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IL RILIEVO DI UNA FRANA

16 Ottobre 2017
Foto area da drone della spiaggia di Punta Corvo

In questo articolo ti racconto come ho fatto il rilievo di una frana con il drone e le tecniche aerofotogammetriche in una spiaggia incantevole del Parco Naturale di Montemarcello.

LA SPIAGGIA DI PUNTA CORVO

 

Fotografia aerea della spiaggia di Punta Corvo

La spiaggia di Punta Corvo è un pezzetto di Paradiso tra due borghi inseriti tra i più belli d’Italia, Montemarcello e Tellaro
Sta nel Comune di Ameglia, vicino a Sarzana ed alla Lunigiana, alla Versilia, a La Spezia ed al Golfo dei Poeti.
Alla spiaggia di Punta Corvo ci puoi arrivare soltanto a piedi, dopo una picchiata di oltre settecento gradini naturali che inizia a Monte Marcello (250 m s.l.m.) oppure  via mare, con i “barconi“, come li chiamiamo qui, battelli che trasportano una trentina di persone e che salpano dalle località alla foce del Fiume Magra.
La spiaggia di Punta Corvo è una fetta di terra lunga centocinquanta metri e larga, mediamente, venti all’interno del Parco Naturale di Montemarcello.

I DISSESTI IDROGEOLOGICI E LE FRANE

Il bagno in mare si fa ai piedi di un versante piuttosto pendente, in parte boscato (nel bosco scende – o sale, a seconda del punto di vista – il sentiero di accesso) ed in parte segnato da crolli, frane e movimenti di massi proprio verso la spiaggia.
E’ sempre stato così, me lo ricordo sin da bambino quando i miei genitori mi ci portavano a fare i primi bagni di stagione, ad Aprile, o gli ultimi primi dell’inverno, ad Ottobre.

Tuttavia negli ultimi anni la situazione dei dissesti è peggiorata.
I nuovi regimi di pioggia, sempre più tropicali, hanno causato crolli di massi dai fronti rocciosi.
Grossi massi “galleggiano” su di un letto di detriti e rocce fratturate, scivolando lentamente verso valle.
Alcune pareti rocciose, proprio a monte della spiaggia, si sono in parte sgretolate ed altri grandi massi sono caduti in spiaggia.

Il Comune di Ameglia ha emesso tante ordinanze di chiusura alla fruizione pubblica di parte della spiaggia, quella direttamente esposta alla caduta massi.
In alcuni settori del versante si sono installate reti di placcaggio e barriere paramassi.
Ma la spiaggia è piccola e le persone a volte davvero tante, specialmente in piena estate.
In molti casi i cartelli di divieto sono ignorati ed il pericolo reale è sottovalutato…

Fotografia dal mare della spiaggia di Punta Corvo

LO STUDIO DEI DISSESTI E DELLA CADUTA MASSI

Il Comune di Ameglia ha incaricato il mio amico Geologo Paolo Petri di condurre un’analisi dello stato delle frane sul versante sopra la spiaggia di Punta Corvo, per valutare pericolosità ed il rischio derivante dalla caduta massi.

Paolo è un geologo con grande esperienza nel campo dello studio dei dissesti idrogeologici, della meccanica delle rocce e dei Sistemi Informativi Territoriali (GIS).
Mi ha chiamato per fare un rilievo generale a supporto di alcune simulazioni e modelli numerici di caduta massi ed un approfondimento più dettagliato per analisi geomeccaniche di un settore critico e vicino alla spiaggia.

Abbiamo lavorato insieme sin dall’inizio e ti racconto più o meno che cosa abbiamo fatto.

IL RILIEVO DI UNA FRANA CON IL DRONE

Abbiamo scelto di rilevare le aree utilizzando il drone e le tecniche aerofotogrammetriche.
Ho scritto in questo post un racconto di un  rilievo con il drone alle Cinque Terre.
Ci puoi trovare un po’ di informazioni generali e più specifiche su questo tipo di rilievo.

fotografia dell'attrezzatura impiegata nel rilievo durante il trasporto in barcaI dati topografici necessari per le simulazioni di caduta massi sarebbero dovuti arrivare fino ad una quota di circa 50 m s.l.m., a monte di alcuni grandi blocchi sopra la spiaggia.

