenta su un piano, un foglio, una porzione di superficie terrestre.

Forse non ti sei mai posto il problema, ma ti assicuro che prendere una sfera e portare la sua superficie su un piano non è per niente banale.
Anzi, è impossibile farlo senza commettere degli errori o accettare compromessi.

LE PROIEZIONI

Prendere una superficie curva, come quella dell’ellissoide che approssima la Terra, e portarla su un piano è fare una proiezione.
Ci sono vari tipi di proiezioni possibili e tutte si portano dietro degli errori e delle deformazioni.

Se hai sei minuti di tempo extra e non hai problemi nel capire l’inglese ti consiglio di dare un’occhiata a questo video che spiega davvero bene il problema delle proiezioni.
Alla fine ti sarà chiaro il significato del suo titolo: “Perchè tutte le mappe sono sbagliate“!

schema di proiezione azimutale su un pianoLe proiezioni si distinguono in base agli elementi geometrici che non cambiano nel processo di trasformazione.

  • Una proiezione conforme non cambia gli angoli.
  • Una proiezione equidistante non cambia le distanze tra i punti;
  • Una proiezione equivalente non cambia le superfici (ma forme ed angoli sono distorti).

schema di proiezione cilindrica obliquaOltre alla proprietà della proiezione c’è anche da considerare la superficie su cui si proietta.

  • In una proiezione azimutale si usa un piano.
  • In una proiezione cilindrica, si proietta su un cilindro (che viene poi srotolato nel piano). La proeizione cilindrica è conforme e può essere normale, trasversa o obliqua, a seconda di come sono messi tra loro ellissoide e cilindro.Schema di proiezione conica
  • Un proiezione conica invece sviluppa la superficie su quella di un cono.

LA PROIEZIONE DI MERCATORE

La proiezione più famosa è quella di Mercatore, U.T.M. (Universal Trasverse of Mercatore).
Ne hai visto sicuramente un esempio nel planisfero globale appeso al muro di qualche aula delle scuole medie o delle superiori.

Immagine della Terra sviluppata su un piano secondo la proezione di Mercatore
E’ una rappresentazione cilindrica trasversa (si chiama anche proiezione conforme di Gauss), che si comporta piuttosto bene nelle zone equatoriali e aumenta la distorsione delle terre emerse (anche di quelle sommerse, ma si vede di meno!) andando verso i Poli.
E’ per questo motivo che la Groenlandia appare erroneamente grande quanto tutto il continente Africano!

In realtà la carta che ti ho messo qui sopra non è proprio uguale a quella che trovi sui libri di scuola. Nella mappa di Mercatore l’Antartide è davvero smisurato e quinsi si è scelto di rappresentare le calotte polari con un’altra proiezione, quella stereografica polare U.P.S. (Universale Polare Stereografica).

A questo link trovi uno strumento divertente dove puoi giocare con le dimensioni reali delle nazioni a partire dalla mappa di Mercatore.

DALL’ELLISSOIDE AL PIANO

Schema che rappresenta la suddivisione della superficie terrestre in fusi e fasceUsando i meridiani i cartografi hanno diviso la superficie della Terra in sessanta fusi fondamentali, proprio come gli spicchi di un’arancia, ognuno largo 6° di longitudine.

Allo stesso modo, grazie ai paralleli, si sono individuate venti fasce, parallele all’Equatore, ciascuna larga 8° di latitudine.

I fusi sono numerati da 1 a 60 (da Ovest ad Est a partire da Greenwich), le fasce da C a X.
Un fuso ed una fascia si incontrano in una zona.

Ogni fuso viene proiettato sulla superfcie di un cilindro che gli è tangente in corrispondenza del meridiano centrale del fuso stesso.

Rappresentazione piana dei fusi di meridiano nella cartografia UTM

Il territorio Italiano sta nei fusi 32, 33 e 34 (dove c’è un pezzetto del Salento, il tacco della penisola) e nelle fasce S e T.
Ci sono quindi 6 zone: 32T, 32S, 33T, 33S, 34T e 34S.

