Diapositiva 1

Elaborazione e analisi dei dati
delle rilevazioni
Ing. Davide Zorzetto
General Manager
Airmap - Flight Analysis Trieste
L’IMPIEGO DEI DRONI NELLA PROFESSIONE DI GEOMETRA
Sabato 25 Ottobre
Centro Congressi NH – Assago – Milano
SETTORI DI RIFERIMENTO ED APPLICAZIONI
Le soluzioni offerte dai sistemi SAPR sono utili a molteplici
settori e contesti, tra i quali:
Aerofotogrammetria
Analisi e controllo dello stato degli edifici
Analisi e controllo del territorio
Protezione civile
Termografia
Analisi e controllo dello stato delle infrastrutture
Sicurezza
Remote Sensing
Aggiornamento Cartografia tecnica
Agricoltura di Precisione
Archeologia
L’impiego dei Droni nella
professione di geometra
Dronitaly 24-24 Ottobre
Assago (MI)
di Davide Zorzetto
I Droni a pilotaggio remoto o autonomo, specificatamente
costruiti per applicazioni fotogrammetriche e per il
telerilevamento possono essere di vario tipo.
MULTIROTORI
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ALA FISSA
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DRONI MULTIROTORI
PRINCIPALI VANTAGGI
rispetto ai mezzi tradizionali (elicotteri ed aerei con pilota a bordo)
 minori costi di intervento
 “in quel luogo a quell’ora”
 piste di atterraggio e decollo non necessarie
 possibilità di rimanere in hovering anche molto vicino all'oggetto della ripresa
 possibilità di fare riprese in luoghi altrimenti non accessibili
 riprese a bassa quota
 silenziosità
 facilità di trasporto
 velocità di impiego
 opera in settori dove in passato non si prevedeva un intevento dall’alto
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DRONI ALA FISSA
PRINCIPALI VANTAGGI
rispetto ai droni multirotore





tempo di volo maggiore di ALMENO 3
payload superiore
Strisciate più lunghe
Velocità superiore
Generalmente meno critico in caso di impatto al suolo
CI SONO ALCUNI SVANTAGGI…
 richiede pista di atterraggio
 più difficile da manovrare
 non sempre è possibile l’impiego
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ARCHITETTURA DEL SISTEMA SAPR PER
RILIEVO DI AEROFOTOGRAMMETRICO STANDARD
GIS
Geographic
Information System
PIANIFICAZIONE
ACQUISIZIONE
ELABORAZIONE
ORTOFOTO
ORTOMOSAICI
DEM , DTM
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APPLICAZIONI FINALI
AUTOCAD
GIS
Software per applicazioni Geomatiche
NUVOLE DI PUNTI
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GESTIONE ATTIVITA’ DI VOLO
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CASO DI STUDIO
Polo Scientifico dell’Università di Udine in via della Scienza 206
9 MAGGIO 2013
AREA DI ACQUISIZIONE
Presso il Polo Scientico dell’Università di Udine
Area della struttura principale= 2600 mq
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PIANIFICAZIONE
SENSORE OTTICO che avevamo a disposione!
CANON POWER SHOT S100 da 12 Mpixel
CMOS (1/1.7’’) 12,1 megapixel
DIMENSIONE SENSORE = 7,53 x 5.64 mm
DIMENSIONE PIXEL = 1.87 um
PESO LORDO = 198 g
CALIBRAZIONE INTERNA DISPONIBILE = SI
SCELTA DRONE
Payload = 300 g
GIMBAL = NO
Dati di assetto = DISPONIBILI
GPS = singola Frequenza
Tempo di Volo = 10’ min
• PIANO DI VOLO DISPONIBILE
E CARICATO A BORDO DRONE
• PREVISIONE COPERTURA IMMAGINI
• DIREZIONE DI VOLO DEL DRONE
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ACQUISIZIONE AEROFOTOGRAMMETRICA
Condizioni Metereologiche
PIANO DI ACQUISIZIONE
LOCALITA
DATA
Udine
09/05/2013
TMEDI
PRESSIONESLM
A °C UMIDITA % VISIBILITA km VENTOMAX km/h
mb
23
54
19
13
1015
PIOGGIA mm
0
35 IMMAGINI ACQUISITE
ORIENTAMENTO ESTERNO MISURATO
PER OGNI IMMAGINE
GSD:
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2.81 cm
Lat,Long, yaw,pitch,roll
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ACQUISIZIONE GCP con GPS
Il rilievo della rete dei GCP
- GCP identificati dopo il volo
(post mission) dalle immagini
acquisite dal drone;
- Rilievo dei GCP mediante
posizionamento GPS L1+L2
stop&go in post-elaborazione
rispetto a master locale;
Rilevati 24 GCP
Precisione: +/- 1 cm rms
- Inquadramento dei GCP nel
sistema UTM-F33/ETRS89
mediante collegamento del
master locale alle CORS della
rete FReDNet dell’OGS
tramite sessione GPS statica;
- Post-elaborazione adottata
per consentire maggior
controllo di qualità della
soluzione ( +/- 1 cm rms);
- In produzione, NRTK
costituisce la tecnica elettiva.
