• BLOG
  • INFO
  • PARTNER
  • EBOOK
    • PENSIERI TOPOGRAFICI 2020
    • PENSIERI TOPOGRAFICI 2018-2019
  • SUPPORTAMI

COME TRATTARE L’ERBA ALTA IN UNA NUVOLA DI PUNTI

12 Ottobre 2018
immagine in cui è rappresentato un campo erboso ed un albero

In questo articolo ti spiego come puoi trattare la presenza di erba e vegetazione (bassa) all’interno di una nuvola di punti con il software open source Cloud Compare.

LA FOTOGRAMMETRIA È UNA TECNICA PASSIVA

Se ti capita di dover elaborare una nuvola di punti di un rilievo aerofotogrammetrico, potresti trovarti di fronte ad un campo di erba alta o ad una piantagione di mais.
Se vuoi restituire la quota del terreno questo scenario potrebbe non essere banale da trattare.

La fotogrammetria è una tecnica di rilievo passiva e prende le informazioni, degli elementi da ricostruire, dalle fotografie.
Per questo motivo, se qualcosa è nascosto al sensore fotografico non viene rappresentato.

Se fai un volo fotogrammetrico sopra un campo d’erba, alta 50 cm, e poi elabori i dati in un software di fotogrammetria (ad algoritmi structure from motion), difficilmente riuscirai a sapere la quota del terreno che ci sta sotto.
Probabilmente otterrai una nuvola di punti che rappresenta piuttosto bene la parte superiore del manto erboso, non il terreno.
Ma è proprio il terreno quello che devi restituire quando fai un rilievo topografico.

Immagine che rappresenta un prato erboso ed un bosco in lontananza

HAI DUE POSSIBILITÀ

Se sei in un caso come quello che ti ho appena descritto hai due possibilità operative.
Una rigorosa.
E un’altra che lo è decisamente meno.

Questo articolo riguarda la tecnica meno rigorosa.
Quindi prima ti parlo, brevemente, di quella rigorosa, così ci sono più possibilità che tu la legga senza abbandonare l’articolo dopo aver imparato l’altro metodo.
😛

INTEGRARE IL RILIEVO TOPOGRAFICO

Il metodo corretto che si dovrebbe sempre seguire nel caso in cui ci siano zone coperte da vegetazione, in un’area su cui si fa un rilievo aerofotogrammetrico, è quello di integrare le misure topografiche, lì dentro, utilizzando strumenti di misura a terra.

Se hai un boschetto all’interno di un campo arato, o in un’area urbana, è una buona cosa battere un po’ di punti sotto gli alberi usando una stazione totale (perchè difficilmente un ricevitore GNSS funzionerà bene sotto le chiome).

Se invece hai un campo di mais alto due metri puoi battere un po’ di punti del terreno al suo interno con un ricevitore satellitare, magari alzando un più del solito la palina per fare uscire bene l’antenna dal mais.

E puoi fare lo stesso in un prato erboso o sul fondo di un torrente dove scorre l’acqua (sì, perchè anche l’acqua nasconde alle foto il terreno del fondo).

Batti tanti punti quanti te ne servono per descrivere e definire l’andamento del terreno.
Rileva i piccoli canali irrigui in un’area agricola, fossi e dune, irregolarità ed elementi notevoli.

Purtroppo non riuscirai ad uguagliare la densità di informazioni che ti fornisce un rilievo fotogrammetrico.
E probabilmente neppure ti ci avvicinerai.
Sarebbe folle battere un punto ogni 5 cm!
Ma almeno avrai dati coerenti per integrare il rilievo generale e restituire un risultato validabile e veritiero.

Quello che si fa operativamente nella fase di elaborazione e trattamento dei dati è “bucare” la nuvola di punti fotogrammetrica in corrispondenza della vegetazione.
I buchi li riempi poi con le misure, più discrete, rilevate a terra.

Ecco, questo è il metodo rigoroso.
Magari può essere uno spunto per un altro articolo approfondito su un caso reale.