Rappresentazionde del reticolato UTM in Italia

LE COORDINATE PIANE

Il centro di un fuso è l’interesezione del suo meridiano centrale con l’Equatore.

Schema che rappresenta il reticolato e le coordinate chilometricheA partire da qui si costruisce il reticolato chilometrico da cui nascono le coordinate chilometriche.

Si tratta di un piano cartesiano con origine nel centro del fuso, asse X coindicendete con l’Equatore ed asse Y dato dal meridiano centrale.
Per evitare valori negativi delle X, l’origine delle ascisse è aumentata di 500 km.

Le coordinate cartesiane X e Y , che si riferiscono a questo sistema, insieme al valore della quota ortometrica, sono le coordinate piane o cartografiche.

L’ascissa si indica più spesso con la lettera E (Easting) e l’ordinata con la N (Northing).

In carotgrafia le coordinate piane si esprimono in metri!

F.A.Q.

Ora che conosci la differenza tra coordinate geografiche e coordinate piane ti porto qualche applicazione pratica.

Che coordinate misura il GPS?
Il GPS del tuo smartphone o di un ricevitore satellitare ad alta precisione (ne ho scritto un articolo a questo link), misurano coordinate ellissoidiche: latitudine, longitudine e quota ellissoidica.
Per utilizzare su mappa le coordinate rilevate sul campo dovrai trasformarle in coordinate piane.
E dovrai anche trasformare la quota da ellissoidica a ortometrica!

Che coordiante vedo in Google Earth? 
Google Earth si basa sulle coordinate geografiche ma ti dà la possibilità di consocere anche le coordinate piane di un punto.
Vai su “Strumenti–Opzioni” e nel riquadro “Visualizza Lat/Lon” scegli che coordinate vuoi sapere dei “pin” che metterai.

Come trasformo le coordinate geografiche in coordinate piane?
La trasformazione tra coordinate geografiche e coordinate piane è un argomento “zoppo” senza la trattazione sui Sistemi di Riferimento.
Ma te li risparmio, per non complicarti l’argomento.
Ti rimando a questo articolo sulla conversione tra coordinate, che ho scritto un po’ di tempo fa, e ti dico soltanto che ci sono software ed applicazioni, anche gratuite, che ti aiutano a muoverti tra le coordinate.

Perchè ho trovato coordinate piane diverse per il solito punto?
Perchè le coordinate, geografiche ed anche quelle piane, cambiano in relazione al sistema di riferimento a cui si riferiscono.
(E= 591.716; N= 4.881.296) e (E=1.591.564; N= 4.881.269) sono coppie di coordinate che identificano il solito punto.
La prima coppia lo fa nel sistema di riferimento ETRF2000, la secondo in quello ROMA40.

Perchè mi capita di trovare latitudine e longitudine scritte in modo diverso?
Perchè sono angoli ed in quanto tali li puoi scrivere in vari modi: sessagesimali, decimali, centesimali o radianti.
Anche se difficilmente troverai una latitudine espressa in radianti, potrebbe invece capitari di trovarla scritta indistintamente negli altri modi.
Anche Google Earth ti dà la possibilità di cambiare da un’unità di misura angolare all’altra (ancora in “strumenti-opzioni-visualizza lat/lon”)
A questo link puoi trovare un articolo sulla conversione dei gradi e scaricare un foglio di calcolo gratuito che magari ti può tornare utile.

