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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!

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Paolo Corradeghini

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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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