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UNA SEZIONE DA UNA NUVOLA DI PUNTI

16 Settembre 2017
Immagine che rappresenta uno screenshot del software cloud compare

In questo articolo ti spiego come estrarre una sezione da una nuvola di punti tridimensionale con il software gratuito Cloud Compare e portarla dentro il CAD.

LE NUVOLE DI PUNTI

Le nuvole di punti sono il risultato di rilievi fotogrammetrici e di quelli fatti con il laser scanner.
Una nuvola di punti (cloudpoints) è un file con l’informazione della posizione nello spazio di parecchi punti che rappresentano qualcosa che è stato rilevato: un oggetto, un’area, una parete di roccia o un edificio.
Alcuni tipi di file di nuvole di punti sono: LAS, LAZ, PLY, BIN, XYZ.
I punti di una nuvola elaborata da un rilievo fotogrammetrico hanno anche l’informazione del colore (vale anche per i laser scanner che sono integrati da una macchina fotografica) e siccome i punti rappresentati sono davvero tanti (si parla anche di nuvola densa), la percezione è estremamente realistica.
Qui sotto vedi una nuvola di punti che è il risultato dell’elaborazione di un rilievo aerofotogrammetrico fatto con un drone in una cava di marmo di Carrara.

Immagine che rappresenta uno screenshot del software Cloud Compare che raffigura una nuvola di punti di una cava

IL SOFTWARE PER LE NUVOLE DI PUNTI

Lo sviluppo pazzesco dei droni che c’è stato negli ultimi anni e l’accesso a macchine performanti a prezzi contenuti ha abbassato la soglia di accesso alla strumentazione aerofotogrammetrica (chi ti scrive ne è un esempio!). I software che sfruttano la tecnologia structure from motion migliorano costantemente i loro algoritmi che ora ti permettono di fare un modello tridimensionale di un’automobile scattando le foto con il tuo smartphone, velocemente e con risultati notevoli. E se vuoi puoi anche stamparla con una stampante tridimensionale (un altro mondo che si evolve alla velocità della luce!).

Visto che la base della modellazione tridimensionale sono i punti nello spazio (da cui si costruisce la mesh triangolare, la texture, ecc. – trovi qualche informazione in questo articolo su un rilievo con drone alle cinque terre) le nuvole di punti stanno godendo di un momento di grande celebrità.
Cresce anche il numero di software che ti permettono di lavorare su una nuvola di punti: Autodesk Revit e Recap, Autocad Map e Civil 3D, Leica Cyclone, 3DF Zephyr, Point Sense e FARO scene, ArcGIS… Di sicuro ne dimentico, o ignoro, qualcuno, quindi se vuoi aggiungerne alla lista puoi segnalarli nei commenti (ne sarei felice!) e li aggiungerò al post.

Se lavori abitualmente con questi dati vale la pena investire in uno di questi software ma se invece fai uso sporadico di nuvole di punti ti consiglio di scegliere il software Cloud Compare.

CLOUD COMPARE

Cloud Compare è un software gratuito (Licenza GNU) per piattaforma Windows, IOS e Linux (scaricabile qui), che processa nuvole di punti e mesh triangolari. Nasceva per confrontare nuvole di punti da rilievi laser scanner e successivamente è stato implementato in un software di elaborazione di nuvole di punti con alcuni algoritmi piuttosto avanzati.

Anche se per lavorare sulle mesh triangolari (e sui file OBJ) preferisco usare un altro software gratuito, Meshlab, Cloud Compare permette di fare un sacco di elaborazioni sulle nuvole di punti con il vantaggio di una community estremamente attiva online (post su blog, tutorial video, forum di discussione, tipico dei software gratuiti e dei progetti open source come QGIS, Libre Office, GIMP, Da Vinci Resolve, …) che aiuta nel risolvere tantissimi problemi e nell’uso degli strumenti del software.

