RPAS e fotogrammetria per applicazioni forestali 24 ottobre 2014 Politecnico di Torino - DIATI MARCO PIRAS ANDREA LINGUA IRENE AICARDI PAOLO MASCHIO Università di Padova EMANUELE LINGUA MARCO PELLEGRINO FRANCESCO PIROTTI
Sommario La Geomatica e le applicazioni forestali I droni e la ricerca in ambito forestale Esempi di applicazioni di RPAS per scopi forestali Rilievo integrato TLS e RPAS Conclusioni
La geomatica e le applicazioni forestali Remote Sensing LiDAR da Aereo
La geomatica e le applicazioni forestali GIS Fotogrammetria
La geomatica e le applicazioni forestali DTM e DSM GNSS
La geomatica e le applicazioni forestali GNSS Termografia
I droni come strumenti di acquisizione dati ALA FISSA MULTI ROTORE Principali differenze: - Payload - Durata del volo - Stabilità - Schemi e tipologie di acquisizioni (es. hovering) - Orientamento sensori - Range di operatività -.
I droni come strumento di acquisizione dati Una soluzione di tipo «low cost» è possibile?
Il nostro sistema RPAS Navi control Antenna GPS Hexacopter di Mikrokopter http://www.mikrokopter.de Fotocamera Payload: 1.5 kg Volo: 10-15 minuti payload durata di volo
Pianificazione del volo Software Mikrokopter Tools: - altezza di volo - direzione - strisciate generazione dei WAYPOINTS
Quali prodotti vogliamo ottenere? Nuvole di punti dense 3D Ortofoto DTM / DSM
Pianificazione del rilievo Acquisizioni con UAV Operazioni in laboratorio Operazioni sul campo Misurazione dei vertici GNSS Operazioni non necessarie sul campo Approccio fotogrammetrico Rilievo dei marker Tempo: 2-5 Ore Triangolazione fotogrammetrica Tempo: 2 Ore Ricostruzione del modello 3D Generazione di DTM e ortofoto Esempiodi schema per l acquisizione e il trattamentodatida UAV per un applicazione ambientale Generazione di ortofoto solide
I casi studio Beaulard H rel = 70m
I casi studio Asiago H rel = 70m
I casi studio
I casi studio
I casi studio
Allineamento delle immagini AGISOFT -PHOTOSCAN
funziona sempre?? Su vaste aree (esempio di ca 12ha) lavorando a chunk separati, si possono ottenere matching errati o molto parzializzati
funziona sempre?? Facendo uno sfoltimento delle immagini per rendere la procedura più rapida, si ottegono dei buchi.
Nuvola di punti
Nuvola densa di punti
Generazione della Mesh
Applicazioni della texture
Georeferenziazione
I prodotti sono sempre corretti?? Possibili cause: 1) Movimento chiome o rami per il vento 2) Effetto di evapotraspirazione 3) Difficoltà riconoscimento marker
Il modello 3D 105 Milioni di punti (σ= 7 cm) Asiago Gruppach
Ortofoto e DSM - DDSM Ortofoto: passo 5 cm DDSM: passo 5 cm passo 10 cm
Applicazioni in ambito forestali Lunghezza: 400 m 234 alberi 369 m3 (conifere)
Applicazioni in ambito forestali Alberi identificati: 227 360 m3
Applicazioni in ambito forestali
Applicazioni in ambito forestali Integrazione dato LiDAR aereo con soluzione fotogrammetrica
Integrazione UAV e TLS RILIEVO FOTOGRAMMETRIA LiDAR UAV LASER SCANNER FUSIONE DELLE NUVOLE DI PUNTI NUVOLA DI PUNTI DENSA AEREA NUVOLA DI PUNTI DENSA TERRESTRE
Rilievo TLS FARO CAM 3D Focus 8 scansioni Risoluzione1/5 ~ 1pto ogni 7 mm a 5 m ~ 244000 punti/ s 5 minuti di scansione
Rilievo TLS Esempio di scansione LiDAR
La georeferenziazione 40 Marker Rilievo dei marker con Stazione Totale Colorazione delle scansioni Ricerca automatica dei marker Ricerca manuale dei marker Allineamento finale
La nuvola di punti laser 77 Milioni di punti
Fotogrammetria Integrazione di dati LiDAR Modello 3D aereo Modello 3D terrestre Possiamo integrare questi due dati?? SI!!!! perché le due acquisizioni/elaborazioni sono state svolte utilizzando lo stesso sistema di riferimento
Integrazione di dati Fotogrammetria 17 Milioni di punti Fusione delle due elaborazioni in un unica nuvola di punti LiDAR 77 Milioni di punti
Integrazione di dati
Il risultato finale Nuvola di punti finale
Conclusioni - Gli RPAS (anche lowcost) sono sicuramente strumenti validi per applicazioni forestali - RPAS è una soluzione rapida ed economica per ottenere validi prodotti (DSM, ortofoto, nuvole dense) con precisioni accettabili in ambito forestale - RPAS come strumento per acquisire altri tipi di dati (LiDAR, termico, NIR ) con soluzioni low cost - L integrazione di dati può sopperire alla carenza dalla soluzione fotogrammetrica - Prossima soluzione Fotogrammetria Diretta
RPAS e fotogrammetria per applicazioni forestali 24 ottobre 2014 Politecnico di Torino - DIATI MARCO PIRAS ANDREA LINGUA IRENE AICARDI Università di Padova EMANUELE LINGUA MARCO PELLEGRINO FRANCESCO PIROTTI