Il mio topografo mi ha spedito delle curve di livello esportate dal suo modello tridimensionale, ma quando le importo in Autocad le vedo deformate. Perchè?
Probabilmente perchè ha lavorato in coordinate geografiche.
Anche se ti ha dato un file georeferenziato, Autocad non è un GIS e può gestire solo coordinate piane.
Al momento dell’importazione, i vettori vengono “stretchati” per adattare le informazioni geografiche originarie all’ambiente CAD di destinazione.
Dovresti chiedergli di rimandartele usando coordiante piane…

 

Spero di averti dato informazioni utili per aiutarti a distinguere coordinate geografiche e coordiante piane, se mai ti ci dovessi imbattere nel tuo lavoro o per altri motivi.
Se hai dubbi o domande non esitare a scriverle qui sotto.
Oppure contattami direttamente nel modo in cui preferisci!

 

A presto

Paolo Corradeghini

 

Le prime puntate del podcast di 3DMetrica hanno riguardato proprio l’argomento delle coordinate.
Mi vergogno un po’ per la qualità audio e per la produzione.
Ma le tengo online perchè possono esserti utili.

Le trovi qui:

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CARTOGRAFIA

Paolo Corradeghini

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6 Comments


ferdinando musto
21 February 2018 at 11:08
Reply

Ciao, volevo chiederti se esidte un metodo speditivo o una tabella per capire subito che tipo di coordinate sono.
Grazie



    Paolo Corradeghini
    22 February 2018 at 10:17
    Reply

    Ciao Ferdinando, se si tratta di angoli sono coordinate geografiche, altrimenti sono coordinate cartografiche.
    Una coppia di coordinate come: 44.152869; 10.124586 sono coordinate geografiche.
    Invece se trovi 488359.40; 1589755.51 hai coordinate piane e l’unità di misura sono i metri.
    Per quanto riguarda invece il sistema di riferimento in cui sono espresse non è così immediato ed è un dato che deve essere generalmente comunicato da chi restituisce i dati spaziali.
    Ciao!

Carmelo
16 December 2018 at 19:19
Reply

Ciao Paolo, ho questa coordinata Geografica: 33TYE390980
Mi potresti dare delle info per poterla leggere per individuare il punto esatto?
Dal tuo articolo intuisco che 33T è la zona del fuso, ma poi non riesco a decifrare il resto. Sarebbe utile per me decifrare la coordinata che ti ho indicata per trasformarla in coordinate longitudine e latitudine (spero di non aver detto troppe inesattezza). Grazie in anticipo per la risposta



    Paolo Corradeghini
    18 December 2018 at 22:57
    Reply

    Ciao Carmelo,
    purtroppo non riesco ad aiutarti nel tuo problema.
    Se quello che mi scrivi è un sistema di riferimento, mi risulta davvero nuovo e sconosciuto.
    33T si sposa bene con la zona (fascia+fuso) ma il resto di numeri e lettere lo ignoro.

    Ho fatto delle ricerche online ed ho trovato un vecchio documento dove è riportata l’intera stringa di testo che hai scritto.
    Sembra si riferisca ad un sistema catastale in vigore tra la fine del 1600 e metà del 1800.
    Puoi trovarlo a questo link.
    Se così fosse sarebbe impossibile risalire, con precisione, alle coordinate attuali delle zone che ti interessano.

    Spero di averti aiutato almeno un poco.
    Ciao Carmelo!

    Paolo

Matteo
21 July 2020 at 17:44
Reply

Ciao Paolo. Domanda (scusa la mia ignoranza) se io ho le coordinate geografiche, le posso passare a piane e poi coniche?? Seconda domanda, una volta fatto questo (se possibile), le coordinate risulteranno differenti di posizione da quelle iniziali grazie all’errore di cui si parlava sopra???



Matteo
21 July 2020 at 17:44
Reply

Ciao Paolo. Domanda (scusa la mia ignoranza) se io ho le coordinate geografiche, le posso passare a piane e poi coniche?? Seconda domanda, una volta fatto questo (se possibile), le coordinate risulteranno differenti di posizione da quelle iniziali grazie all’errore di cui si parlava sopra???