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Distribuzione GCP Area
di Test
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ELABORAZIONE
RICOSTRUZIONE A (“VERA”)
27 IMMAGINI
27 IMMAGINI
ORIENTAMENTO MODELLO
CON GCP DI ALTA PRECISIONE
GENERAZIONE
ORTOFOTO DA GCP
“DI RIFERIMENTO”
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RICOSTRUZIONE B (“AL VOLO”)
ORIENTAMENTO MODELLO CON DATI
GPS MISURATI A BORDO DRONE
(ASSETTO CAMERE NON VINCOLATO)
GENERAZIONE ORTOFOTO
DA “GEOREFERENZIAZIONE
DIRETTA”
Stima dell’errore di posizionamento:
E,N,H media e varianza
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ELABORAZIONE
POSIZIONE DELLE PRESE
RICOSTRUZIONE 3D
•27 IMMAGINI
•Tie-points: 151262
•AREA = 0.0320815 sq km
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ELABORAZIONE
DETTAGLIO MESH DI RICOSTRUZIONE
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ELABORAZIONE
GENERAZIONE ORTOFOTO
UTILIZZATI 18 GCP
STIMA ERRORE DIRETTAMENTE IN
AMBIENTE 3D
Stima errore di ricostruzione
19 cm
In E,N,H
RESIDUO
vettore(E,N,H)
Rispetto GCP
dE
dN
dH
1.94E-01
2.51E-03 1.39E-03
3.37E-03
Variance
1.21E-02
2.57E-03 2.65E-03
4.95E-02
Residuo (m)
Mean
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GCP
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ELABORAZIONE
GENERAZIONE ORTOFOTO
MISURE GPS A BORDO DRONE
STIMA ERRORE DIRETTAMENTE IN
AMBIENTE 3D
2.61 metri
In E,N,H
Residuo (m)
RESIDUO
vettore(E,N,H)
Rispetto GCP
Mean
Variance
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dE
dN
dH
2.61E+00 -3.36E-01 -1.67E+00
-8.68E-01
7.47E-01
2.96E-01
1.53E+00
2.18E+00
GCP
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ELABORAZIONE
GENERAZIONE ORTOFOTO
MISURE GPS A BORDO DRONE
CON correzione
differenziale DGPS
STIMA ERRORE DIRETTAMENTE IN
AMBIENTE 3D
Residuo (m)
0.578 metri
In E,N,H
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RESIDUO
vettore(E,N,H)
Rispetto GCP
dE
dN
dH
Mean
5.78E-01
5.44E-08
2.89E-08
2.44E-07
Variance
2.11E-01
6.43E-02
4.63E-02
4.54E-01
GCP
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ELABORAZIONE - VERIFICA
ANALISI DEI DATI
OEM5 GPS
“DIRETTO”
AM5 DGPS
“MIGLIORATO”
GCP5 -”VERO”
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CASO DI STUDIO
RILIEVO AEROFOTOGRAMMETRICO
CON RETE DI APPOGGIO TOPOGRAFICA
Parametri di presa aerea da Drone:
VOLO da 40 m di altezza
SENSORE: SONY NEX5, focale 16 mm
Prese nadirali Prese a 45°
Sovrapposizione trasversale 60%, longitudinale 80%
Totale immagini= 204
Risoluzione a terra = 1.2 cm
Stazione totale:
LEICA TCR 405 angoli, distanze e nel calcolo restituisce una serie di coordinate
rispetto un sistema di riferimento locale. Ha un laser per la distanza oppure infrarosso.
Rilievo topografico: appoggiato ai topografi poligonale dalla quale visibe tutti i punti di controllo
Poggiati e rilevati= 6 punti di controllo.
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MOSAICO IMMAGINI RICOSTRUZIONE SFM
ORTOFOTO
19 m
28 m
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RILIEVO DISPONIBILE SU CLOUD GIS
www.airmapgroup.com
CLOUD GIS
AIRMAP GROUP
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MISURE REALI
AUTOCAD
VERIFICA PUNTI DI MISURA A TERRA ed uso ORTOFOTO IN AUTOCAD:
ERRORE DI RILEVO MASSIMO CALCOLATO = 3.5 cm
MISURE REALI
AUTOCAD
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OSSERVAZIONI FINALI
Problemi riscontrati nell’uso dei software di ricostruzione fotogrammetrica:
1) Texture SE SCARSA, ASSENTE, SUPERFICI LUCIDE
l’algoritmo SFM ha difficoltà
* Buona una muratura in pietra, in generale superfici dove siano
riconoscibili un elevato numero di punti omologhi (ovvero forme e colori)
a livello di singolo punto su immagine o altra.
2) Problema delle ombre (TEXTURE): l’ombra in vari momenti crea
ambiguità nell’algoritmo. Va pianificato quanto piu possibile l’assenza. Inoltre
l’ombra molto marcata restituisce immagini poco leggibili.
Sulla ortofoto identifica strutture ed oggetti che non esistono: questo implica
disturbi e errori nella individuazione automatica degli oggetti
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Errori in fotogrammetria
(OMBRE)
WWW.AIRMAP.IT
[email protected]
GRAZIE PER L'ATTENZIONE
Venite a trovarci allo STAND 49
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