Rilevazioni aeree con droni professionali

La necessità di acquisire informazioni dal territorio nel minor tempo possibile, a costi contenuti, ha finalmente trovato un valido alleato nei Droni radiocomandati a pilotaggio remoto (APR). Questi nuovi sistemi sono la naturale evoluzione dell’aerofotogrammetria,con una risposta qualitativa superiore alla topografia classica.

Maggioli e Italdron hanno stipulato un accordo di partnership esclusiva per offrire agli enti pubblici di tutta Italia servizi di noleggio Droni equipaggiati con ottiche sensori adatti alle specifiche esigenze degli Enti e con operatori qualificati (muniti di polizze professionali).
Italdron è abilitata da E.N.A.C. per operazioni specializzate non critiche ed è Socio Fondatore e membro del consiglio direttivo di Assorpas.

L’aerofotogrammetria da drone è una tecnica innovativa di rilievo da remoto che permette la restituzione tridimensionale del territorio attraverso l’acquisizione di fotogrammi da droni e la successiva sovrapposizione.

Utilizziamo droni per la realizzazione di

Fotografie e video riprese aeree a bassa quota

Indagini di aero fotogrammetria digitale

Rilievi termografici e con camera NIR multispettrale

Maggioli e Italdron curano direttamente tutte le fasi del processo d’indagine: dall’acquisizione all’eborazione delle immagini, fino alla realizzazione del prodotto finale.
Le soluzioni proposte sono efficaci strumenti di supporto alle funzioni di gestione e di vigilanza del territorio, nonché di ausilio nella difesa dell’ambiente (aree urbane, industriali, rurali, agricole, coste, bacini idrici, ecc.). Questi servizi consentono di ottenere un netto miglioramento della capacità di prevenzione e la riduzione dell’impatto di eventi calamitosi e di prevenzione e contrasto ai reati contro il patrimonio ambientale.
Per ottenere questi risultati è necessaria l’integrazione di dati provenienti da diverse fonti ed acquisiti con sensori digitali avio trasportati (camere fotogrammetriche, sensori iper spettrali e termici).

Fotogrammetria aerea ed elaborazione immagini

La Fotogrammetria aerea classica è una tecnica di rilievo che consente di ottenere informazioni metriche (forma e posizione), di oggetti tridimensionali (terreno, manufatti, ccc…), mediante interpretazione e misura di immagini fotografiche ottenute con macchina da presa montata su un velivolo (generalmente un aereo), che riprende il territorio sottostante.
Da oggi è possibile rilevare e catalogare ampie zone di territorio con un grado di precisione e di dettaglio simili a quelli della topografia tradizionale eseguita con la strumentazione a terra, ma in tempi molto più rapidi ed acquisendo una quantità significativamente superiore di informazioni territoriali.
Questo è possibile attraverso le riprese fotografiche eseguibili a bassa e bassissima quota (qualche decina di metri da terra) mediante l’uso di Droni radiocomantati a pilotaggio remoto, sistemi pratici e affidabili che aprono prospettive impensabili fino a pochi anni fa.

Esempi di utilizzo

  • Cartografia tecnica, tematica, catastale ed ortofotografica
  • Data base topo cartografici territoriali e ambientali
  • Riprese in luoghi non accessibili a seguito di calamità naturali (esondazioni, terremoti, frane, ecc…)
  • Riprese finalizzate alle attività di sicurezza urbana
  • Individuazione di discariche abusive, piantagioni, illegali
  • Controllo abusi edilizi
  • Filmati ai fini promozionali turistici

Generazione di ortomosaico georeferenziato
(a seguito di fotogrammetria aerea)

Creazione di GeoTIFF compatibili con la maggior parte dei GIS, esportazione di file. KML per la collocazione su Google Earth‚ o Maps‚.

Le immagini in formato GeoTIFF sono normali immagini TIFF che però contengono al proprio interno tutte le informazioni utili per la corretta georeferenziazione (immagini georeferenziate raster).
Esse possono essere visualizzate direttamente utilizzando qualsiasi tool che supporti TIFF, ma possono anche essere utilmente usate da qualsiasi applicazione GIS.
Il marker a terra messo in evidenza con le fotografie aeree e correlato con il sistema di coordinate GPS, consente di georeferenziare l’ortofoto in un qualunque sistema di coordinate; poiché l’ortofoto georeferenziato risulta parametrizzato “metricamente”, è possibile utilizzarlo in scala sovrapponendola ad esempio agli elaborati di progetto o ad una carta o mappa tematica (catastale, di franosità, di uso del suolo, geologica, ecc…).
Il formato .kml è un formato file per la creazione di modelli e la memorizzazione di caratteristiche geografiche quali punti, linee, immagini, poligoni e modelli 3D da visualizzare in Google EarthŽ e su Google MapsŽ, e altre applicazioni. Questo formato può essere utilizzato per la condivisione di luoghi e informazioni con altri utenti di queste applicazioni.

