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Se il vostro rilievo avesse per oggetto un edificio che si sviluppa verticale e se lo scopo finale è quello di costruire un modello 3D di buona qualità sicuramente non basterà un volo e qualche strisciata sopra l’area. Sarà meglio integrare le fotografie nadirali, cioè quelle scattate con fotocamera inclinata di 90° rispetto all’orizzontale, con fotogrammi dei prospetti prese con camera inclinata a 45°.
Ogni rilievo è a sé, infatti se dovete ricostruire una parete rocciosa di una cava per esempio, le immagini migliori sono quelle frontali: quelle scattate con l’asse della fotocamera in posizione perfettamente orizzontale.
La fotogrammetria è quella tecnica che consente la ricostruzione della forma e delle dimensioni di un oggetto. Condizione minima e necessaria è la presenza di due immagini riprese da due punti distinti nello spazio. Chiaro l’obbiettivo, dobbiamo addentrarci un’attimo sul concetto chiave per capire meglio il processo di ricostruzione 3D. Alla base di questo processo c’è una visione tramite punti di osservazione differenti, ovvero la stereoscopia.
Concettualmente è la stessa cosa che avviene in ognuno di noi quando guardiamo un’oggetto: gli occhi “i punti di osservazione differenti”. Proprio grazie ai due “punti di vista” di cui siamo dotati ci è possibile stabilire profondità e distanza in un determinato spazio. Con un occhio solo la percezione della profondità viene fortemente limitata. É sufficiente tapparvi un occhio alla volta per rendersene conto.
Una fotocamera (ma anche un drone stesso) ha tre assi (X, Y, Z) e su ognuno di essi potrebbe ruotare, quindi parliamo di 6 gradi di libertà, tre di rotazione e tre di traslazione.
L’asse ottico uscente dall’obiettivo della fotocamera dovrebbe colpire perpendicolarmente quello che state fotografando. In fotogrammetria classica questa presa ti permetteva di avere dei modelli stereoscopici robusti, da cui tirare fuori informazioni valide di quello che avete rilevato. Oggigiorno, con la stato dell’arte ormai situato tra foto digitali e software structure from motion, la presa normale ha perso un po’ in termini di utilizzo, anche per chiare ragioni tempistiche. Tuttavia la sua autorevolezza e la sua affidabilità in termini di metodo restano comunque indiscusse. In generale, il metodo consente di costruire delle belle nuvole di punti (e quindi anche dei bei modelli tridimensionali) dell’oggetto del rilievo.
Adesso vediamo alcuni fotogramma estrapolati dal software Metashape Pro by Agisoft per mostrarvi alcune peculiarità. Abbiamo volato con un DJi Mavic 2 Pro e sono stati scattati 130 fotogrammi esclusivamente in presa nadirale. Il terreno analizzato presentava una pendenza costante dell’8% e comprendeva tre muri di terrazzamento. Al suo interno si situavano tre cascine. Il GSD risultava impostato su 1cm/px fornendo una scala in pianta di circa 1:50. Vediamo subito i dati estrapolati.
Apparentemente il rilievo è fatto bene, accurato e dettagliato. Da sinistra verso destra troviamo Nuvola Densa, Modello 3D e Ortomosaico. Se guardate quest’ultimo ha davvero un’ottima risoluzione nonostante la Nuvola Densa sia stata realizzata in “Qualità Bassa”.
A questo punto però è fondamentale aver chiaro l’utilità del rilievo. Dovevate rilevare una proprietà per una ristrutturazione? Il rilevo doveva essere fatto per la realizzazione di un nuovo stabile? Vi serviva calcolare rapidamente quanti animali avrebbero potuto pascolare nei prati? Se volevate realizzare un 3D degli edifici ahimé non sono sufficienti i 130 scatti nadirali. Adesso vedremo nel dettaglio perchè.
Qualora il vostro obiettivo fosse stato la realizzazione di un modello 3D, l’impostazione del lavoro in questa modalità non consentiva di arrivare ad un risultato accettabile. Per altro, se si osservano le immagini soprastanti, non serve l’aiuto di AF Drones per capire dove sia l’inghippo. Lasciando perdere la vegetazione e la sua restituzione (impossibile da riprodurre in una maniera verosimile, al corrente stato dell’arte) avrete notato i prospetti degli edifici privi di finestre e di qualsiasi altro dettaglio, con una qualità molto scadente. Metashape genera in completa autonomia la rappresentazione degli alzati, utilizzando i punti individuati “a terra”, generando quello che vedete. Il software è performante, deve solo essere messo nelle condizioni di lavorare. Ci sarebbe totalmente da rifare il rilievo o quanto meno, sarebbe da integrare con foto di prospetti degli edifici.
Dunque, per aggirare questa spiacevole evenienza, vi diamo dei consigli per integrare già al momento del rilievo fotogrammi nadirali e scatti dei prospetti. Se usate l’app DJi GPS dovrete selezionare 3D Map POI: in automatico il drone, una volta settati alcuni parametri farà tutto da solo. Il consiglio che vi possiamo dare è quello di volare in manuale e scattare voi i fotogrammi. Sarà sicuramente più impegnativo e di non facile esecuzione ai primi tentativi ma con il tempo potrete ottenere risultati migliori.
Prestate sempre molta attenzione alla finalità del rilievo che dovete realizzare. Tutte le considerazioni operative di questo articolo valgono se fai un rilievo aerofotogrammetrico con un drone multirotore. Una caratteristica importantissima è la possibilità di variare l’asse ottico della fotocamera in modo da poter cambiare il pitch per ottenere delle posizioni diverse da quella nadirale.
Alcuni droni ad ala fissa hanno implementato la funzione di scattare fotografie con camera leggermente inclinata sull’orizzontale (circa 30°), tuttavia non si riescono a raggiungere valori maggiori, né tantomeno, l’inclinazione 0° per le foto frontali.
Inoltre, un drone ad ala fissa scatta fotografie nel senso di avanzamento, con la camera che guarda avanti a sé. Non è per niente comodo per rilevare un elemento verticale.
Un multirotore può avanzare di lato, mentre scatti le fotografie con la fotocamera puntata verso il muro dell’edificio. In alternativa ci sono anche multirotori che, sollevando i piedi ed il carrello di appoggio, ti permettono di ruotare la fotocamera di 360°.
Le situazioni di rilievo di elementi verticali sono poco adatte ai droni ad ala fissa perchè poco agili nelle manovre di cambio quota e rotta di volo. Tuttavia vi sono in fase di sperimentazione nuove soluzione per i droni ad ala fissa. Sono infatti nati droni ad ala fissa a decollo verticale, ma credo che per un rilievo di superfici verticali il multirotore sia il drone migliore, visto anche il suo rapporto qualità/prezzo.