PERCHÉ USARE CLOUDCOMPARE

Se commissioni un rilievo ed il topografo lo fa utilizzando un laser scanner o un drone e tecniche aerofotogrammetriche il risultato dell’elaborazione dei dati sarà una nuvola di punti, almeno in prima battuta.
Se ti consegnano il file della nuvola di punti oltre alla restituzione plano-altimetrica potesti usare Cloud Compare per:
aprire il file e ispezionare la nuvola di punti tridimensionale ruotandola nei tre assi dello spazio, quasi come se facessi un sopralluogo;
disegnare linee e polilinee sul modello tridimensionale per evidenziare aspetti o parti importanti;
misurare distanze e superfici per stimare volumi e interventi;
interrogare le coordinate dei punti.

Ma potrebbe anche interessarti estrarre una sezione trasversale di una parete rocciosa ed importarla in CAD per progettare interventi di messa in sicurezza.
È quello che ti spiego qui di seguito, partendo da una nuvola di punti di un pezzo di una cava di marmo di Carrara.

Puoi scaricare il file a questo link.

UNA SEZIONE DA CLOUD COMPARE A CAD

Spero che riuscirai a seguirmi in questa sequenza di screenshot e testo.
Se aprirò un canale YouTube mi riprometto di fare un tutorial video, che sarebbe davvero più digeribile!

1 – IMPORTA LA NUVOLA DI PUNTI

Finestra di importazione di un file LAS in Cloud CompareInstalla Cloud Compare e apri il file della nuvola di punti
Il software ti chiederà due conferme: una è per le informazioni da caricare insieme ai punti e l’altra è relativa ad una traslazione che ti consiglia di fare per evitare errori nell’elaborazione di coordinate troppo grandi (tipiche di un rilievo georeferenziato).
Conferma tutto con un “Apply all” e “Yes to all“.
Non ti spiego nel dettaglio questi aspetti ma ti dico solo di non preoccuparti perchè la traslazione non è reale ma fittizia, esclusivamente funzionale al lavoro del software.

Finestra di avvertimento per la traslazione di coordinate di un file las in Cloud Compareertimento per

Struttura ad albero DB Tree e informazioni sulla nuvola di punti in Cloud CompareIl software carica ora la nuvola di punti (questa che hai scaricato ha 9.500.000 punti) e te la mostra nella finestra centrale (la vedi nella prima immagine di questo articolo).
Cliccando con il tasto sinistro del mouse puoi ruotare il modello tridimensionale nei tre assi, con lo scroll della rotella fai lo zoom e muovendo il mouse tenendo schiacciato il tasto destro fai il panning.

Nel pannello DB Tree che trovi sulla sinistra dello schermo seleziona la nuvola di punti per attivare tutti gli strumenti del software e vederne le informazioni in dettaglio.

2 – ESTRAI LA SEZIONE

Per estrarre una sezione trasversale orienta il modello in modo da averne una vista dall’alto.
Puoi farlo velocemente usando i pulsanti che trovi nella colonna di strumenti alla sinistra dello schermo e che rappresentano le viste da: alto (la prima che trovi segnata nell’immagine qui sotto), basso, fronte, retro, destra e sinistra.
Dopodichè seleziona lo strumento Tools – Segmentation – Cross Section.

Cloud compare Segmentation Cross Section Tool

Utilizza le frecce (rosse, verdi e blu) per generare un piano che sechi il modello secondo la sezione che vuoi estrarre, poi assottiglialo come a tracciare la traccia del piano secante e premi sul tasto di Slice nel pannello che ti si sarà aperto in alto a destra.

Cloud compare Segmentation Cross Section Tool step 2

Immagine di una vista 3D di una sezione creata con il segmentation tool di cloud compareFatto questo vedrai che nella finestra DB-Tree si sarà aggiunta una nuova voce relativa alla sezione appena creata.
Puoi deselezionare il resto e lasciare spuntata proprio la nuova sezione e ruotando (orbit) con il tasto sinistro del mouse nella finestra principale puoi vederla in 3D.

A questo punto, sempre tenendo selezionata la sezione creata nella finestra DB-Tree, puoi salvarla come file DXF (oltre ad altri formai, tra cui lo stesso las, lo shapefile shp, l’xyz, …) ed aprirla all’interno di un CAD.

