Rilievi da UAV per il monitoraggio del territorio. 6 novembre Ecomondo. D. Passoni. DICA - Sez. Geodesia e Geomatica

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Vittorio Basso
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1 DICA - Sez. Geodesia e Geomatica DICCA - Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica e Ambientale Rilievi da UAV per il monitoraggio del territorio 6 novembre Ecomondo D. Passoni

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

3 Point of view UN NUOVO INTERESSANTE PUNTO DI VISTA PER CHI SI OCCUPA DI RILIEVO

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

5 LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI

6 LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI Le immagini acquisite da SAPR 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.

7 I PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI DSM/DTM ORTOFOTO MODELLI 3D

8 I SOFTAWARE FOTOGRAMMETRICI Software fotogrammetrici classici (LPS, Gcarto ) Software fotogrammetrici close range (Photomodeler) Software fotogrammetrici automatici CV (Photoscan, Pix4UAV,MICMAC)

9 LE PRECISIONI ATTESE Sono valide le classiche regole della fotogrammetria:

10 LE PRECISIONI ATTESE Progetto piano di volo test 4/3 focal length 20 (mm) W H format size 13 17,3 (mm) D PIXEL 0,0043 mm/pixel image size (pixel) sigmapsi 0,006 mm Z/c 1500 N E dimensioni area GSD 6,5 mm 0,007 m ricoprimento 60% ricoprimento 80% base (1-7,80 m 3,90 Quota relativa di volo 30 (metri) L)z/c m Rt 0,4 ric tr min sigmaz 0,035 m 0,071 m Rl 0,7 ric long base (1-10,38 m 5,19 intervallo scatto 7,5 (secondi) L)z/c m sigmaz 0,027 m 0,053 m n 1500 scala imm GSD (dim pixel a terra) 0,007 (metri) abbracciamento suolo 19,5 26,0 (metri) i 11,7 interasse strisciata min n strisciate 1026 i reale 11,7 interasse strisciata calibrato sul E Rt prog 0,4 ricoprimento trasversale di progetto b 7,8 base di presa velocità max DRONE 10 [0.1metri/secondo] 3,6 Km/h max distanza percorribile 3000 (metri) su ipotesi di durata di volo di 50' lunghezza progetto (metri) per tornare alla base step 4111, missioni necessarie

11 I SENSORI SPORTCAM COMPATTE MIRRORLESS REFLEX POTERE RISOLUTIVO OBIETTIVO DIMENSIONE PIXEL DIMENSIONE SENSORE TIPOLOGIA DEL SENSORE

12 LA RESTITUZIONE DEI PRODOTTI FOTOGRAMMETRICI

13 LA DIMENSIONE MULTISPETTRALE GUARDARE UN OGGETTO DA VICINO CI INVITA E VOLERLO CONOSCERE IN PROFONDITA INDAGANDO ANCHE OLTRE AL VISIBILE

14 CAMERE IR O NIR RGB NIR-GB

15 LIDAR RIEGL VUX-1

16 TERMOCAMERE

17 IL TEMPO COME NUOVA PROSPETTIVA LA FACILITA E LA VELOCITA DI RIPETIZIONE DEI RILIEVI E LE POSSIBILITA DI COREGISTRAZIONE APRONO NUOVE PROSPETTIVE CON RILIEVI DI PROSSIMITA RIPETUTI NEL TEMPO

18 CALCOLO DI VOLUMI

19 Calcolo di volumi di cava 1 febbraio 2013 Hexakopter Mikrokopter con sistema di navigazione NAV Flight Control, GPS (MKGPS) LEA 4H Ublox. Raggio di operatività : 200m payload: Nikon J1 Rilievo per la misura di volumi di cava.. Modello 3D Immagine campione Cava di Travo (PC) Inquadramento cartografico

20 Calcolo di volumi di cava (Gossolengo PC) (2013) Rilievo per la misura di volumi di cava a Gossolengo. (PC) (1 ha) Hexakopter Mikrokopter Polimi Immagine campione Gossolengo (PC) Inquadramento cartografico

21 Calcolo di volumi di cava (Gossolengo PC) (2013) Prodotti del rilievo: Ortofoto Modello 3D DSM del cumulo per calcolo volumi Comparazione di soluzioni con SW differenti Valutazione di differenti configurazioni di appoggio Modello 3D

22 Calcolo di volumi (Diga del Fusine) (2015) Rilievo per la misura di accumuli di fango e detriti sul fondo della diga del Fusine Hexakopter Immagine campione Grosio (SO) Inquadramento cartografico

23 Calcolo di volumi (Diga del Fusine) (2015) Prodotti del rilievo: Ortofoto Modello 3D DSM del cumulo per calcolo volumi Confronto delle superfici prima e dopo la pulizia dell invaso Modello 3D

25 Calcolo volume di coltre nevosa (In collaborazione con sez. CIMI) Rilievo realizzato per la valutazione dei volumi della coltre nevosa presso il nevaio Malghera in valgrosina per valutazioni idrologiche. (20 ha) Sensefly swinglet CAM Terradat Rilievo estivo Immagini campione Malghera SO) Inquadramento cartografico