Nuvola di punti

Editing del modello per ottenere accuratezza del modello esportato

Una Nuvola di Punti (point cloud) è un insieme di punti caratterizzati dalla loro posizione in un sistema di coordinate e da eventuali valori di intensità (colore, profondità, ecc.) ad essi associati; esse servono solitamente come rappresentazione di strutture tridimensionali quali oggetti o superfici in rilievo (come ad esempio la superficie terrestre).
La metodologia utilizzata dai vari software dedicati consente di generare delle scansioni tridimensionali delle superfici fotografate da cui vengono create nuvole di punti che contengono tutte le informazioni metriche (X,Y,Z) e colorimetriche (RGB).

Il formato *.LAS è un formato binario che memorizza i metadati e tutte le informazioni contenute in una nuvola di punti 3D in una forma relativamente compatta.
Questo formato si è affermato come la prima vera soluzione per l’archiviazione efficiente e compatta nelle nuvole di punti ed utile a garantire l’interoperabilità dei dati stessi.

Il formato di esportazione *.LAS permette infatti di assegnare ad ogni punto della nuvola una classe, come ad esempio il suolo, la vegetazione bassa, la vegetazione alta o gli edifici, questo consente di archiviare tutta la nuvola di punti conservando l’integrità dell’informazione geospaziale acquisita e di creare prodotti derivati a più alto valore aggiunto dal dataset stesso, senza alterare la consistenza della nuvola di punti.

Un’applicazione ad esempio sono i software in grado di gestire i file .LAS in grado di sopprimere i punti della nuvola classificati come vegetazione o edifici e concentrarsi esclusivamente sui punti al suolo per produrre un modello nudo di elevazione terrestre – DEM (modelli digitali del terreno) o DTM (Digital Terrain Model).

Il file può essere esportato in standard *.LAS, condivisibile con i più diffusi programmi CAD, con possibilità di export in altri formati.

DIGITAL ELEVATION MODEL

Servizio accessorio alla Nuvola di punti

Creazione ed esportazione di file georeferenziati in DSM (Digital Surface Model) e DTM (Digital Terrain Model).
L’utilizzo di immagini telerilevate assieme ai Modelli Digitali del Terreno (DEM) è un ottimo mezzo per indagini territoriali: la possibile integrazione dei Modelli 3D del territorio con le banche dati geografiche GIS e con programmi di Geostatistica costituisce una via privilegiata per affrontare tutte le problematiche di pianificazione ambientale e di valutazione di rischio idrogeologico, sismico, ecc…

Un DEM è la rappresentazione della distribuzione delle quote di una certa superficie in formato digitale, con specificazione della superficie rappresentata: ad esempio DEM della superficie della vegetazione, DEM della superficie delle acque, DEM della superficie del suolo terrestre, ecc…
Nella gran parte delle applicazioni pratiche la superficie che interessa modellare è la superficie del suolo terrestre ed in questo caso si parla più precisamente di DTM. Un DTM quindi è un tipo particolare di DEM.
Abbiamo poi il DSM quando la superficie da modellare digitalmente comprende oltre al terreno anche i manufatti e/o la vegetazione e pertanto descrive il territorio nella sua complessità e completezza con tutti gli elementi presenti.
Ad esempio è possibile creare un DSM in cui è descritta la sola vegetazione ed il DSM è corredato dalla classificazione della vegetazione in base all’altezza.

Esempi di utilizzo:

  • Analisi e monitoraggio del rischio idrogeologico e alluvionale (alvei fluviali, bacini montani, aree golenali, frane)
  • Pianificazione e progettazione urbanistica e infrastrutturale (opere civili e infrastrutturali, computo delle volumetrie)

MISURAZIONE DI VOLUMI, DISTANZE E SUPERFICI

Servizio accessorio alla Nuvola di punti

La gestione delle Nuvole di Punti con mesh texturizzate ad un alto grado di definizione su cui registrare innumerevoli livelli di informazione, consente inoltre di poter effettuare direttamente anche calcoli di superfici e volumi nonché misurazioni di distanze.