Ad eccezione della spiaggia, tutte le aree da rilevare erano inaccessibili a piedi.

Abbiamo imbarcato tutta l’attrezzatura (impensabile trasportarla a piedi!) e siamo partiti all’alba di una mattina di Giugno, parecchio prima dell’arrivo dei primi turisti.

Avevamo: drone, ricevitore GPS e palina, target da posizionare a terra, mire da posizionare in parete, stazione totale e treppiede, scarponi, casco e tanta acqua.

POSIZIONAMENTO DEI TARGET E DELLE MIRE

Come prima cosa abbiamo posizionato i target e le mire che sarebbero serviti come riferimento per l’orientamento, la scalatura e la georeferenziazione del modello tridimensionale che sarebbe nato dalle fotografie.

target ad alta visibilità per il rilievo aerofotogrammetrico posizionati in spiaggia

Io ho posizionato target ad alta visibilità (pannelli quadrati 60×60 cm) uniformemente lungo la spiaggia mentre Paolo si è arrampicato sulle rocce, per quanto le condizioni di sicurezza glielo consentissero, attaccando alle pareti diverse mire che si era costruito appositamente.

SORVOLI

Immagine del drone utilizzato nei rilievi aerofotogrammetrici, il DJI Phantom 4 Appena possibile abbiamo volato per scattare le fotografie da drone.
Era importante finire i voli prima dell’arrivo dei primi bagnanti. Inoltre, nel giro di poco tempo, il sole sarebbe spuntato dalla sommità del versante, illuminandolo e creando condizioni di luce non ottimali, ombre dure e contrasto, che non aiutano l’elaborazione del modello tridimensionale.
Siamo riusciti a fare tutte le foto in condizioni di luce diffusa (pendio in ombra), morbida e non contrastata, le condizioni migliori per lavori di questo tipo.
Sono condizioni del tutto simili a quelle che ci sono in una giornata di cielo nuvoloso.

Abbiamo utilizzato il fidato DJI Phantom 4.

  • Per il rilievo generale delle aree abbiamo volato in modalità automatica secondo missioni di volo precaricate, ad una distanza di circa 40 metri dal suolo, da cui ne è risultato un Ground Sampling Distance (G.S.D.) di 1.25 cm/pixel (in questo articolo ho scritto alcune cose su questo parametro).
  • Per il rilievo di dettaglio della parete rocciosa, più critica e vicina alla spiaggia, abbiamo scelto di volare in modalità manuale tenendo il drone a circa 7/10 metri dalla parete per un G.S.D. di 0.3 cm/pixel.

MISURE TOPOGRAFICHE

Terminati i voli siamo passati alle misure topografiche.

Viste le caratteristiche dell’area da rilevare e la sua parziale inaccessibilità abbiamo unito misure GPS e misure celerimetriche da stazione totale.

Con il GPS (in modalità RTK) abbiamo rilevato le coordinate di tutti i target ad alta visibilità a terra, sulla spiaggia o su grandi massi accessibili.
In tutto abbiamo battuto le coordinate di 10 punti.

Dopo abbiamo usato la stazione totale e, facendo stazione su alcuni (tre) target a terra, rilevati dal GPS, abbiamo battuto tutte le mire posizionate in parete.
In questo modo, note le coordinate del punto di stazione, abbiamo ricavato le coordinate dei punti in parete che non avremmo potuto battere con il GPS.
Le mire battute sono state 15.

OPERAZIONI CONCLUSE

Finite le operazioni di rilievo a terra la spiaggia era ormai piuttosto popolata.
Paolo Petri ha completato le sue analisi di prossimità sulla parete rocciosa fratturata, misurando le inclinazioni dei piani di giacitura e le dimensioni delle fratture a cui è riuscito ad accedere in sicurezza.


Nell’attesa del barcone che ci riportasse indietro abbiamo approfittato del tempo a disposizione per un bagno nelle acque limpidissime di Punta Corvo!

Ci abbiamo messo in tutto quattro ore.