SEZIONI MULTIPLE

C’è anche la possibilità di estrarre sezioni multiple equidistanti di un passo che puoi decidere tu arbitrariamente.

Dopo aver tracciato il piano secante il modello, come ti ho descritto prima, seleziona l’opzione di sezione multipla ed inserisci l’equidistanza per far generare in automatico a Cloud Compare le sezioni.

Immagine che rappresenta la procedura di slicing per sezioni multiple ed equidistanti

2 – IMPORTA LA SEZIONE IN CAD

Se ora apri in un CAD il file DXF che hai salvato vedrai tutti i punti (entità point) che formano la sezione.
Più hai fatto spesso la traccia e maggiore è il numero di punti che vedrai nel CAD.
Di default la vista che ti si presenta è quella dall’alto (la stessa che hai usato per sezionare la nuvola di punti con i piani secanti delle sezioni) ma i punti che sono nel disegno derivano da una nuvola di punti tridimensionale, Cloud Compare ha tenuto le informazioni nel salvataggio, quindi se attivi la vista 3D frontale (o usi il comando orbita) vedrai che i punti assumeranno la forma tipica di una sezione trasversale.

Punti di una sezione trasversale importati in Autocad Map dopo il salvataggio in dxf da parte di Cloud Compare

Punti di una sezione trasversale importati in Autocad MapTi devo segnalare però che con questo metodo i punti non mantengono l’informazione della quota che hanno nel rilievo che hai ricevuto.
Sono ben posizionati nello spazio uno rispetto all’altro (posizione relativa) ma non lo sono in senso assoluto.
Per conservare le informazioni di quota, dopo aver sezionato la nuvola di punti, bisogna far generare al software una polilinea del profilo tramite il tasto Contour. Puoi salvare anche lei in DXF.

Al di là di questo, ora puoi metterti nella vista frontale e disegnare una polilinea bidimensionale dell’inviluppo dei punti della sezione ed usarla per fare verifiche di stabilità, progettare chiodature o consolidamenti, pianificare un disgaggio o una coltivazione di cava…

UNA VARIANTE

C’è un altro modo per estrarre sezioni in Cloud Compare a partire da una nuvola di punti.
È più veloce e, se vogliamo, più rigoroso.
Si tratta di tracciare una polilinea e dire al software di estrarre lungo di essa delle sezioni di passo ed estensione fissata.
Il software genera automaticamente il profilo di tutte le sezioni, sia come nuvola di punti che come polilinea di inviluppo.
Tutto può essere poi di nuovo salvato in DXF ed aperto in CAD.
Il comando lo trovi qui: Tools – Segmentation – Extract section/Unfold.

 

Spero che questo articolo ti sia utile nel tuo lavoro.
On line trovi tantissimi tutorial ed informazioni su Cloud Compare.
Qui ho voluto farti solo un esempio di come si può utilizzare abbastanza facilmente a servizio dello studio e della progettazione.
Spero che possa essere uno spunto per farti scaricare e testare il software (non ne sono testimonial!) così puoi chiedere al tuo topografo di fornirti la nuvola di punti del rilievo che gli hai commissionato e la puoi elaborare a tuo piacimento secondo le tue esigenze e la tua sensibilità.

Se sei già un utilizzatore di Cloud Compare invece potresti condividere la tua esperienza, gli strumenti che usi di solito ed i “trucchi” per un uso tecnico.
Io lo sto scoprendo poco alla volta ed ho davvero tanto da imparare.

A presto!

