Francesco Mancini DIEF Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, via P. Vivarelli, Modena

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1 Francesco Mancini DIEF Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, via P. Vivarelli, Modena

2 Monitoraggio: definizioni Rilevazione periodica, sistematica e ripetibile di parametri chimici, fisici, biologici e geometrici, mediante appositi sensori, allo scopo di controllare la situazione o l'andamento di sistemi anche complessi; Descrizione quantitativa o qualitativa dell evoluzione di fenomeni utile ad evidenziare eventuali situazioni di criticità richiede Confronto fra indagini successive Analisi dell evoluzione del parametro o fenomeno monitorato Analisi dell affidabilità dei risultati Monitoraggio con droni: ambiti di applicazione I droni (aerei, terrestri, marini) permettono l esecuzione di monitoraggi in vari ambiti: Indagini su geometrie, forme, volumi (con camere fotografiche) Indagini su proprietà spettrali (camere multispettrali e termiche) Indagini su proprietà fisico-chimiche (sensori per il campionamento/analisi parametri) LA RIPETIBILITA RICHIEDE UN POSIZIONAMENTO MOLTO ACCURATO del velivolo con «appoggio» a terra

3 Payload: tipologie di sensori FOTOGRAMMETRICI Camere Reflex, compatte Action camera LIDAR Range < 100 m Hokuyo s URG-04LX Range: 20 cm - 4 m Risoluzione: 1 mm Apertura: 260, ris. ang.: 0,36 Consumi: 5 V; 500 ma Riegl VUX-1 25mm a 150mt di distanza; punti/sec 3.85kg TERMICI Risoluzione: mk MULTISPETTRALI Risoluzione: 3-n bande FLIR Sens.: mk Operating range: -40 C to +80 C TETRACAM ADC Lite Res.: 3.2 Mpix Spectral range: nm Ground Res.: 5cm at 120 m (FOV: 100x75m) OPTRIS PI450 Sens.: 40 mk Operating range: -20 C to +900 C Res.: pix Spc. range: 7,5-13 m

4 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (strutture, terreno..) Computer Vision e algoritmi Structure from Motion (SfM) Bryson M, Johnson-Roberson M, Murphy RJ, Bongiorno D (2013) Kite Aerial Photography for Low-Cost, Ultra-high Spatial Resolution Multi-Spectral Mapping of Intertidal Landscapes. PLoS ONE 8(9): e doi: /journal.pone

5 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (falesie..)

6 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (falesie..)

7 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (falesie..)

8 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (coste basse, erosione..)

9 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (coste basse, erosione..)

10 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (coste basse, erosione..) Rilevamento simultaneo di una duna con TLS, GPS e UAV: Confronto DSM-UAV con profili GPS; Valutazione della qualità dei DSM (UAV e TLS); TLS - CAM2 Focus 3D Errore di linearità ±2 mm Range da 0,6 m a 120 m Velocità di scansione: 976,000 punti/s Produttore: CAM2 GRS1 Network RTK Errore medio posizione: ±30 mm Produttore: Topcon ESACOTTERO ESAFLY A2500 Camera EOS 550 Reflex Produttore: SAL Engineering

11 Area di studio

12 Misure GNSS di riferimento

13 DSM-UAV: il volo Note sul volo: Durata: 10 min. circa Vel. media: 4 m/s circa Vel. decollo/att. : 1.2 m/s # fotogrammi utilizzati: 880 Tempo di scatto: 1 sec. Quota volo: 40 m

14 DSM(4cm)-UAV: risultati

15 DSM(4cm)-UAV: dettagli Sezione AA

16 DSM(4cm)-UAV: dettagli

17 DSM (UAV-TLS): validazione Mancini F. Dubbini M. Gattelli M. Stecchi F. Fabbri S. Gabbianelli G Using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) for High-Resolution Reconstruction of Topography: The Structure from Motion Approach on Coastal Environments. Remote Sensing, 5,

18 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (dissesti..) Marco Dubbini. SAL Engineering, Comunicazione personale.

19 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (cave)

20 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (cave)

21 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (cave) Nube dei punti densa Modello 3D ottenuto tramite meshing e texturizzazione Porzione del modello 3D con texturizzazione livello 1 Porzione del modello 3D con texturizzazione livello 2

22 Applicazioni. Ricostruzioni 3D (cave) Prodotto generato con software 3DF Zephyr Aerial - Microgeo

23 Applicazioni. Interventi post-sisma Possibili applicazioni in occasione di terremoti: Indagini su situazione nell immediato post-sisma; Supporto alle operazioni di intervento e soccorso; Individuazione dei crolli e vie di accesso/circolazione per personale e mezzi; Ispezioni in luoghi inaccessibili; Organizzazione della logistica; Documentazione del danno e valutazione rischi (inventario dati e localizzazione); Rilevamenti termici per l individuazione di fonti da calore.

24 Applicazioni. Interventi post-sisma Possibili applicazioni in occasione di terremoti: Indagini su situazione nell immediato post-sisma; Supporto alle operazioni di intervento e soccorso; Individuazione dei crolli e vie di accesso/circolazione per personale e mezzi; Ispezioni in luoghi inaccessibili; Organizzazione della logistica; Documentazione del danno e valutazione rischi (inventario dati e localizzazione); Rilevamenti termici per l individuazione di fonti da calore.

25 Applicazioni. Interventi post-sisma Possibili applicazioni in occasione di terremoti: Indagini su situazione nell immediato post-sisma; Supporto alle operazioni di intervento e soccorso; Individuazione dei crolli e vie di accesso/circolazione per personale e mezzi; Ispezioni in luoghi inaccessibili; Organizzazione della logistica; Documentazione del danno e valutazione rischi (inventario dati e localizzazione); Rilevamenti termici per l individuazione di fonti da calore. NECESSITA DI ORGANIZZARE DEL MATERIALE RACCOLTO IN DATABASE GEOGRAFICI

26 Applicazioni. Indagini con sensori termici Marco Dubbini. SAL Engineering, Comunicazione personale.

27 Applicazioni. Sensori multi-spettrali (agricoltura)

28 Applicazioni. Sensori multi-spettrali (agricoltura) Salt&Lemon I droni per l agricoltura. Geomedia, 5,

29 Applicazioni. Sensori multi-spettrali (agricoltura) Salt&Lemon I droni per l agricoltura. Geomedia, 5,