DICA - Sez. Geodesia e Geomatica
Rilievi con UAS per generazione di
modelli 3D del territorio:
il progetto ITACA
L. Pinto, G. Sona, D. Passoni
IL GRUPPO DI LAVORO
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Ing. Diana Pagliari
Ing. Rossana Gini
Dr. Giovanna Sona
Prof. Livio Pinto
Ing. Daniele Passoni
IL GRUPPO DI LAVORO
3
Ing. Diana Pagliari
Ing. Rossana Gini
Dr. Giovanna Sona
Prof. Livio Pinto
Ing. Daniele Passoni
Ing. Paolo Dosso
UAS/SAPR: definizione e classificazione
UAS = Unmanned Aerial System
veicolo aereo senza pilota umano a bordo e pilotato da un equipaggio
che opera da una stazione remota di comando e controllo
Drone
ambito militare
Sistemi Aeromobili a
Pilotaggio Remoto
(SAPR)
ambito civile
UAS/SAPR: classificazioni
Con UAS (per applicazioni geometriche) ci si riferisce a velivoli con caratteristiche
e tecnologie differenti.
È stato proposto di creare uno standard di riferimento internazionale, ma
continuano ad esistere diverse classificazioni:
• dotati di motore
vs
privi di motore (kite, palloni)
UAS/SAPR: classificazioni
Con UAS (per applicazioni geometriche) ci si riferisce a velivoli con caratteristiche
e tecnologie differenti.
È stato proposto di creare uno standard di riferimento internazionale, ma
continuano ad esistere diverse classificazioni:
• dotati di motore
• ad ala fissa
vs
vs
privi di motore (kite, palloni)
a rotore
UAS/SAPR: classificazioni
Con UAS (per applicazioni geometriche) ci si riferisce a velivoli con caratteristiche
e tecnologie differenti.
È stato proposto di creare uno standard di riferimento internazionale, ma
continuano ad esistere diverse classificazioni:
• dotati di motore
• ad ala fissa
• a singolo rotore
vs
vs
vs
privi di motore (kite, palloni)
a rotore
multirotore
UAS/SAPR: classificazioni
Con UAS (per applicazioni geometriche) ci si riferisce a velivoli con caratteristiche
e tecnologie differenti.
È stato proposto di creare uno standard di riferimento internazionale, ma
continuano ad esistere diverse classificazioni:
•
•
•
•
dotati di motore
ad ala fissa
a singolo rotore
più leggeri dell’aria
vs
vs
vs
vs
privi di motore (kite, palloni)
a rotore
multirotore
più pesanti dell’aria
UAS/SAPR: classificazioni
Con UAS (per applicazioni geometriche) ci si riferisce a velivoli con caratteristiche
e tecnologie differenti.
È stato proposto di creare uno standard di riferimento internazionale, ma
continuano ad esistere diverse classificazioni:
•
•
•
•
•
dotati di motore
ad ala fissa
a singolo rotore
più leggeri dell’aria
con sensori integrati a basso costo
vs
vs
vs
vs
vs
privi di motore (kite, palloni)
a rotore
multirotore
più pesanti dell’aria
alto costo
UAS/SAPR: classificazioni
European Association of Unmanned Vehicles Systems (EuroUVS)
scelta UAS
costo, dimensioni, applicazione, sensore,
payload, autonomia di volo, area da ricoprire, ecc.
Tecniche di rilievo 3D a confronto
(Remondino F., Nex F. - UAV for 3D mapping applications: a review)
LIDAR vs Fotogrammetria
RIEGL VUX-1
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PRIMO TEST RILIEVO MULTISPETTRALE (Progetto FOGLIE)
MD4-200
• Parco Adda Nord: Medolago (BG)
• Estensione: 120x100 m2
• Differenti tipi di copertura del suolo
• Triangolazione aerea con set
RGB
• Confronto con telemetria → non
usabile per orientamento diretto
• Immagini idonee per scopi di
modellizzazione 3D
• Creazione DSM: 0,10x0,10 m2, da
editare
Pentax Optio A40: RGB
Scopo geometrico (DSM)
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PRIMO TEST RILIEVO MULTISPETTRALE (Progetto FOGLIE)
MD4-200
Sigma DP1: NIR
scopo radiometrico (classificazione)
• Ortofoto RGB & NIR: 0,05x0,05 m2
→ coregistrazione
• 10 variabili: 4 originali + 6 derivate
• Classificazione speditiva
unsupervised (ISOCLASS)
• Classificazione supervised
(con training samples)
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PRIMO TEST RILIEVO MULTISPETTRALE (Progetto FOGLIE)
MD4-200
Sigma DP1: NIR
scopo radiometrico (classificazione)
• Ortofoto RGB & NIR: 0,05x0,05 m2
→ coregistrazione
Terreno
Robinia
Erba
Ombra
Olmo
Carpino
Cemento
Ailanto
• 10 variabili: 4 originali + 6 derivate
• Classificazione speditiva
unsupervised (ISOCLASS)
• Classificazione supervised
(con training samples)
LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI
Le immagini acquisite da UAS devono essere orientate relativamente tra
loro e nello spazio. In pratica si tratta di determinare i 6 parametri di
Orientamento di ciascuna immagine (Space Resection) e le coordinate
dei punti osservati.
Questa operazione si basa sulla misura:
1) di punti omologhi sulle immagini (estratti automaticamente),
2) di alcuni punti di coordinate note sul terreno.
Si ottengono:
• i parametri di orientamento esterno;
• la nuvola di punti che descrive in
modo 3D l’oggetto;
• le precisioni di stima.
LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI
LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
L’UAS utilizzato nel progetto è un Sensefly
SwingletCAM, sul quale sono state montate:
- Canon Ixus 220HS per realizzare immagini
a colori (RGB),
- Canon Ixus 220HS modificata per realizzare
immagini a Infrarosso a falsocolore (NIR).
Caratteristiche del rilievo:
- Sovrapposizione immagini (>60%)
- GSD di circa 4 cm (Quota di volo =135 m)
- GCP rilevati con GPS NRTK Trimble 5700
(punti naturali e artificiali).
Per ogni area e per ogni stagione sono stati
realizzati 2 voli (RGB e NIR)
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
Parco Adda Nord
Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con
strumentazione GPS
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
Parco Adda Nord
Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con
strumentazione GPS
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
Parco Adda Nord
Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con
strumentazione GPS
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
Immagini campione
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
Determinazione GPS dei punti di
appoggio
I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA
Ettari
N°immagini
N°punti GPS
Cisano
39.7
49
12
Villa D'Adda
54.8
49
15
Paderno
29.4
34
13
Porto D'Adda
29.3
26
19
Groppello
35.7
60
13
Medolago
41.9
60
19
Determinazione del modello 3D e delle ortofoto
Basato sulle immagini del volo estivo (massima copertura vegetata)
Determinazione del modello 3D e delle ortofoto
Basato sulle immagini del volo estivo (massima copertura vegetata)
Determinazione del modello 3D e delle ortofoto
Prodotti del rilievo:
• Modello 3D • DSM • Ortofoto
Mulisensore/Multitemporali
Ortofoto CIR