Paolo Corradeghini

 

Ti segnalo alcuni video che ho pubblicato sul mio canale You Tube e che trattano proprio questo argomento, le sezioni di una nuvola di punti.
Li puoi vedere qui:

E qui invece puoi ascoltare una puntata del podcast che parla poprio del software Cloud Compare
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  3. COME ESTRARRE CURVE DI LIVELLO DA UNA NUVOLA DI PUNTI
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SOFTWARE  / TUTORIAL

Paolo Corradeghini

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17 Comments


Facchinato Francesco
8 December 2017 at 20:19
Reply

Ciao Gianluigi,
sono un tuo collega veneto che si interessa di prevenzione ambientale e che in questi giorni sta seguendo un corso sui droni.
complimenti per i tuoi articoli molto chiari sull’argomento.
Sono stato nel luglio scorso nella direzione del parco delle 5 terre e in comune di Riomaggiore dove ho preso visione del rilievo (e progetto?) delle aree in frana tra Riomaggiore e Corniglia.
Non avrei pensato di trovare in internet il rilevatore.
Avrei piacere di avere la tua Email per inviarti la proposta che ho fatto al WEF 2017 a roma nel mese scorso per farla conoscere ai progettisti di sistemazioni ambientali con i quali entri in contatto
F. facchinato



    Paolo Corradeghini
    10 December 2017 at 17:43
    Reply

    Ciao,
    trovi tutti i miei contatti nella sezione “dove mi trovi“.
    Puoi comunque scrivermi a: paolo.corradeghini at 3dmetrica.it
    Grazie!
    Paolo

Michele
3 May 2018 at 10:46
Reply

Salve Paolo, complimenti per il sito ricco di informazioni e cose interessanti. ho seguito passo passo le tue istruzioni ma quando creo il “piano” per la sezione il software mi ritorna con un messaggio di errore ” Not enough memory” se il piano per la sezione diventa invece un “box” quindi con uno spessore allora viene generata la sezione. volevo capire quindi se è un bug o il “piano” secante in realtà deve essere un box. la memoria abbonda sul pc in uso quindi non credo che effettivamente sia questo il problema. tutto questo perché devo fare la scansione di un edificio, le 4 pareti più il tetto, e fin qui niente di speciale. Mi chiedono anche di fare gli interni (è un unico ambiente) per poi unire interno ed esterno e creare delle sezioni per vedere lo spessore dei muri per esempio… grazie per la tua risposta



    Paolo Corradeghini
    4 May 2018 at 9:24
    Reply

    Ciao Michele, grazie per i tuoi complimenti!
    Quando fai una sezione con Cloud Compare dovresti lasciare un po’ di “spessore” al piano che la identifica.
    Questo è dovuto al fatto che la nuvola di punti, per quanto densa, è comunque un elemento discreto che, se secato da un piano di spessore indefinito, così come sono indefiniti i punti, non dà in uscita un elemento rappresentabile.
    Una sezione di Cloud Compare è una semplice rappresentazione di punti che stanno all’interno di un volume, indentificato dal box del piano.
    Più sottile è il piano e minore sarà il numero di punti al suo interno, ma comunque si dovrebbe sempre creare un box.
    Ciao!
    Paolo

Francesco
10 May 2018 at 10:22
Reply

Ciao Paolo, complimenti per il sito, veramente utile…volevo chiederti se puoi spiegare meglio il processo del comando “Extract section/Unfold” . Grazie



    Paolo Corradeghini
    10 May 2018 at 11:00
    Reply

    Ciao Francesco, grazie!
    Trovi un articolo sull’estrazione delle nuvole di punti secondo un profilo a questo link
    Spero possa toranrti utile.
    Ciao!
    Paolo

Antonio
19 June 2018 at 11:55
Reply

Personalmente uso Pix4DCapture (iOS) per pianificare la acquisizione delle immagini e conoscere prima il GSD e Pix4Dmapper Pro (Win10 su Apple MacPro-Late 2013) per l’elaborazione del dataset. ho voluto scriverlo solo per ampliare la lista dei software.



    Paolo Corradeghini
    22 June 2018 at 12:41
    Reply

    Ciao Antonio,
    grazie mille per la condivisione del tuo metodo e dei software che usi!
    Pix4DCapture ti permette di tenere conto anche dei dislivelli del terreno per modificare l’altezza di volo del drone in modo da mantenerla costante in tutta l’area?
    Ciao!

