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1960 – strumenti ottico meccaniciin grado di misurare distanze eangoli zenitali e azimutali.

1970 - Zeiss combina per la primavolta un teodolite con undistanziometro elettronico dandovita di fatto alla prima "StazioneTotale", capace di effettuaremisurazioni di distanze ad altaqualità.

1980 – ai distanziometrici vieneaffiancato un prisma riflettenteallo scopo di rendere larilevazione più precisa.

1990 – il programma NAVSTARdella NASA fu utilizzato per laprima volta in campo topografico.Questo permette di rilevare laposizione occupata in ogni luogoe con ogni condizione climatica.

1837 - si ebbero i primi sviluppi nelcampo della fotografia: LouisDaguerre realizzò la prima immaginefotografica con quello che può essereconsiderato il progenitore dellafotografia: il dagherrotipo.

1858 - Aimè Laussedat, consideratoil fondatore della fotogrammetria,sperimentò perfino lafotogrammetria aerea, tecnica checonsiste nel fotografare l'areainteressata dall'alto.

1860 - I primi rilievi aerei venneroeffettuati per scopi militari conl’impiego di mongolfiere e palloniaerostatici.

1940 - si perfezionò la tecnica dellafotogrammetria aerea, realizzatasoprattutto dall'alto di aerei, cheavevano la possibilità di percorrere lerotte preventivamente stabilite con lamassima precisione, ad una quotapraticamente costante.

2010 - Il rilievo da dronerappresenta l’ultime evoluzione delletecniche di rilevamento aereo,garantendo una maggiore precisionedei dati, tempistiche ridotte e minoricosti di esecuzione.

EVOLUZIONE TECNICHE AEROFOTOGRAMMETRICHEEVOLUZIONE TECNICHE DI RILIEVO

TECNICHE AVANZATE DI RILIEVOLa rilevazione con droni ha lo scopo di implementare le tecniche tradizionali, come le stazioni totali

o le riprese aeree da elicottero, ed in alcuni casi di sostituirsi ad esse. Con la fotogrammetria diultima generazione, si acquisiscono dati metrici di un oggetto quali forma e posizione tramitel’acquisizione e l’analisi di una serie di riprese fotografiche. I droni utilizzati per fotogrammetria aereapresentano una tecnica che trova applicazione in numerosi campi, dalla cartografia, al rilievo,all’architettura e all’ingegneria. Utilizzando insieme al drone un GPS RTK e fotocamere digitali ad altarisoluzione, sono possibili rilievi con precisione centimetrica, allo scopo di realizzare modellitridimensionali ad alta risoluzione georeferenziati nei sistemi di coordinate desiderati.In questo modo:1) Si abbattono drasticamente i costi operativi, rispetto ad una strisciata aerofotogrammetrica fattacon un aereo;2) Aumenta la velocità con cui vengono consegnati gli elaborati finali;3) È possibile effettuare rilievi in aree poco accessibili;4) La quantità di informazioni finali è qualitativamente e quantitativamente superiore rispetto ad unrilievo standard.5) Gli output possibili sono: A. Modelli Digitali del Terreno/Superficie B. Ortofoto C. Modelli3D D. Cartografia E. Pianificazione urbana F. Fotogrammetria G. Documentazione 3D erestauro virtuale H. Disegni architettonici I. Calcolo dei volumi L. Restituzioneplanimetrie e elaborati grafici in DXF/DWG

Le tecniche range-based impiegano strumenti cheemettono un segnale che viene registrato dallo strumentostesso al fine di derivarne una misura di distanza ad esempio:i laser scanner, le stazioni totali, i GPS, i radar, ecc. Inparticolare, gli scanner a luce strutturata hanno riscontrato ungrande successo e hanno notevolmente aumentato la facilitàcon la quale possono essere acquisiti i dati relativi a semplicioggetti o ad ampie strutture; l’utilizzo sistematico di questistrumenti nel rilievo 3D è però ancora ostacolato dall’elevatocosto dell’hardware.

Le tecniche image-based sfruttano invece la luce presentenell’ambiente per acquisire immagini da cuiderivare informazioni tridimensionali della scena osservata.Tra queste tecniche, la fotogrammetria è quella piùconosciuta ed utilizzata per rilievi cartografici, architettonici,industriali e archeologici. Una tecnica simile, che per certiversi può essere considerata un’evoluzione dellafotogrammetria stessa, è la Structure-from-Motion, unatecnica che ha come scopo primario l’automazione dell’interoprocesso di elaborazione delle immagini.

TECNICHE: range-based /image-based“rappresentare la realtà“

LAVORI SVOLTI

Rilievo Topografico effettuato con GPSrtk + Ortofoto area interessata acquisita mediante phantom 3professional con un volo a 60m + marker di appoggio e successiva restituzione cartografica contracciamento dei profili longitudinali e sezioni trasversali per la ricostruzione del ponte interrotto.

LAVORI SVOLTI - AEROFOTOGRAMMETRIA CON DRONE

AEROFOTOGRAMMETRIA CON DRONESEZIONE TRASVERSALE

LAVORI SVOLTI - AEROFOTOGRAMMETRIA CON DRONE

PROFILO A

DEM o DSM sono modellidigitali di elevazione, erappresentano la distribuzionedelle quote di una certasuperfice, in formato digitale.Nell’Esempio a sx utilizzandosoftware gis è possibilericavare dettagli utilizzabili in:Analisi idrologiche (perpredire il flusso dell’acqua sullasuperficie terrestre edeterminare quindi le aree diraccolta, il volume dei fiumi, lezone soggette a rischio diallagamento);Analisi del suolo (per predirela stabilità del suolo in base aigradienti della superficie delterreno);Radiocomunicazioni (pervalutare l’effetto dellatopografia nelle trasmissioniradio); …..

