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I Punti di Controllo a Terra -o Ground Control Points (acronimo: GCP)- sono dei punti ai quali ci si appoggia per collegare il rilievo fotogrammetrico alle dimensioni e all’orientamento reale. È questo il passaggio da compiere per portare le immagini rilevate con il drone ad avere affidabilità in termini geometrici. La caratteristica principe di un rilievo topografico è infatti quella di essere misurabile.
Nella realtà operativa del rilievo, i GPC sono resi visibili dai marker a contrasto cromatico (oggetti ad alta riconoscibilità). I marker possono essere di materiali di diverso tipo, dai tessuti sintetici a pannelli rigidi, che si vanno a fissare idoneamente al suolo, poiché è necessario che mantengano la propria posizione durante tutta la durata del rilievo. Loro caratteristica è un forte contrasto cromatico che consente di individuare un punto preciso al loro interno; sostanzialmente sono simili alle caselle di una scacchiera, pertanto anche a distanza è facile distinguere il vertice tra le caselle bianche e nere. L’operatore li posiziona al suolo, rivolti verso l’alto. Il metodo vuole che il posizionamento dei marker avvenga in zone accessibili e prive di ostacoli visivi (come ad esempio la vegetazione) in modo tale da rimanere totalmente visibili dall’alto.
Noi usiamo marker 60×60 e se volete scaricarvi il file pdf vi basterà cliccare qui per avere il file base da editare evventualmente. Infine una volta disposta la vostra griglia di GCP, per avere un controllo finale sull’errore di misurazione e sull’accuratezza del rilievo è molto utile disporre i QCP, ovvero i Quality Control Point, che dovranno essere disposti in maniera del tutto arbitraria, casuale e caotica per poi andare a vedere dal software l’errore ottenuto. Come potete vedere dal file del QCP (clicca qui) notate una differenza cromatica e di geometria, questo perchè dal volo aereo sarà più facile individuarli e riconoscerli rispetto ai GCP.
Attraverso una strumentazione apposita (stazione totale, asta GPS, altri strumenti topografici) si rilevano le coordinate del punto di controllo GCP individuato dal marker. Questi strumenti consentono di identificare la posizione del punto con grande esattezza. Tuttavia va fatta una considerazione: una misura esatta delle coordinate del punto è di utilità solo e soltanto quando il punto a terra è facilmente individuabile. In via alternativa, se dalle fotografie che vengono scattate dalla fotocamera del drone non sarà possibile individuare un punto esatto, allora la precisione utilizzata nel rilevare le coordinate non potrà essere tradotta in esattezza geometrica del modello.
Abbiamo detto che la posizione dei punti di controllo a terra si esprime mediante coordinate. Il Sistema di riferimento che sceglieremo potrà essere di tipo relativo o di tipo assoluto. Nel primo caso le posizioni dei punti vengono riferite rispetto a un punto origine scelto dall’operatore. Con questo metodo ogni punto avrà coordinate espresse rispetto a quell’origine. Utilizzando invece il SDR assoluto le posizioni dei punti sono riferite a sistemi di riferimento preesistenti, già accettati e adottati a livello locale, nazionale o internazionale.
La scelta tra queste due opzioni dipende dallo scopo del rilievo. Se ad esempio non vi è la necessità di relazionarsi geometricamente con posizioni esterne all’area rilevata, ecco che allora può essere sufficiente un riferimento relativo. Tuttavia, vista l’esiguità delle operazioni per riferirsi ad un SDR assoluto, è buona abitudine quella di “agganciare” sempre il rilievo a un SDR preesistente.
Sulla base dei GCP andremo a dare una referenza geometrica (sulla quale sarà dunque possibile eseguire delle misurazioni) al rilievo fotogrammetrico svolto dal drone. Il posizionamento dei GCP dovrà avvenire in modalità sparsa rispetto all’area che ci si prefigge rilevare e con i punti il più possibile distanziati. In genere una quantità di GCP variabile tra i dieci e i venti punti è più che sufficiente e consentirà di rendere il modello di output più solido e robusto. Inoltre questa prassi servirà a minimizzare la presenza di errori nel rilievo. GCP: nella fase di importazione, si implementano le coordinate dei GCP a seguito della fase di allineamento delle fotografie scattate dal drone. .
L’importanza dei Ground Control Points si intuisce nella fase di restituzione del rilievo. Dopo l’acquisizione dei fotogrammi nel software e alcune operazioni iniziali, abbiamo un modello tridimensionale, funzione delle dimensioni dei fotogrammi, del GSD, della altezza di volo. Al momento ciò non ci dice assolutamente nulla a proposito dell’estensione dell’area, della lunghezza del perimetro, del dislivello tra un punto e l’altro.
Per arrivare al risultato di un modello geometrico e misurabile abbiamo bisogno di un collegamento tra le due componenti della aerofotogrammetria: il dato raster (l’immagine) e il dato vettoriale (il modello geometrico). Questo collegamento è costituito proprio dai GCP, attraverso le loro coordinate. Fino ad ora infatti il modello tridimensionale corrispondeva nella forma, ma non nella geometria: esso infatti poteva essere ruotato, traslato, scalato rispetto alla realtà.
In ambito ingegneristico si potrebbe tracciare una similitudine concettuale. I punti di controllo a terra vincolano e quindi danno robustezza e affidabilità al modello comportandosi allo stesso modo dei vincoli a terra di una struttura staticamente determinata.
Senza i punti di controllo a terra quello che avremmo sarebbe soltanto un modello labile, costituito da un corpo rigido che fluttua nello spazio, non agganciato a terra.