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    tredimetrica

    Se in terra c'è tanta polvere (ed in questo perio Se in terra c'è tanta polvere (ed in questo periodo siccitoso ce n'è davvero tanta!), trova il modo di far decollare il drone in un posto non troppo "sporco" e se puoi alzalo da terra.
Il rischio "desert storm" è altissimo, specialmente con droni grossi ed eliche montate sotto i bracci.

#drone #uav #rilievi #voli #fotogrammetria #sabbia #polvere
    Rilievi GNSS di punti di appoggio per un rilievo f Rilievi GNSS di punti di appoggio per un rilievo fotogrammetrico.

#rilievo #gnss #rtk #cava
    Con lo strumento "Point List Picking" di Cloud Com Con lo strumento "Point List Picking" di Cloud Compare puoi selezionare diversi punti di una nuvola, da portare in planimetria.

Alla fine puoi creare un file di testo o una nuova nuvola di punti, fatta solo dai punti che hai selezionato.
O entrambe le cose.

In un software di topografia poi, i punti 3D si trasformano facilmente in punti "topografici" (anche se non derivano da una misura strumentale diretta) ai quali puoi assegnare uno stile del simbolo ed aggiungere diversi campi testuali.

#cloudcompare #nuvoledipunti #3d #pointlistpicking
    [Nuvole Lidar e classificazione automatica del ter [Nuvole Lidar e classificazione automatica del terreno - Prima di tutto togli (almeno) gli "Outliers"]
Prima di fare la classificazione automatica del terreno degli elementi di una nuvola di punti Lidar ti conviene pulirla un po' affinchè il risultato del processo sia buono.

Gli "outliers" sono i più insidiosi.
Se ad esempio ci sono punti isolati sotto il livello reale del piano campagna, questi possono dare indicazioni fuorvianti al classificatore.

Nelle immagini che condivido in questo post vedi:
1. una nuvola Lidar (completa e colorata);
2. la classificazione del terreno senza la preventiva rimozione degli outlier;
3. la nuvola vista di lato con evidenza degli outlier;
4. la classificazione del terreno dopo la pulizia.

#lidar #nuvoledipunti #3d
    [Stazione Totale - Misure di distanza - Coordinate [Stazione Totale - Misure di distanza - Coordinate proiettate e cose che non tornano]
Fai attenzione al fattore di scala dei sistemi di riferimento proiettati quando fai misure con la stazione totale.

La distanza diretta, misurata con stazione totale, tra due punti in campo è diversa tra la distanza proiettata sul piano e presa tra le coordinate Nord ed Est degli stessi punti misurati con un GPS.

Nel passaggio da un sistema di coordinate geografiche ad un sistema cartografico si applica un fattore di scala.
Nel sistema di riferimento ETRF2000-UTM, questo fattore di scala è 0.9996.

Su 100 m lasci per strada 4 cm.
Su 3 km perdi 1.20 m!

Credo che questa sia un'informazione molto importante da gestire nei rilievi e nella restituzione.
    [Laser scanner e ombre] Il laser scanner è una m [Laser scanner e ombre]

Il laser scanner è una misura attiva ma i raggi emessi non distruggono gli oggetti che incontrano nel loro percorso!

Ci sono scanner che permettono di registrare più ritorni, per lo stesso raggio, ma se questo sbatte contro un muro, un tetto, un'auto o il terreno, non riesce ad andare oltre.
E meno male!

Al di là di questa introduzione, in una scansione terrestre (TLS) è molto probabile che ci siano ostacoli che fermano parte dei raggi e proiettano delle "ombre" nella nuvola di punti.
Lì non ci sono informazioni.

La forma e, soprattutto, la distanza dell'ostacolo dall'emettitore determinano la dimensione dell'ombra.

Anche se un elemento sembra poco rilevante rispetto alla scena da scansionare, la sua ombra potrebbe cancellare parecchi punti che, tradotti in superficie da rilevare, possono diventare parecchi metri quadrati.

Se non puoi liberarti dell'ostacolo l'unico modo per riempire le ombre è quello di fare più scansioni, da punti diversi, in modo che l'emettitore riesca a "vedere" oltre.