26 Calcolo volume di coltre nevosa (In collaborazione con sez. CIMI) Rilievo realizzato per la valutazione dei volumi della coltre nevosa presso il nevaio Malghera in valgrosina per valutazioni idrologiche. (20 ha) Sensefly swinglet CAM Terradat Rilievo invernale Immagini campione Malghera SO) Inquadramento cartografico

27 Calcolo volume di coltre nevosa (In collaborazione con sez. CIMI) Prodotti del rilievo: Ortofoto estiva/invernale Modelli 3D DSM estivo/invernale Calcolo del volume della coltre nevosacome differenza dei DSM Modello 3D Modello 3D

28 Calcolo volume di coltre nevosa (In collaborazione con sez. CIMI)

29 VERIFICHE DI STABILITA

30 Modelli 3D della Cascina Linterno (MI) (2013) Rilievo della cascina Linterno per una valutazione qualitativa equantitativa dello stato di conservazione dei tetti (1 ha) Hexakopter Mikrokopter Polimi Volo realizzato con 4 strisciate a 40 metri di quota di lunghezza 50m e interasse 15m, GSD = 1cm Cascina Linterno (Mi) Immagine campione

31 Modelli 3D della Cascina Linterno (MI) (2013) Prodotti del rilievo: Ortofoto di precisione Modello 3D dei tetti

32 Modelli 3d di edifici agricoli 22 gennaio 2014 Hexakopter Mikrokopter con sistema di navigazione NAV Flight Control, GPS (MKGPS) LEA 4H Ublox. Raggio di operatività : 200m payload: Nikon J1 Rilievo della cascina Acquabella (MI) all interno di un laboratorio didattico di fotogrammetria Modello 3D Immagine campione Cascina Acquabella Milano (MI) Inquadramento cartografico

33 Indagine strutturale e rilievo di ponti e viadotti (2014) Rilievo di un ponte/viadotto in località «Santa Giulia» come test per l applicazione di UAV alla verifica di ponti e viadotti (0.5 ha) Hexakopter Mikrokopter Polimi Immagine campione Santa Giulia Milano (MI)

34 Indagine strutturale e rilievo di ponti e viadotti (2014) Modello 3D e DSM superfici Prodotti del rilievo: Ortofoto di precisione del ponte da vista nadirale Ortofoto di precisione del ponte da vista laterale Modello 3D del ponte DSM di spalle e superficie asfaltata Analisi dello stato dell asfalto Analisi stato conservativo della struttura

35 SVILUPPO DELLA VEGETAZIONE

36 Rilievo RGB + NIR multitemporale aree boscate Parco Adda Nord ( ) Rilievo multispettrale-multitemporale su 10 aree al fine di valutare la presenza di specie arboree alloctone all interno del parco Adda Nord da immagini RGB+NIR (100 ha) Sensefly swinglet CAM Terradat Immagini campione Parco Adda Nord Inquadramento cartografico

37 I VOLI Parco Adda Nord Zona da rilevare e punti di appoggio rilevati con strumentazione GPS + piano di volo

38 TRIANGOLAZIONE DEI BLOCCHI Per ogni stagione i due blocchi di immagini RGB e NIR-GB sono stati simultaneamente orientati mediante Agisoft Photoscan

39 MODELLI 3D Dai blocchi RGB dei voli estivi (massimo di copertura fogliare) sono ricavati i DSM.

40 Rilievo RGB + NIR multitemporale aree boscate Parco Adda Nord ( ) Prodotti del rilievo: Ortofoto Mulisensore/Multitemporali Modello 3D DSM Analisi multispetrale/multitemporale per il riconoscimento automatico di specie alloctone Ortofoto NIR

41 ORTOFOTO Le 6 ortofoto coregistrate RGB e NIR-GB, in Estate, Autunno e Primavera (Cisano)

42 INDAGINI GEOLOGICHE E GEOTECNICHE

43 Ricostruzione versante (In collaborazione con sez. Geologia e Geoscienze) 2014 Rilievo di una scarpata franosa presso le rive dell Adda in località Trano (Valtellina) Hexakopter Mikrokopter Polimi Immagine campione Tirano Inquadramento cartografico

44 Ricostruzione versante (In collaborazione con sez. Geologia e Geoscienze) 2014 Prodotti del rilievo: Modello 3D Ortofoto del versante Calcolo delle quote delle fratture del terreno Modello 3D

45 ..E MOLTO ANCORA DA INVENTARE

46 Rilievo da pallone di fontana monumentale in piazza Leonardo da Vinci Balloon starter kit gonfiato ad elio. Raggio di operatività(lunghezza cavo ancoraggio) : 500m payload: Nikon Coolpix Modello 3D Rilievo con finalitàdidattiche realizzato durante il corso di fotogrammetria con attrezzatura «low-cost». Piazza Leonardo da Vinci Milano (MI) Inquadramento cartografico Immagine del rilievo

47 Point of view GRAZIE PER L ATTENZIONE!!

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