Ed ora ti parlo di quello meno rigoroso!

ABBASSA LE QUOTE DEI PUNTI CHE CORRISPONDONO ALL’ERBA

Lo so che detta così può sembrare una soluzione un po’ estrema.
E non nego che lo sia.

Ma potresti non aver fatto tu il rilievo pur dovendoci mettere necessarimanete mano per il tuo lavoro e le tue esigenze.
Oppure sei in un caso in cui l’erba è tutta alla stessa altezza (con buona e ragionevole approssimazione).
O ancora, potresti aver bisogno di indicazioni di massima sulle quote del suolo per costruire un modello digitale del terreno, DTM, grossolano, utile, ad esempio, per analisi preliminari di deflussi idrici superficiali.

Insomma, ho provato a darti delle giustificazioni valide per applicare questo metodo.
Se ne hai altre scrivile nei commenti!

Se conosci in più punti l’altezza del manto erboso e non sei in un caso di terreno eccessivamente complesso, puoi sottrarre alla quota della nuvola di punti, che rappresenta la parte superiore dell’erba, l’altezza media del manto.
In questo modo ti avvicini un po’ alla quota del terreno.

Ora ti dico come puoi fare, velocemente, usando il software open source Cloud Compare.

CLOUD COMPARE

Cloud Compare è un software open source per elaborare nuvole di punti.
Ne ho scritto ormai un po’ di articoli, non perchè sia uno sponsor di 3DMetrica ma perchè penso che sia un ottimo software, funzionale e piuttosto “potente”, che permette a chiunque di poter mettere mano alle nuvole di punti tridimensionali, senza ricorrere ad un software commerciale.

Senza annoiarti sui pregi di Cloud Compare, ti rimando a quello che ho già scritto e che trovi tra le pagine di questo blog:

Avevo  scritto due articoli su come usare Cloud Compare per fare delle sezioni da nuvole di punti.
Li trovi a questi link: una sezione da una nuvola di punti, sezioni con Cloud Compare.

Se vuoi sapere come generare un Modello Digitale di Elevazione e le curve di livello, l’ho scritto qui.

Qui invece ho scritto come pulire una nuvola di punti da vegetazione ed elementi antropici sul terreno.
Occhio però perchè questo metodo non funziona in casi di “tappeti” erbosi, boschi fitti o arbusti molto addensati.
È più indicato per vegetazione isolata e non funzionerebbe bene per gli scopi di questo articolo.

Infine qui ho scritto di come puoi alleggerire una nuvola densa di punti rendendola più gestibile anche usando un computer con hardware non eccessivamente performante.

LA FUNZIONE “APPLY TRANSFORMATION“

Il comando da usare per abbassare la quota ai punti di una nuvola è Apply Transformation e lo trovi nel menù Edit, oppure usando la combinazione di tasti CTRL+T.

IMPORTA LA NUVOLA DI PUNTI

Inizia con l’importare la nuvola di punti che vuoi trattare.

Immagine che raffigura una nuvola di punti densa in area agricola all'interno del software Cloud Compare

L’esempio di queste immagini non è molto azzeccato perchè l’erba che vedi è stata da pochissimo tagliata.
Ha la stessa quota dei campi arati lì intorno e non ha necessità reale di essere trattata ed abbassata.

Purtroppo non ho un dataset indicato per gli scopi di questo articolo.
Ti prego di prendere i contenuti che leggi come indicazioni per trattare il tuo caso specifico senza focalizzarti troppo sull’esempio che ti porto.
Guarda solo il metodo ed i passaggi.
E grazie mille per la comprensione!

SEPARA LA ZONA DA TRATTARE DAL RESTO DELLA NUVOLA

Se devi trattare solo una parte della nuvola di punti è necessario che tu faccia un importante passaggio preliminare: separare la nuvola da trattare da quella che rimarrà invariata.

Lo puoi fare usando il comando Segment, che trovi anch’esso nel menù Edit.

