RILEVAMENTO CON DRONI:

ATTIVITÀ CON DRONI AEREI: QUALI MEZZI E QUALI SENSORI PER RILEVAZIONI SEMPRE PIÙ AFFIDABILI RILEVAMENTO CON DRONI: VALUTAZIONI QUANTITATIVE E ASPETTI CRITICI CRISTINA CASTAGNETTI UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA

MOTIVAZIONE Opportunità professionali: Esecuzione voli Elaborazione dati e creazione prodotti Utilizzo prodotti per altri scopo

MOTIVAZIONE Opportunità professionali: Esecuzione voli Elaborazione dati e creazione prodotti Utilizzo prodotti per altri scopo Ambito: Qualitativo ispezioni Quantitativo fotogrammetria / telerilevamento di prossimità

OBIETTIVI Aspetti critici: Progettazione del rilievo aereo Ruolo del rilievo a terra Importanza del sistema di riferimento Tipologie di prodotti

OBIETTIVI Aspetti critici: Progettazione del rilievo aereo Ruolo del rilievo a terra Importanza del sistema di riferimento Tipologie di prodotti Valutazioni quantitative: Esperimento collaborativo SIFET Dataset e software Tante analisi Tanti spunti di riflessione Qualità del risultato

OBIETTIVI Aspetti critici: Progettazione del rilievo aereo Ruolo del rilievo a terra Importanza del sistema di riferimento Tipologie di prodotti Valutazioni quantitative: Esperimento collaborativo SIFET Dataset e software Tante analisi Tanti spunti di riflessione Qualità del risultato Affidabilità Processi efficienti ed efficaci

ASPETTI CRITICI

ASPETTI CRITICI Progettazione rilievo Chiare tipo e caratteristiche prodotto finale Conoscere oggetto/area da indagare Conoscere le finalità Conoscere caratteristiche mezzo e sensore

ASPETTI CRITICI Progettazione Chiare tipo e caratteristiche prodotto finale Conoscere oggetto/area da indagare Conoscere le finalità Conoscere caratteristiche mezzo e sensore

ASPETTI CRITICI Rilievo a terra Necessità punti noti GCP Punti naturali o artificiali Georeferenziazione Controlli e verifiche qualità processing Tecniche integrate (GPS, TS)

ASPETTI CRITICI Sistema di riferimento GCP stabili Rigore nelle fasi di rilievo Durabilità nel tempo Significatività confronti epoca-epoca Monitoraggio

ASPETTI CRITICI Problemi: Cattivo allineamento Scarsa qualità ortofoto Ortofoto incompleta

ASPETTI CRITICI Prodotti disponibili: Ispezioni

ASPETTI CRITICI Prodotti disponibili: Ispezioni Modello 3D a nuvola di punti

ASPETTI CRITICI Prodotti disponibili: Ispezioni Modello 3D a nuvola di punti Modello 3D a superfici (DTM / DSM)

ASPETTI CRITICI Prodotti disponibili: Ispezioni Modello 3D a nuvola di punti Modello 3D a superfici (DTM / DSM) Ortofoto

ASPETTI CRITICI Prodotti disponibili: Ispezioni Modello 3D a nuvola di punti Modello 3D a superfici (DTM / DSM) Ortofoto Mappe tematiche / Analisi specializzate

VALUTAZIONI QUANTITATIVE

VALUTAZIONI QUANTITATIVE Benchmark SIFET - Esperimento collaborativo Avvicinare gli utenti alle metodologie fotogrammetriche con acquisizioni da SAPR attraverso la condivisione di un dataset triplo Dimostrare l utilità di tali metodologie nella ricostruzione 3D in una configurazione (SAPR+camera) di largo utilizzo Verificare le prestazioni e i limiti dei software di maggiore utilizzo in termini di accuratezza metrica (uso di punti di verifica e confronto con dati ottenuti da scansione laser) con l uso di due diverse camere compatte Confrontare le esperienze di elaborazione dei dati e le soluzioni

DATASET E SOFTWARE Nome dataset Contenuti Note Foro GoPro.zip Immagini nadirali da SAPR camera: GoPro Hero 3 Black Edition Foro S100.zip Immagini nadirali da SAPR camera: Canon PowerShot S100 Foro Topo.zip Punti di controllo e relative monografie coordinate in sistema locale Foro Ortofoto.zip Ortofoto ottenuta da dati GoPro e S100 coordinate in sistema locale Foro Laser scanner.zip Dati da scansione laser dataset per confronto tra nubi Software utilizzati Agisoft PhotoScan PhotoModeler Zephyr Aerial Pix4D Mapper VisualSFM CloudCompare Apero MicMac Note Software con licenza Software con licenza Software con licenza Software con licenza Software open source Software open source per il confronto di nubi di punti Software open source

DATASET Canon PowerShot S100

DATASET GoPro Hero3 black ed.