ALESSIA GORIERI
6 November 2018 at 16:53
Reply

scusate sono alle prime armi. come posso fare una foto reale da nuvola di pounti e sovrapporla in modello 3d.dwg



    Paolo Corradeghini
    10 November 2018 at 16:57
    Reply

    Ciao Alessia,
    purtroppo non puoi fare una foto dalla sola nuvole di punti.
    È necessario comunque avere delle immagini digitali.
    La foto a cui ti riferisci è un’ortomosaico che unisce tutte le immagini scattate e le rettifica, rendendola misurabile e georeferenziata.
    Tutti i software di fotogrammetria ti permettono di fare queste elaborazioni.
    Una volta fatta la puoi importare dentro un CAD o un GIS.
    E disegnarci sopra dei vettori.
    Spero di averti risposto.
    Ciao!
    Paolo

giovanni bertolini
11 April 2019 at 16:06
Reply

Ciao Paolo. un consiglio, io uso PhotoScan e ho esportato alcune dense clouds di lavori mieiottenuti con Phantom 4 (sono geologo e studio le frane) . Ebbene, aprendoli con Cloud compare, sembraa che tutto funzione, ma non si visualizzano nella finestra blu. Mentre se apro il tuo file di carrara, tutto fila liscio. e compare benissimo. dove sbaglio?
Ciao, grazie e complimenti.
Giovanni



    Paolo Corradeghini
    11 April 2019 at 16:23
    Reply

    Ciao Giovanni,
    credo che il problema stia nel sistema di riferimento associato ai punti della nuvola.
    Se hai esportato il file .las con coordinate geografiche (latitudine, longitudine, quota) Cloud Compare non te lo fa visualizzare perchè ragiona su coordinate piane, X,Y,Z.
    Prova ad esportare il modello in coordinate cartografiche e dovrebbe andare a posto.

    Se non riesci fammi sapere che proviamo a trovare una soluzione insieme.
    Ciao!

    Paolo

giovanni bertolini
11 April 2019 at 16:34
Reply

Ciao paolo, sono ancora io; ho risolto (evviva) era un problema di Sistama di Rif. Ho cambiato il SR da 4326 (ccordinate geografiche) a 3003 (coordinate piane) al momento di esportare la Dense Cloud da Photoscan. Ora posso cominciare a giocare con Cloud comare! Grazie comunque. Giovanni



Stefano
31 March 2020 at 21:47
Reply

Grazie infinite, è tutto estremamente chiaro. Tuttavia non sono ancora riuscito a trovare il modo di collocare una linea di sezione che vada da un punto preciso ad un altro punto preciso, magari inputando valori, invece di cercare un punto più o meno con il mouse. E’ possibile?



    Paolo Corradeghini
    1 April 2020 at 21:36
    Reply

    Ciao Stefano,
    non è una procedura che si risolve in maniera “immediata” perchè Cloud Compare non ti permette di andare su una coordinata nota.
    Potresti usare un escamotage.
    Crei un file txt dove metti X, Y e Z, disposte su due righe, dei due punti che vuoi che diventino i vertici della polilinea.
    Importi il file txt come nuova nuvola e puoi disegnare la linea usando gli unici due elementi nella nuvola: i punti che hai disegnato.
    Capisco che non è veloce, specialmente se devi tracciarne tanto.

    Mi viene anche da dirti di tracciare direttamente in un CAD una polilinea ed importare il DXF in Cloud Compare.
    Avrai già la polilinea nell’area 3D.

    Spero di averti risposto.
    A presto!

    Paolo

stefano
5 April 2020 at 12:12
Reply

Grazie infinite. le polilinee importate dal dxf scompaiono durante la procedura di tracciamento (Tools – Segmentation – Extract Section) per cui non posso usarle direttamente per la creazione delle sezioni così come avrei voluto. Però sono delle utilissime tracce per l’estrazione delle “fette” di nuvole di punt sulle quali poi far tracciare le polilinee. Grazie ancora



    Paolo Corradeghini
    26 April 2020 at 10:57
    Reply

    Ciao Stefano,
    grazie a te per il feedback!
    Paolo

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    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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