Quando lanci il comando hai la possibilità di perimetrare una porzione di nuvola che, nel passo successivo, verrrà separata dal resto.
È piuttosto semplice, ma comunque ne avevo parlato con maggiore approfondimento nell’articolo sulla pulizia delle nuvole.

Immagine che mostra il processo di segmentazione di una nuvola di punti in Cloud Compare Immagine che mostra la separazione di una nuvola di punti in Cloud Compare

Il risultato dell’operazione di segmentazione è la creazione di due nuvole di punti separate.
Una contiene i punti all’interno del contorno di segmentazione e l’altra la parte esterna, che rimane fuori.

Immagine che mostra il risultato della segmentazione di una nuvol di punti in Cloud Compare ossia due nuvole distinte

APPLY TRANSFORMATION

Ora puoi lanciare il comando Apply Transformation.
CTRL+T
Oppure Edit – Apply Transformation

Quello che vedrai è una finestra come quella nell’immagine qui sotto.

Immagine che mostra il comando Apply Transformation in Cloud Compare

Questo strumento ti permette di trasformare una nuvola di punti (in realtà anche altri elementi: polilinee e mesh) che hai selezionato.
E le trasformazioni possono essere, fondamentalmente, di due tipi: traslazione o rotazione.

Hai più scelte.

Puoi lavorare su una matrice di trasformazione.
Puoi scegliere di fare una rotazione, una traslazione o una combinazione delle due.
Puoi scegliere di lavorare sugli angoli Euleriani applicando anche un vettore di traslazione.

Puoi anche decidere di applicare la trasformazione inversa, mettendo una spunta in un apposito checkbox.

Attenzione perchè Apply Trasformation non ti crea una copia della nuvola di punti ma trasla l’entità che hai scelto di trattare!

Non entro nel dettaglio di tutti i parametri che puoi scegliere e vado dritto al punto per risolvere il problema di questo articolo.
Devi scegliere una traslazione lungo l’asse z.

Ovviamente i presupposti sono che la nuvola di punti sia correttamente orientata e georeferenziata, dove l’asse z è quello corrispondente alla verticale.

Immagine che mostra il comando di traslazione lungo l'asse z in Cloud Compare

Scegli la finestra Axis, Angle.
Cerca la sezione relativa alle traslazioni e indica nel box della z il valore con segno negativo (perchè vuoi abbassare le quote dei punti) il cui valore assoluto corrisponde all’altezza del manto erboso che vuoi trattare.
Fai click su Ok e vedrai che la nuvola si traslerà del valore che gli hai imposto.

Puoi controllare quello che è successo alla nuvola anche nella finestra delle informazioni, nella parte sinistra dell’area di lavoro, in basso, dove trovi un box che sia chiama “Transformation History“.
Qui dentro hai traccia delle modifiche che hai fatto sulla nuvola di punti.

Immagine che mostra la visualizza la storia delle trasformazioni applicate in Cloud Compare

Immagine che mostra la matrice di trasformazione in Cloud Compare

Se poi vai ad esplorare la matrice di trasformazione vedrai la traslazione che hai appena applicato, così come ogni altra trasformazione che hai fatto sulla nuvola.
Insomma tiene traccia di tutto.

MIND THE GAP – OCCHIO ALLO SCALINO!

Ora che hai traslato la nuvola di punti devi stare attento allo scalino che ti si crea tra quello che hai traslato e quello che è rimasto in posto.

Se la traslazione è stata fatta bene, ossia se hai abbassato il manto erboso dell’altezza giusta, non dovresti avere degli scalini troppo evidenti.
Piuttosto, potresti avere qualche lieve “scollamento“.

Se invece qualcosa non è filato per il verso giusto, non hai fatto una selezione precisa della nuvola da trattare, hai inserito un valore sbagliato del vettore di traslazione o se il manto erboso non era proprio omogeneo, in termini di quota, potresti avere degli scalini vuoti, come quello dell’immagine che ti metto qui sotto.