La programmazione di un rilievo laser scanner in campo tiene conto anche di questo.
Più stazioni fanno aumentare i tempi operativi di lavoro.
E con uno scanner ad approccio topografico le scansioni extra si fanno sentire nel budget finale delle ore in campo!

#laserscanner #3d #nuvoledipunti #pointcloud #trimble #trimblesx10
    [Aerofotogrammetria - Ortofoto sull'acqua] Si poss [Aerofotogrammetria - Ortofoto sull'acqua]
Si possono creare ortofoto d'acqua (ferma) anche se il modello 3D fotogrammetrico fa schifo ed è bucato.

Se la nuvola di punti o la mesh sono "bucate" è perchè il software non è stato capace di trovare punti di legame nell'allineamento delle immagini.
Ma non è detto che l'ortofoto non possa venire fuori ugualmente bene.
Par farlo succedere devi creare una superficie di riferimento, su cui "stendere" le fotografie, ortorettificate, priva di buchi.
Puoi usare il DEM o la Mesh.
Quando fai creare il DEM (Modello Digitale di Elevazione) hai la possibilità di dire al software di interpolare i buchi.

L'interpolazione della mesh non sempre va a segno al primo colpo (in realtà neppure quella del DEM) ma ci sono altri strumenti (più o meno avanzati) che ti vengono in aiuto.

L'accorgimento da prendere in fase di presa fotografica è di estendere la copertura delle fotografie ad un bel pezzo extra di riva, dove sei sicuro che il software fotogrammetrico lavorerà senza problemi nella creazione di nuvola di punti e mesh.

#ortofoto #fotogrammetria #aerofotogrammetria #3d #nuvoladipunti #mesh #dem
    [Rilievi di argini e vegetazione] Gli argini di c [Rilievi di argini e vegetazione]

Gli argini di canali artificiali, realizzati in terra, si prestano bene ad un rilievo aerofotogrammetrico ma, affinché il rilievo sia davvero efficace, andrebbe fatto dopo la pulizia dalla vegetazione.

Un sorvolo su un argine pulito permette di creare una nuvola di punti efficace da cui estrarre informazioni per tutta la lunghezza del tratto rilevato.

Se invece le sponde sono vegetate, il dato che si ottiene potrà essere buono qua e là ma sarà comunque globalmente più scarso rispetto alle condizioni ideali.

Lo sfalcio ed il decespugliamento sono attività che possono avere costi importanti.
Gli Enti locali hanno solitamente un piano di sfalcio sulle aree di competenza, specialmente se si tratta di zone frequentate, aree verdi, parchi e percorsi ciclopedonali.
Se hai tempo di aspettare, vale la pena coordinarsi in tal senso per andare in campo subito dopo le pulizie programmate.
Se invece hai fretta si devono accettare costi maggiori per lo sfalcio straordinario.

O si può andare in campo con la tecnologia LiDAR su drone per riuscire a penetrare la copertura vegetale.
Anche se non sempre si riesce a fare!

P.S.
Tutto questo vale per la parte emersa.
Per andare sott'acqua servono altri strumenti!
    [Monitoraggio e considerazioni sul tema] Prendend [Monitoraggio e considerazioni sul tema]

Prendendo spunto da una recente installazione di sistema di monitoraggio della falesia del Cimitero di Camogli (con tecnologia GNSS da parte di Gter e Yet It Moves) faccio alcune considerazioni sul tema.
Gli strumenti per monitorare possono essere tanti e quello che accumuna ogni situazione è la ripetizione nel tempo delle misure.

La precisione del controllo può già fare una discriminazione.

Il caso di Camogli pone poi l'attenzione sul "quante misure fare nel tempo".
Una rete GNSS che elabora dati in continuo permette di accedere alle letture dei singoli nodi con una frequenza alta (si che può arrivare ad essere anche di qualche ora).

