Rilievi con UAS per generazione di modelli 3D del territorio: il progetto ITACA

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1 DICA - Sez. Geodesia e Geomatica Rilievi con UAS per generazione di modelli 3D del territorio: il progetto ITACA L. Pinto, G. Sona, D. Passoni

2 IL GRUPPO DI LAVORO 2 Ing. Diana Pagliari Ing. Rossana Gini Dr. Giovanna Sona Prof. Livio Pinto Ing. Daniele Passoni

3 IL GRUPPO DI LAVORO 3 Ing. Diana Pagliari Ing. Rossana Gini Dr. Giovanna Sona Prof. Livio Pinto Ing. Daniele Passoni Ing. Paolo Dosso

4 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

5 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)

6 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) ad ala fissa vs a rotore

7 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) ad ala fissa vs a rotore a singolo rotore vs multirotore

8 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) ad ala fissa vs a rotore a singolo rotore vs multirotore più leggeri dell aria vs più pesanti dell aria

9 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) ad ala fissa vs a rotore a singolo rotore vs multirotore più leggeri dell aria vs più pesanti dell aria con sensori integrati a basso costo vs alto costo

10 UAS/SAPR: classificazioni European Association of Unmanned Vehicles Systems (EuroUVS) scelta UAS costo, dimensioni, applicazione, sensore, payload, autonomia di volo, area da ricoprire, ecc.

11 Tecniche di rilievo 3D a confronto (Remondino F., Nex F. - UAV for 3D mapping applications: a review)

12 LIDAR vs Fotogrammetria RIEGL VUX-1

13 PRIMO TEST RILIEVO MULTISPETTRALE (Progetto FOGLIE) 13 MD4-200 Pentax Optio A40: RGB Parco Adda Nord: Medolago (BG) Estensione: 120x100 m 2 Differenti tipi di copertura del suolo Scopo geometrico (DSM) 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 m 2, da editare

14 14 PRIMO TEST RILIEVO MULTISPETTRALE (Progetto FOGLIE) MD4-200 Sigma DP1: NIR scopo radiometrico (classificazione) Ortofoto RGB & NIR: 0,05x0,05 m 2 coregistrazione 10 variabili: 4 originali + 6 derivate Classificazione speditiva unsupervised (ISOCLASS) Classificazione supervised (con training samples)

15 15 PRIMO TEST RILIEVO MULTISPETTRALE (Progetto FOGLIE) MD4-200 Sigma DP1: NIR scopo radiometrico (classificazione) Ortofoto RGB & NIR: 0,05x0,05 m 2 coregistrazione Terreno Robinia Erba Ombra Olmo Carpino Cemento Ailanto 10 variabili: 4 originali + 6 derivate Classificazione speditiva unsupervised (ISOCLASS) Classificazione supervised (con training samples)

16 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.

17 LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI

18 LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI

19 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)

20 I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA Parco Adda Nord Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con strumentazione GPS

21 I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA Parco Adda Nord Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con strumentazione GPS

22 I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA Parco Adda Nord Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con strumentazione GPS

23 I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA Immagini campione

24 I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA Determinazione GPS dei punti di appoggio

25 I voli fotogrammetrici per il progetto ITACA Ettari N immagini N punti GPS Cisano Villa D'Adda Paderno Porto D'Adda Groppello Medolago

26 Determinazione del modello 3D e delle ortofoto Basato sulle immagini del volo estivo (massima copertura vegetata)

27 Determinazione del modello 3D e delle ortofoto Basato sulle immagini del volo estivo (massima copertura vegetata)

28 Determinazione del modello 3D e delle ortofoto Prodotti del rilievo: Modello 3D DSM Ortofoto Mulisensore/Multitemporali Ortofoto CIR