ELABORAZIONE DEI DATI

L’elaborazione dei dati rilevati (fotografie, dati GPS, dati celerimetrici) ha seguito la solita strada del lavoro di cui ti ho già parlato all’inizio di questo articolo e relativo al rilievo alla Cinque Terre.
Qui l’estensione dell’area era molto più ridotta ma gli step sono stati gli stessi:

  • Importazione delle fotografie scattate da drone dentro Agisoft Photoscan;
  • Allineamento delle immagini e generazione della nuvola di punti sparsa;
  • Elaborazione delle misure GPS e celerimetriche ed inserimento delle coordinate dei target;
  • Allineamento, scalatura e georeferenziazione della nuvola di punti;
  • Generazione della nuvola di punti densa;
  • Costruzione della mesh triangolare tridimensioale;
  • Generazione della texture ad alta definizione;
  • Generazione del modello tridimensionale texturizzato;
  • Creazione di D.S.M. (Digital Surface Model), ortofoto ed estrazione delle curve di livello.

In questo caso abbiamo scelto di lavorare su due modelli distinti: uno generale relativo a tutta l’area ed uno di maggior dettaglio, specifico per la falesia di roccia fratturata.

I risultati del modello generale, ortofoto, modello digitale delle superfici e curve di livello, li ho passati a Paolo Petri per le sue analisi in ambito GIS e la preparazione dei modelli tridimensionali di caduta massi.
Il modello tridimensionale texturizzato e dettagliato della falesia rocciosa, derivante da volo e fotografie di prossimità, l’abbiamo usato per valutare le giaciture dei piani di discontinuità, le dimensioni delle fratture e per stimare i volumi dei blocchi che avrebbero potuto potenzialmente distaccarsi e cadere.

Tutte queste informazioni sono servite a Paolo per uno studio di fattibilità tecnica ed economica di interventi di mitigazione del rischio di caduta massi e miglioramento delle condizioni di sicurezza per la spiaggia.

Ti metto qui sotto i due modelli 3D:

OSSERVAZIONI E CONCLUSIONI

Ti elenco brevemente alcune considerazioni, osservazioni e miei pensieri finali:

  • utilizzare un drone e le tecniche aerofotogrammetriche permette di risparmiare davvero tanto tempo rispetto ad un rilievo fatto con tecniche tradizionali (stazione totale o GPS) e la densità di informazioni topografiche è decisamente maggiore (misurata in punti battuti a metro quadrato di superficie);
  • il drone può volare sopra zone inacessibili o accessibili con difficoltà e/o costi elevati (la falesia rocciosa);
  • il drone può volare sopra zone pericolose (la frana);
  • nel rilevare una parete rocciosa è meglio volare in manuale;
  • le tecniche di ricostruzione degli algoritmi structure from motion (quelli che usano i software specifici) ricostruiscono modelli tridimensionali estremamente realistici perchè ricreano una texture ad alta risoluzione dalle fotografie scattate;
  • il modello tridimensionale può essere condiviso con altre persone che esplorandolo è un po’ come se facessero un sopralluogo virtuale ma approfondito;
  • il modello tridimensionale è misurabile e può essere utilizzato per la progettazione di interventi di difesa e mitigazione del rischio ed una stima più precisa delle quantità delle opere da installare (metri quadrati di rete di placcaggio, altezza e lunghezza di barriere paramassi, …)
  • un rilievo aerofotogrammetrico necessita di misure topografiche a terra per l’orientamento, la scalatura e la georeferenziazione del modello;
  • se il versante e le falesia fossero state vegetate (alberi e cespugli) l’aerofotogrammetriche avrebbe faticato a ricavare il dato topografico del terreno e sarebbe stato meglio affidarsi ad un laser scanner aereo, affidabile ma più costoso;
  • la velocità di esecuzione di un rilievo aerofotogrammetrico lo rende replicabile nel breve, medio e lungo periodo per studiare l’evoluzione di un dissesto.

Ortofoto della Spiaggia di Punta Corvo

DSM della Spiaggia di Punta Corvo

Spero che questo articolo sul rilievo di una frana ti abbia interessato e ti abbia fornito informazioni utili sulle tecniche aerofotogrammetriche con l’utilizzo dei droni per mappare il territorio.

Se vuoi continuare l’elenco puntato qui sopra con tue osservazioni ed esperienze sentiti libero di farlo qui nei commenti.
Così come per ogni domanda o dubbio che ti viene in mente.

A presto!

Paolo Corradeghini

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RILIEVI

Paolo Corradeghini

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    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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