A Camogli mi sono occupato dei rilievi fotogrammetrici e laser scanner di tutta la porzione di costa, in due momenti differenti, da cui si sono potuti misurare movimenti macroscopici che hanno permesso di fare valutazioni successive per la scelta dei punti di installazione dei sensori del monitoraggio di precisione.

Credo anche che sia rilevante l'aspetto della responsabilità di chi restituisce un dato da monitoraggio.
Questi dati servono per scelte progettuali, decisioni di sicurezza e protezione civile per niente banali.
Vale la pena "metterci la testa".

Io non sono un esperto di monitoraggi, anzi non lo sono per niente, ma il tema della misura legata, in qualche modo, alla "quarta dimensione", quella del tempo, mi affascina molto.
Se hai contributi, commenti o esperienza da condividere fallo assolutamente perchè il tema è interessante!
    Sono iniziati (in realtà già da qualche mese) i Sono iniziati (in realtà già da qualche mese) i lavori di messa in sicurezza dei versanti sopra la Via dell'Amore ed il ripristino della passeggiata, chiusa ormai da diversi anni).

Reti di placcaggio, barriere paramassi, nuove gallerie e rifacimento di tutto il percorso per un po' di milioni di euro ed almeno due anni di tempo.

Dovrei supportare i lavori con alcune "cose" dall'alto...

#viadellamore #parcocinqueterre  #lavori #roccia #drone
    [Laser scanner, nuvole colorate e fotocamere integ [Laser scanner, nuvole colorate e fotocamere integrate]

Per colorare una nuvola di punti da scansione laser servono delle fotografie.
Ci sono ormai parecchi scanner con fotocamera integrata, che semplificano il lavoro dell'operatore.

L'esposizione delle immagini deve essere la più "corretta" possibile per  riprodurre al meglio l'informazione colorimetrica nei punti della nuvola.

Non conosco il funzionamento specifico di ogni camera ma vale la pena dedicare un po' di tempo a capire come lavora l'esposimetro ed evitare così punti bianchi (per foto sovraesposte) o neri (per sottoesposizione).

Nel caso della SX10 di Trimble (l'unico caso che conosco), si può fissare un'esposizione costante ed è ok se l'illuminazione della scena scansionata non cambia.
I risultati sono scarsini se si passa da alte luci ad ombre e viceversa.

Nelle prime due immagini la nuvola è colorata da foto con esposizione fissa e presa ai due estremi delle zone di luminosità della scena scansionata.

L'altra opzione possibile è quella di scegliere un'esposizione automatica e variabile che permette di compensare i cambi di luce, per un risultato più armonico.

Occhio che l'angolo di campo dell'ottica incide parecchio.
È difficile avere tutto quanto esposto perfettamente in un'immagine sferica a 360°.
A meno di non sfruttare la tecnica dell'HDR (che alcuni scanner fanno)

Se poi c'è la possibilità di usare più camere (a lunghezza focale diversa) per scattare foto da usare nella colorazione della nuvola, quella a campo più stretto permette una lettura dell'esposizione più accurata rispetto alle panoramiche.
Ma servono più foto per coprire l'intera scena.
    [Fotogrammetria ed attenzione al colore] Spoiler: [Fotogrammetria ed attenzione al colore]
Spoiler: questo post non è interessante se ti occupi solo di fotogrammetria per il rilievo del territorio.
Ma se fai anche ricostruzioni 3D di edifici storici, beni culturali, monumenti ed opere d'arte di ogni forma e dimensione, credo che serva molta attenzione anche alla riproduzione fedele del colore nel processo fotogrammetrico.

Nella campagna di scatto è necessario utilizzare degli oggetti  che permettano di correggere le dominanti di colore in post elaborazione.
Si tratta generalmente di tabelle formate da quadrati colorati (in cui ogni colore è codificato).
In inglese si chiamano "color checker".
Li dovresti mettere nella scena e fotografare nelle stesse condizioni di illuminazione dell'oggetto del rilievo.