PARTECIPANTI Totale richieste: 32 Invio risultati: 12 (responsi completi)

TIPOLOGIE DI ANALISI SVOLTE Valutazione delle qualità dei modelli 3D in base all uso dei GCP (numero, distribuzione spaziale, accuratezza) e del software scelto; Confronto fra nuvole (fotogrammetria da drone VS Laser Terrestre) Valutazione delle prestazioni ottenute dopo elaborazione delle immagini acquisite dalle due camere nelle diverse configurazioni di utilizzo dei GCP. Scelta del software GoPro Hero3 Canon S100 Configurazione GCP Configurazione GCP Confronto con check points Confronto con nube laser Confronto con check points Confronto con nube laser

SESSIONE BENCHMARK TIPOLOGIE DI TIPOLOGIE ANALISI DI ANALISI SVOLTE DAGLI UTENTI

UTENTE: PAOLO ROSSI UNIV. MODENA E REGGIO EMILIA ALESSANDRA GARRAFFA UNIV. PALERMO FRANCESCO STECCHI - PROFESSIONISTA RISULTATI Per il software Zephyr Aerial i risultati degli utenti presentano residui di entità variabile e, in generale, maggiore dei due software confrontati in tabella. Tuttavia non viene documentato dagli utenti il peso della procedura di AT, a partire dai punti di controllo, nella determinazione dei parametri della camera

UTENTE: ALESSANDRA GARRAFFA UNIV. PALERMO RISULTATI Software: Agisoft Photoscan, Pix4D Mapper, camera: S100 Valutazione delle qualità dei modelli ottenuti in base a 1) accuratezza dei GCP, 2) distribuzione dei GCP, Realizzazione di diversi scenari: accuratezza dei GCP pari a 0.5 cm con stima di tutti i parametri di calibrazione della camera; accuratezza dei GCP pari a 2 cm con stima di tutti i parametri di calibrazione della camera; varie configurazioni nell uso di GCP e CP

UTENTE: ALESSANDRA GARRAFFA UNIV. PALERMO Software: Agisoft Photoscan, Pix4D Mapper, camera: S100 RISULTATI e CONSIDERAZIONI RISULTATI i residui sui GCP e CP assumono valori tra loro molto diversi nelle varie configurazioni (da 1 fino a 15 cm); l accuratezza dei GCP influenza i residui: in Photoscan si registrano dei residui maggiori nei progetti effettuati con una accuratezza pari a 2 cm mentre, al contrario, in Pix4d si ottengono degli scarti superiori con una accuratezza fissata a 0,5cm; blocchi maggiormente vincolati come le configurazioni 3 e 4, con 6 GCP e le configurazioni 5 e 6, con 8 GCP mostrano valori di residui ridotti rispetto alle configurazioni meno vincolate.

UTENTE: RISULTATI ANDREA PIEMONTE UNIV. DI PISA SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Agisoft Photoscan ANALISI Indagine con camera GoPro Hero 3 e Canon S100 Analisi dei residui su tutti i GCP con camera GoPro Hero 3 e doppia impostazione, «Frame Camera» e «FishEye», dopo procedura di: 1) allineamento; 2) allineamento e ottimizzazione 3) allineamento, ottimizzazione e ri-allineamento Indagine con camera Canon S100 dopo aggiunta di GCP e allineamento con almeno 4 punti/fotogramma.