Tale potenzialità consente di spingere l’analisi dal molto grande, quale la valutazione di movimenti di terreno sia antropici sia naturali (cave, frane, ripascimenti marittimi, modifica degli alvei fluviali e degli argini, etc.), fino ad arrivare al notevolmente piccolo nel campo dello studio e del monitoraggio in campo archeologico e sismico, permettendo l’analisi delle tecniche murarie, dei sistemi costruttivi ed elementi decorativi, strati di rivestimento,
fino alla mappatura di lesioni strutturali, spostamento di conci in pietra, ecc…
La gestione e post-produzione dei dati avviene in un ambiente software che consente inoltre di generare ortomosaici delle superfici e quindi lavorare in ambiente bidimensionale.

Elaborazione di immagini multispettrali

RGB / NIR / termiche-multispettrali, esportazione di report panoramico

Le ortofoto digitali tipo RGB (immagini a colori nel campo del visibile), Infrarosso/Termiche, NIR (nei campi di spettro prossimi all’infrarosso), nonché multispettrali, rappresentano uno strumento “integrato” di indagine del territorio, poiché possono fornire dati indispensabili in numerosi campi di studio (pianificazione territoriale, rischio idrogeologico, rischio sismico, studi e valutazioni di impatto ambientale, abusivismo, agricoltura di precisione, ecc…) ed essere d’ausilio per i processi decisionali, anche quando i tempi di valutazione e deliberazione devono necessariamente essere rapidi.

I campi di applicazione sono molteplici, dal censimento delle discariche abusive alla ricerca di agenti inquinanti ambientali (il flusso di un liquido, anche all’interno di un altro liquido a differente temperatura può essere identificato tramite immagini termiche, permettendo così di individuare scarichi illegali), ed ancora nella ricerca di perdite da impianti fognari, o dei processi di dispersione di inquinanti.

È inoltre possibile effettuare la ricerca di perdite termiche negli impianti di teleriscaldamento e simili, il censimento delle aree soggette ad incendi, l’individuazione di incendi sub-superficiali che possono avvenire in corrispondenza di aree adibite a discarica con conseguente accrescimento del rischio per l’ambiente circostante, o d’ausilio nella ricerca dei punti di emissione di biogas.
In maniera analoga possono essere identificati anche processi di combustione spontanea per depositi di carbone, torba o legname.

Le immagini acquisite possono poi essere anche unite in immagini panoramiche complessive anche territoriali senza perdita del dato radiometrico.

Altri esempi di utilizzo

  • Rilevazione di non funzionamento di pannelli fotovoltaici
  • Stato di irrigazione dei terreni
  • Stato dei suoli, delle acque e della vegetazione
  • Rilevazione discariche

Modello 3D

Ricostruzione 3D di vari scenari, archeologico, manufatti, fabbricati, interni, con esportazione di tutti i tipi di file anche per la stampa in 3D

La generazione di un Modello 3D è un processo finalizzato a rappresentare matematicamente un oggetto o una scena in 3 dimensioni, utilizzando uno o più software dedicati partendo da misure reali o altre informazioni.

Il processo rappresenta la generazione di dati strutturati (Mesh poligonale detto anche a fil di ferro), partendo da dati non strutturati (Nuvola di Punti). Impostati i parametri di triangolazione, si crea una mesh complessiva dell’oggetto che, successivamente, può essere corretta per eliminare eventuali errori e modellare le parti mancanti.

Il processo di creazione del Modello 3D avviene pertanto attraverso le seguenti fasi: acquisizione di immagini sia aeree sia da terra, elaborazione della Nuvola di Punti, creazione della Mesh di poligoni, eventuale post correzione, esportazione file per la prototipazione e la stampa 3D.

Esempi di utilizzo

Dalla documentazione e analisi di contesti archeologici alla loro conservazione digitale e tutela. Dalla divulgazione (filmati / realtà virtuale) ad applicazione GIS; dalla stampa 3D alla creazione di prototipi.
Il Modello 3D a mesh può essere esportato in ambiente CAD e utilizzato anche per ottenere le classiche rappresentazioni di piante, prospetti e sezioni che, assieme alle ortofoto, costituiscono ancora il materiale più accessibile alla maggior parte degli utenti.

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