In post elaborazione poi si prendono le immagini in cui è presente il color checker e si applicano correzioni cromatiche sulla base del colore "letto" nell'immagine rispetto a quello che dovrebbe essere realmente (i valori codificati).

Tutto questo deve essere accompagnato da un altro paio di cose:
1. il controllo dell'illuminazione della scena;
2. un monitor calibrato (tutto passa attraverso i pixel del tuo schermo e se non sono "veritieri" il rischio di vanificare tutto il processo che ti ho raccontato, avendo una percezione sballata dei colori, è alto).

#fotogrammetria #colore #colorchecker
    [Lidar e software di elaborazione dei dati] Condiv [Lidar e software di elaborazione dei dati]
Condivido alcune caratteristiche che un software di elaborazione dati Lidar (da drone) dovrebbe avere.

1. Gestione dei dati grezzi della base GNSS di riferimento per il calcolo della traiettoria.

2. Aggiustare e/o correggere le traiettorie.

3. Dividere la traiettoria e, conseguentemente, la nuvola di punti.

4. Colorare la nuvola di punti e gestire problemi di "matching" tra immagine e traiettoria.

5. Gestione di datum, sistemi di riferimento e coordinate.

6. Misurare la nuvola di punti.

7. Visualizzare i punti secondo le informazioni dei campi scalari (intensità e numero di ritorni, tempo di acquisizione, ...)

8. Esportazione della nuvola in formati comuni.

Poi ce ne sono altri, non necessari, ma che possono aiutare l'elaborazione.

9. Segmentare, ritagliare ed eliminare parti della nuvola di punti.

10. Filtrare la nuvola per eliminare rumore ed outliers, oltre che sottocampionarla

11. Classificare i punti con algoritmi automatici.

12. Verificare l'accuratezza con punti di coordinate note.

13. Generare report di elaborazione.

Dimentico senz'altro qualcosa.
Se vuoi aggiungere, integrare o commentare in base alla tua esperienza sentiti davvero libero o libera.
È utile per tutti.

#lidar #nuvoledipunti #3d #pointcloud #software #editing #realitycapture
    Se sei in un posto aperto a misurare con il GPS pu Se sei in un posto aperto a misurare con il GPS puoi anche tenere la palina bassa, i satelliti si vedono ugualmente bene.

#gnss #gps #rilievo #topografia #misura
    È importante aggiornare i firmware degli strument È importante aggiornare i firmware degli strumenti di rilievo ed i software dei dispositivi che li controllano.

Credo che l'evoluzione tecnologica di quello che si usa in campo si porti con sé la necessità di una consapevolezza nuova sulla loro manutenzione.

Se prima gli aspetti legati alla taratura, al controllo delle parti meccaniche, ..., bastavano per permetterne il funzionamento, ora serve un'attenzione in più.

Non vale per ogni strumento che si vede in giro, ma credo che, piano piano, sarà un aspetto con cui tutti ci confronteremo.

Le case produttrici ti permettono di aggiornare continuamente una stazione totale o un laser scanner con nuovi firmware, che ne integrano funzionalità o correggono dei "bug".

E lo stesso succede per i software che girano sui dispositivi di controllo (smartphone, tablet, ...).

Nuove release migliorano la user experience o, anche qui, sistemano gli errori.

Se dopo un rilievo spari aria compressa e spennelli una stazione totale per togliere la polvere, prima di andare in campo dovresti controllare che software e firmware siano ok e tutto sia funzionante.

Usiamo strumenti tecnologicamente fantastici che tuttavia potrebbero incepparsi in campo per qualche "banale" conflitto software irrisolto.

#rilievo #strumenti #topografia #software #firmware
    La fotogrammetria non è la tecnica ideale per lav La fotogrammetria non è la tecnica ideale per lavorare con la vegetazione: copre il terreno che sta sotto (in una presa da drone) e non è facile ricostruirla.