UTENTE: RISULTATI ANDREA PIEMONTE UNIV. DI PISA SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Agisoft Photoscan, camera: GoPro Hero 3, Impostazione: frame camera: confronto con nube laser dopo allineamento dopo allineamento e ottimizzazione dopo allineamento, ottimizzazione e ri-allineamento

UTENTE: RISULTATI ANDREA PIEMONTE UNIV. DI PISA SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Agisoft Photoscan, camera: GoPro Hero 3, Impostazione: fisheye: confronto con nube laser dopo allineamento dopo allineamento e ottimizzazione dopo allineamento, ottimizzazione e ri-allineamento

UTENTE: RISULTATI ANDREA PIEMONTE UNIV. DI PISA SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Agisoft Photoscan, camera: S100, Impostazione: frame camera: confronto con nube laser dopo allineamento, ottimizzazione e ri-allineamento dopo allineamento con almeno 4 punti/fotogramma

UTENTE: LIVIO PINTO POLITECNICO DI MILANO SESSIONE BENCHMARK RISULTATI RISULTATI Software: Agisoft Photoscan, camera: S100, confronto fra nube densa (creata in modalità medium ) e nube laser. S100 DC M stat x[m] y[m] z[m] mean 0,000 0,000 0,004 std 0,012 0,011 0,022 SC = sparse cloud DC = dense cloud Accuracy/Quality: LST = lowest L = low M = medium H = high «.. si vedono chiaramente le fughe del materiale tra le pietre. Dando per scontato che ciò non dipende dalla fotogrammetria, credo che ciò sia dovuto al dato laser che quindi ha risposto differentemente sui due materiali. Ne consegue che le differenze sono da imputare solo in parte alla fotogrammetria.» Pinto L.

UTENTE: LIVIO PINTO POLITECNICO DI MILANO SESSIONE BENCHMARK RISULTATI RISULTATI Software: Agisoft Photoscan, camera: GoPro Hero 3, confronto fra nube densa (creata in modalità medium ) e nube laser. GoPro DC M stat x[m] y[m] z[m] mean 0,000 0,000-0,006 std 0,013 0,014 0,038 SC = sparse cloud DC = dense cloud Accuracy/Quality: LST = lowest L = low M = medium H = high

UTENTE: MARINA SANTISE, GIANFRANCO FORLANI UNIVERSITÀ DI PARMA PAOLO ROSSI UNIV. DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA RISULTATI SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Pix4D Mapper, camera: GoPro, confronto tra nube densa e nube laser. Software: Pix4D Mapper, camera: S100, confronto tra nube densa e nube laser.

UTENTE: MARINA SANTISE, GIANFRANCO FORLANI UNIVERSITÀ DI PARMA PAOLO ROSSI UNIV. DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA RISULTATI SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Visual SFM, camera: GoPro, confronto tra nube densa e nube laser. Software: Visual SFM, camera: S100, confronto tra nube densa e nube laser.

UTENTE: IRENE AICARDI POLITECNICO DI TORINO SESSIONE BENCHMARK Software: MicMac, camera: GoPro, confronto tra nube densa e nube laser. RISULTATI RISULTATI Software: MicMac, camera: S100, confronto tra nube densa e nube laser. Confronto nubi GoPro - Laser stat Diff [m] media 0,045 st dv 0,043 Confronto nubi S100 - Laser stat Diff [m] media 0,036 st dv 0,038

UTENTE: MARINA SANTISE, GIANFRANCO FORLANI UNIVERSITÀ DI PARMA PAOLO ROSSI, CRISTINA CASTAGNETTI UNIV. DI MODENA E REGGIO EMILIA RISULTATI SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Software: Zephyr Aerial, camera: GoPro, confronto tra nube densa e nube laser. Software: Zephyr Aerial, camera: S100, confronto tra nube densa e nube laser.

UTENTE: VALENTINA ALBANO, MARCO CERRATTI, MICHELE CURUNI RIASSUMENDO LEICA GEOSYSTEM SESSIONE BENCHMARK RISULTATI Risultati con accuratezze di ordine centimetrico ma differenti, in modo anche significativo, in base ai software ed alle impostazioni utilizzate; Risultati «ripetibili» con camera S100 nelle tre componenti e «instabili» con camera GoPro (soprattutto nella componente verticale e nelle zone periferiche delle riprese); Benefici nell uso di GCP di elevata accuratezza attenzione da porre nel rilievo d appoggio, e utilizzo di target (anche con collimazione automatica); Esigenza di confronti con modelli di riferimento o validazione attraverso checkpoints.

CONCLUSIONI Nuove opportunità professionali Rigore metodologico e approccio sempre critico nella lettura dei risultati Affidabilità Qualità del lavoro

ATTIVITÀ CON DRONI AEREI: QUALI MEZZI E QUALI SENSORI PER RILEVAZIONI SEMPRE PIÙ AFFIDABILI cristina.castagnetti@unimore.it