Immagine che mostra i risultati della traslazione di una nuvola di punti

Se ti trovi in un caso come questo, non mi sento proprio di dirti di andare avanti.
Se hai applicato questo metodo con lo scopo di portare a livello del terreno la superficie del manto erboso, è evidente che questo risultato non può essere soddisfacente.

Se invece hai dei buchi piccoli e localizzati, che dipendono dalla specificità del caso che stai trattando, potresti optare per frammentare l’area da elaborare in tante sotto-nuvole e gestirle separatamente con traslazioni dedicate.
Potrebbe funzionare.

IN CONCLUSIONE

Ti lascio con due riflessioni/considerazioni in chiusura.

QUESTA TECNICA NON FUNZIONA CON I BOSCHI

Se ti stai chiedendo se puoi applicare questa tecnica anche per trattare le aree boscate, con alberi fitti, mi dispiace ma non puoi.

Gli alberi hanno una forma generalmente disomogenea, anche se appartengono alla solita specie.
Difficilmente un bosco avrà alberi tutti con la stessa chioma, alla stessa quota.
E questo non ti permette di poter trovare un’altezza media, valida per tutti gli alberi dell’area da applicare nel processo di trasformazione

Affinchè funzioni hai bisogno di superfici che siano le più omogenee possibili.
Le migliori sono i prati erbosi (non incolti, ma vagamente gestiti) o le aree agricole coltivate con colture che crescono in modo omogeneo su tutta la superficie.

E poi è importante che tu prenda un po’ di misure, distribuite, dell’altezza della vegetazione.
In questo modo puoi trattare la nuvola di punti in maniera coerente con le condizioni che effettivamente riscontri sul campo.

disegno di alberi di lato disegno di erba e prato erboso

NON ESAGERARE

E finisco con una raccomandazione, spassionata e personale: “non esagerare!”

Questo metodo ti può venire in aiuto in qualche situazione particolare ed è pensato per trattare piccole parti coperte da vegetazione all’interno di aree più grandi rilevate con l’aerofotogrammetria.
Non lo applicare su prati vasti o grandi coltivazioni di mais.
È già poco rigoroso di suo, non renderlo una forzatura esagerata!
🙂

In questi casi è meglio lasciar perdere la fotogrammetria e passare direttamente al rilievo terrestre tradizionale.

 

Spero di averti dato informazioni utili, in caso dovessi trovarti a trattare le nuvole di punti con l’erba.
Non in quel senso!!!
🙂

Lo spunto per scrivere questo articolo mi è arrivato da uno scambio di messaggi online con l’Arch. Riccardo Deregibus dello StudioR3D, che non posso far altro che ringraziare!

 

Se hai dubbi, domande, approfondimenti o osservazioni speficihe contattami!

Il metodo che preferisco è tramite messaggio o nota vocale di diretta su Telegram, a telegram.me/paolocorradeghini, ma va benissimo qualunque modo tu sceglierai per metterti in contatto con me: email o canali Social Network.
Il mio indirizzo email lo trovi nella sezione contatti di questo blog.
Tutti i miei collegamenti Social Network sono invece in fondo alla pagina chi sono.

Se ti va di seguirmi quotidianamente negli aggiornamenti che condivido online lo puoi fare sul canale Telegram di 3DMetrica che trovi a telegram.me/tredimetrica o direttamente a questo link.

Ed infine puoi ascoltare le puntate del nuovo Podcast di 3DMetrica andando nella pagina PODCAST di questo blog.
O su Spreaker (che è il servizio che uso per pubblicare le puntate online).

 

Grazie ancora per avermi dedicato un po’ del tuo tempo.

A presto!