Fotografie ad alta risoluzione, scattate da un sensore grande (full frame), possono avere problemi maggiori per ricreare nella nuvola di punti, le chiome di alberi.

Da quando ho iniziato ad usare una fotocamera più performante (full frame - 40 Megapixel) rispetto a quelle che ho usato in passato (1" - 24 Megapixel) sto verificando dei buchi nella nuvola di punti laddove ci sono alberi spogli.
Può sembrare controintuitivo ma è così.

Fotografie troppo dettagliate, di elementi molto complessi, porosi e con informazioni disposte su vari piani (tutta l'altezza degli alberi) non aiutano il software, anzi...

Per provare ad avere qualche informazione in più lì sopra,  puoi lanciare l'elaborazione della nuvola di punti ad una qualità inferiore.
Le immagini del dataset vengono sottocampionate (la risoluzione si riduce) ed il software structure from motion lavorerà con una minore quantità di dettagli descritti nei pixel.
Questo aumenta il numero di punti lungo gli alberi, anche se la loro confidenza (cioè l'attendibilità della posizione 3D) è piuttosto scarsa.
Oh, non è che il problema sia superato, anzi...
La nuvola di punti in effetti fa ancora piuttosto schifo.

La presenza di foglie aiuta il processo quindi se vuoi avere informazioni sulle altezza degli alberi è meglio acquisire i dati in estate.
Ed anche il tipo di albero (forma e dimensione) influenza il risultato...

#fotogrammetria #structurefrommotion #nuvoledipunti #3d #pointcloud
    Il back up dei dati subito dopo un rilievo, mette Il back up dei dati subito dopo un rilievo, mette al sicuro il lavoro della giornata.

Molti dispositivi di controllo sono palmari, smartphone o tablet, piuttosto avanzati, ma pur sempre a rischio di danneggiamento software o, peggio, furto o danno fisico.

Perdere i dati di una giornata di lavoro può avere conseguenze importanti.

Se hai rilevato qualcosa che non c'è più (scavo, abbancamento, demolizione) non potrai ripetere il rilievo.

Ci sono vari livelli di "sicurezza" per i dati di uno strumento.

Salvare i dati in una memoria interna (ad uno scanner o una stazione totale) ed in quella del controller ti permette di avere i file in due posti distinti.

Backuppare un lavoro in una chiave USB o in un hard disk esterno è un'altra opzione valida. Vale però per dispositivi dotati di porta USB.

Salvare i dati nel cloud è forse la scelta più sicura. Attivando un hot spot con lo smartphone riesci a mandarli in posti che sono a prova di furto o danno. Il cloud ti permette anche di essere molto efficiente se c'è qualcuno pronto a riceverli ed iniziare subito ad elaborarli.

Una volta ho temuto di aver perso i dati di un rilievo "un po' complicato".
Non ho passato una bella mezz'ora!
    [Laser scanner e traffico] Un camion che passa da [Laser scanner e traffico]

Un camion che passa davanti ad un laser scanner e è un ostacolo al rilievo.
A volte il traffico si riesce a gestire (movieri, gestione del cantiere o indicazioni specifiche, ...).
Altre volte no.
L'ideale immobilismo è, di fatto, irrealizzabile.

Alcuni scanner hanno la possibilità di mettere in pausa, una scansione per riprenderla una volta passato il mezzo.

Anche aumentare la qualità della scansione può aiutare.
Spesso una qualità maggiore significa effettuare la scansione, della stessa area, più volte.
Se i mezzi si muovono, ci sono buone probabilità che, se te li ritrovi tra i piedi al primo giro, non ci saranno più al secondo.

Fare scansioni da punti diversi aiuta.
Scegli punti di scansione in modo che si integrino uno con l'altro.

Oppure  puoi sempre considerare l'ipotesi di fare il rilievo di notte quando, auspicabilmente, il traffico è ridotto o assente.
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