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SEMINARIO 2b
Dalla TOPOGRAFIA alla GEOMATICA
SCANSIONE LASER E RILIEVI PER IMMAGINI
Paolo Aminti - Valentina Bonora - Andrea Lingua – Fulvio Rinaudo - CS SIFET
SOCIETA’ ITALIANA DI FOTOGRAMMETRIA E TOPOGRAFIA - PROGETTO FORMATIVO SIFET – PROG
1
ARGOMENTI
3. LA FOTOGRAMMETRIA DIGITALE
ANCHE CON L’USO DI DRONI
2
FOTOGRAMMETRIA - PRINCIPI
L’analogia con il
teodolite
O
Misurare le coordinate del punto
immagine sul fotogramma
equivale a misurare l’angolo
azimutale e l’angolo d’inclinazione
con un teodolite

xI
I
I


c
C
 = arctan (I cos /c)
 = arctan xI/c
3
FOTOGRAMMETRIA - PRINCIPI
L’intersezione
spaziale
O
Utilizzando due prospettive
centrali di uno stesso punto
oggetto, è possibile
ricostruire la posizione
spaziale del punto stesso.
x1 I1
1
I2
c
x2
2
c
FOTO 1
C1
C2
FOTO 2
4
FOTOGRAMMETRIA - PRESA
Camere metriche
Camere semimetriche
Camere professionali
Camere amatoriali
Sony Nex
6
Panasonic Lumix
GF3
I phone 5
5
FOTOGRAMMETRIA - PRESA
l
B
La ripresa
AERO--fotogrammetrica
AERO
c
H
B
Am
A
L
6
FOTOGRAMMETRIA - DRONI
CATEGORY
RANGE
(Km)
FLIGHT
HEIGHT
(m)
BATTERY
LIFE (h)
MTOW
(kg)
Nano
H
<1
< 100
<1
< 0.025
Micro
m
(micro)
< 10
250
1
<5
Mini
Mini
< 10
150 - 300
<2
150
Close Range
CR
10 a 30
3000
2a4
150
Short Range
SR
30 a 70
3000
3a6
200
7
FOTOGRAMMETRIA - ATTREZZATURE
Hexacopter by Mikrocopter
8
FOTOGRAMMETRIA - PRECISIONI
Punti presegnalizzati (GCP)
Per punti presegnalizzati si possono assumere queste precisioni medie (maggiori
precisioni si possono raggiungere correggendo correttamente tutti i sistematismi):
planimetria: ± 6-15 mm sul fotogramma
altimetria:
± 0.06 ‰ della distanza di presa (camere metriche)
± 0,5
0,5--1 ‰ per camere professionali e amatoriali calibrate
9
FOTOGRAMMETRIA - METODO
Image--Matching Workflow
Image
Acquisizione immagini
Estrazione punti omologhi
SIFT
Orientamento fotogrammetrico
Estrazione DSM
Generazione Ortofoto
10
FOTOGRAMMETRIA - ESEMPI
11
12
•Estrazione automatica di
Tie Points
•Orientamento immagini
acquisite
•Modellazione 3d
•Texturizzazione con
ortofoto
13
14
15
Z
X
Y
16
LIDAR - INTEGRAZIONE
• Acquisizione, in un secondo tempo o meglio contemporaneamente, della
radiometria per una miglior documentazione, in grado di soddisfare le
richieste dei diversi utenti.
• Impiego di sistemi integrati (aerei o terrestri), costituiti da:
– laser scanner
– camera metrica digitale:
3 parametri di orientamento interno x0, y0, c noti
+ curva di distorsione nota
• rigidamente fissata al laser:
6 parametri di mounting noti
 le immagini sono già orientate nel riferimento del laser:
i 6 parametri X0,Y0,Z0,,, di orientamento esterno sono “noti”
 Applicando le equazioni di collinearità, si ricavano i valori RGB dei punti
immagine x,y corrispondenti ad ogni punto laser misurato X,Y,Z:
17
 Nuvole di punti laser colorate automaticamente con i valori rgb
18
19
È stato dimostrato come a partire da una nuvola di punti acquisiti senza alcuna
logica sia possibile ricavare informazioni geometriche utili a dare origine a un
vero rilievo.
Ma risulta altrettanto chiaro che la conoscenza della sola forma, per quanto
complessa, non risulta sufficiente per garantire il giusto grado di comprensione
dell’operazione di rilievo.
È prassi abituale, accompagnare qualsiasi rilievo con una serie di immagini
fotografiche che dimostrino la effettiva consistenza dell’oggetto del rilievo.
Chi si diletta anche di fotogrammetria a volte prova a proporre prodotti misti
dove accanto alle geometrie alcune rappresentazioni fotografiche (solitamente
raddrizzamenti o ortoproiezioni) vengono inseirte in modo corretto per dare
maggior completezza e risalto ai risultati del rilievo.
20
21
22
Collegati geometricamente
l’immagine e la nuvola di
punti......
....si associa ad ogni pixel una
distanza interpolandola dal
modello geometrico prodotto dal
laser scanner
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LIDAR - ESEMPI
24
LIDAR - ESEMPI
25
LIDAR - ESEMPI
26
LIDAR - ESEMPI
27
LIDAR - ESEMPI
28
LIDAR – IMMAGINE SOLIDA
29
LIDAR - ORTOFOTO
è un’ortofoto in cui
vengono corrette anche le
deformazioni prospettiche
residue, dovute alle
discontinuità della
superficie da
rappresentare (edifici,
viadotti e altri manufatti)
Ortofoto
tradizionale
Ortofoto di
precisione
30
FOTOGRAMMETRIA
Alcune considerazioni conclusive
Al giorno d’oggi, la geomatica fornisce al professionista numerose tecniche e
vari strumenti per attuare il processo di rilevamento del territorio, dell’edificato e
delle infrastrutture.
Tra queste stanno emergendo alcune tecnologie innovative e raffinate che,
semplificando la procedura fotogrammetrica in termini di automazione la
rendono più semplice, più rapida, più economica e quindi molto efficace.
I droni consentono di acquisire i dati per applicazioni fotogrammetriche in modo
semplice ed economico in modo da farci ipotizzare (sognare) una
fotogrammetria effettivamente alla portata di tutti.
tutti
Come la gran parte delle altre tecniche di geomatica, anche i droni e la
fotogrammetria digitale non sono autosufficienti: sono sempre necessarie
integrazioni con altre tecniche al fine di rendere il processo di rilevamento
sempre più rapido completo efficace ed economico.
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