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

Related posts:

  1. PULIRE UNA NUVOLA DI PUNTI IN CLOUD COMPARE
  2. SEZIONI CON CLOUD COMPARE
  3. COME ESTRARRE CURVE DI LIVELLO DA UNA NUVOLA DI PUNTI
  4. COME SEMPLIFICARE E ALLEGGERIRE UNA NUVOLA DI PUNTI
3Dapply transformationcloud comparecloudpointselaborazioneFotogrammetrialaser scannernuvola di puntisoftwaretutorial
Share

SOFTWARE  / TUTORIAL

Paolo Corradeghini

You might also like

Aerofotogrammetria – Ortofoto sull’acqua
10 Maggio 2022
Lidar e software di elaborazione dei dati
20 Aprile 2022
Laser scanner, acqua e gallerie
8 Febbraio 2022

Lasciami un commento!

  • Commenta nel riquadro qui sotto
  • Commenta con Facebook

Leave A Reply


  • CHI SONO

    Paolo Corradeghini immagine profilo
    Paolo Corradeghini, ligure, classe 1979, ingegnere per formazione, topografo di professione, sportivo per necessità e fotografo per passione. Fai click sulla mia faccia e scopri qualche informazione in più.
  • SE VUOI PUOI SUPPORTARMI

    Diventa finanziatore di 3DMetrica

    Se quello che pubblico e che condivido è interessante ed è qualcosa di valore per te, per il tuo lavoro e per la tua attività, puoi scegliere di supportare il progetto di 3DMetrica diventandone finanziatore.
    Clicca sull'immagine qui sopra per avere più informazioni.
  • C’È IL CANALE TELEGRAM!

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

  • EBOOK – Pensieri topografici del 2020

    Ebook-pensieri-topografici-2020
  • EBOOK – Pensieri topografici 2018-2019

    Ebook-pensieri-topografici-2020
  • PUOI SEGUIRMI SU INSTAGRAM…

    tredimetrica

    [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.
    Un ponte può creare problemi ad un rilievo con Li Un ponte può creare problemi ad un rilievo con Lidar lungo un alveo

Manca il pezzo d'alveo sotto al ponte.
Non è sempre vero.
Ma può capitare.

Non c'è l'intradosso ed i dettagli non sono ricchissimi.

La classificazione del terreno può venire ingannata.
Non è facile per un software di classificazione automatica  distinguere il ponte dal terreno.
Se ci pensi ha la stessa quota del piano stradale.

Questi problemi si possono risolvere.

Una scansione con laser terrestre mette (forse) a posto i primi due punti 

Se c'è acqua o non riesci ad andare sotto all'impalcato puoi interpolare il terreno con le informazioni a monte ed a valle.
Se però c'è una soglia o un salto dovrai battere dei punti con una stazione totale.

Per la classificazione automatica l'intervento manuale è la soluzione migliore per garantire un risultato confidente.

Il Lidar da drone è molto efficace per acquisire dati in questi ambiti (occhio alla vegetazione!) ma l'integrazione strumentale è sempre la soluzione più efficiente.

#rilievo #rilievo3d #lidar #drone #lidardadrone #3d #realitycapture #alveo #idraulica #dtm #nuvoledipunti
    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.
    Carica di più... Seguire Instagram
  • VUOI ISCRIVERTI ALLA NEWSLETTER?

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

    CARTOGRAFIA DRONI EBOOK FOTOGRAMMETRIA LASER SCANNER LAVORI LIDAR PODCAST RILIEVI Senza categoria SOFTWARE STRUMENTI TOPOGRAFIA TUTORIAL
  • PAROLE CHIAVE

    3D 3dmetrica 5 terre aerofotogrammetria agisoft photoscan altimetria angoli apr cartografia cloud compare cloudpoints coordinate dem dissesto idrogeologico drone droni elaborazione fotografia Fotogrammetria GIS GNSS GPS GSD immagini laser scanner lidar misura misure nuvola di punti nuvole di punti ortofoto photoscan quota rilievo rilievo aerofotogrammetrico rilievo con drone sapr sistemi di riferimento software stazione totale structure from motion strumenti topografia tutorial uav



© Copyright Ing. Paolo Corradeghini 2021 - PIVA 01260880115