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LAVORI SVOLTI – DSM/DEM

DTM – MODELLO DIGITALE TERRENO

… Ingegneria civile (per laprogettazione di manufatti ela valutazione del volume delterreno da rimuovere);Geologia (per interpretaredati sotto la superficieterrestre congiuntamente arilievi sismici e informazioneda trivellazioni);Architettura (per avere unavisione del territorio evalutare l’impatto ambientalee paesaggistico di nuoveinfrastrutture).

Nella foto modello digitale delterreno di cava conestrazione di curve di livello.

il DTM è un tipo particolare di DEM/DSM, descrivono una superficemediante un’insieme finjto di punti dotati di coordinate (x,y,z) nellospazio. Successivamente creando un modello a triangoli unendo i punti(TIN) viene ricostruito il modello orografico.

Acquisendo le immagini con una buona macchina fotografica digitale è possibile ricavare attraversosoftware appositi un modello 3D ad alta risoluzione.

LAVORI SVOLTI - MODELLI 3D

Modello 3D Foto

Modello 3D

Foto

Dai modelli 3D generati è possibile restituire il tutto in formato DWG.

LAVORI SVOLTI - MODELLI 3D DWG

Sezione ponte lato nord

Prospetto 3D ponte lato nord

CONTROLLO VOLUMI

L’utilizzo dei droni trova impiego anche nell’esecuzione di rilievi per il controllo dei volumi di inerti estratti (ghiaia, sabbia, etc) di cava permettendo controlli speditivi e relativamente automatizzati.

Una volta definita l’area interessata al calcolo, la superficedi base del volume viene computata attraverso latriangolazione di Delaunay su cui verrà proiettata unagriglia con spaziatura GDS alla base.

Il volume di ogni cella della griglia si ricaverà dal prodotto della lunghezza (Li), della larghezza (Wi)e dell’altezza (Hi) della cella stessa. Dopo aver fatto ciò il software calcolerà 2 volumi, il volume di taglio (Vc) e il volume di riempimento (Vf). Dalla somma tra i due volumi calcolati dal software si ricaverà il volume totale.

METODO DI CALCOLO

FOTO

VOLUMI GENERATIORTOFOTO

Esempio di elaborato per cava N.1

ORTOFOTO VOLUME

PIANO DI VOLO MODELLO 3D CON PIANO DI VOLO OVERLAP

DEM

MODELLO 3D

Esempio di elaborato per cava N.2

ORTOFOTO

EXPORT GOOGLE EARTH

FOTO

DEM

LAVORI SVOLTI – Elaborato per CALCOLO DEI VOLUMI

ORTOFOTO

SEZIONE A

SEZIONE B

TAVOLA BServizio di rilievo GPS+ drone conrestituzione elaboratigrafici dei cumuli dimateriale stoccati neisiti autorizzati a seguitodell’evento alluvionaledel 14 e 15 ottobre.

FOTO

LAVORI SVOLTI – Elaborato per CALCOLO DEI VOLUMI

ORTOFOTO

SEZIONE A

SEZIONE B

FOTO

TAVOLA BServizio di rilievo GPS+ drone conrestituzione elaboratigrafici dei cumuli dimateriale stoccati neisiti autorizzati a seguitodell’evento alluvionaledel 14 e 15 ottobre.

CASE STUDY: Chiesa San Rocco La chiesa sita in Guardia Sanframonti (BN) sipresenta a pianta ottagonale con cupola a basecircolare. La presenza di numerosi stucchipericolanti posti a decorazione delle volte ha resonecessario un disgaggio controllato degli stessi.Prima del disgaggio è stato necessario ricostruire lageometria della volta e le geometrie degli stucchiposti a decorazione della stessa. Utilizzando latecnica di seguito descritta si è riusciti a ricostruirefedelmente dei modelli 3D texturizzati in modo dapoterli poi ricostruire e riposizionare fedelmente.

TECNICA USATA: Rilievo fotografico

La campagna di acquisizione delle immagini èstata condotta con una reflex modello NikonD5500 24Megapixel Obiettivi con 18-55mm.Per ogni manufatto stati acquisire 10/20fotografia scattate a differenti esposizioni perottenere immagini nitide per ogni singolacondizione di luminosità. Era indispensabileavere un treppiede per evitare dei micromossinelle foto.

TECNIA UTILIZZATA: fasi del processoPROCESSI

Operatore:A) Acquisizione immaginiB) Acquisizione misure di controllo

Processamento software:1) Allineamento delle foto2) Calibrazione della camera3) Inserimento di punti di controlloper scalare il modello4) Costruzione nuvola densa5) Costruzione Mesh6) Costruzione texture

SCALE BAR SPARSE CLOUD DENSE CLOUD MESH TEXTURED MODEL

OBBIETTIVO: Ricostruzione 3D della volta

Nel caso in esame la presenza dipuntelli posti a rinforzo della voltaha creato delle difficoltànell’acquisizione delle immagini. Èstato necessario ripulire in postproduzione i puntelli presentiottenendo il modello seguente:

Design

Prototyping

Photorealistic rapresentation

3D render