Il rilievo sulla cava di Roccarainola è stato effettuato usando tecniche di fotogrammetria aerea con drone e GPS a terra
Fotogrammetria aerea con drone e GPS a terra sono state le tecnologie chiave per restituire un rilievo di altissima precisione in tempi brevi.
L’oggetto di questo rilievo è una cava sita nel comune di Roccarainola (NA).
La cava si presenta come una parete a “forma di C” con un’altezza complessiva di circa 300 metri ed un larghezza massima di circa 600 metri. Scopo del rilievo era quello di ottenere un modello tridimensionale da cui estrapolare una planimetria con le curve di livello, anch’esse tridimensionali, e l’insieme di impianti e fabbricati a servizio della cava, il tutto georeferenziato in coordinate WGS84, ROMA40 e su catastale.
Altra finalità del rilievo era, inoltre, quella di eseguire una verifica ed un picchettamento del limite autorizzativo della cava. Per eseguire tale rilievo, ottimizzando risultati e tempistiche, è stato deciso di eseguire un rilievo fotogrammetrico con drone, georeferenziato con il supporto di un GPS a terra.
La prima fase del rilievo ha consistito nel posizionamento a terra di alcuni target fissi, che sono stati distribuiti sull’area sia da un punto di vista planimetrico che altimetrico. Tali target hanno la funzione di georeferenziare il rilievo da drone con la precisione di un GPS da terra professionale, i target vengono infatti ripresi dalle foto scattate con il drone e vengono anche “battuti” con il GPS. Successivamente, in fase di elaborazione, ai target sul modello tridimensionale vengono assegnate le coordinate rilevate con il GPS ed il modello viene allineato.
Purtroppo sulla parete rocciosa, ed in vicinanza alla stessa, il GPS non riusciva a collegarsi ad un numero di satelliti sufficiente, e quindi i target posizionati in quelle zone non sono stati rilevati da tale strumento, e la georeferenziazione è stata eseguita utilizzando solamente i target sul piazzale, rilevato con un errore <2cm. Se ci fosse stata la possibilità di eseguire un sopralluogo preliminare al rilievo, venuti a conoscenza della mancanza di segnale, si sarebbe potuto porre rimedio utilizzando una stazione totale.
Il rilievo da drone è stato eseguito in volo manuale, partendo dalla parte più alta della cava. Inizialmente è stato eseguito un volo con camera in posizione nadirale, successivamente è stata ripresa frontalmente la parete verticale fino ad una quota di circa -100 metri rispetto al piano di decollo. A seguire si riportano alcune delle foto scattate da drone:
Allo stesso modo è stato eseguito il rilievo della parte bassa, decollando però dal piazzale ovale ai piedi della parete rocciosa, di seguito una mappa con le posizioni dei punti di ripresa della camera. Per l’esecuzione del rilievo, tra parete verticale e piazzale completo di edifici ed impianti è stata rilevata un’area di circa 40 ha, sono state necessarie circa 8 ore.
Successivamente le immagini (circa 2800 foto) sono state elaborate con un software di fotogrammetria (PIX4D). Tale software, attraverso numerosi calcoli riesce a ricostruire un modello tridimensionale dell’oggetto, chiamato nuvola di punti densa (dense point cloud). Di seguito vengono riportate sinteticamente le fasi attraverso cui vengono elaborate le immagini:
- Structure from motion (SfM) e Multiview Stereo Reconstruction (MVS): il software analizza i dati gps delle immagini riuscendone a dedurre la posizione di scatto, successivamente dà avvio ad un processo di triangolazioni a stelle proiettiva (bundle adjustement). Quindi vengono definiti dei punti chiave che hanno delle proprie coordinate (tie points) che costituiscono la nuvola di punti sparsa (sparse point cloud). Successivamente partendo dai punti chiave, la nuvola viene infittita fino alla nuvola di punti densa.
- Mesh Reconstruction: i punti della nuvola densa vengono uniti con delle superfici poligonali generalmente triangolari, dette mesh, che costituiscono una superficie continua.
- Attribuzione del colore: la mesh in origine non ha colore, questo viene attribuito con un processo chiamato texture mapping: le immagini di partenza vengono “spalmate” sulla mesh, ottenendo così una superficie colorata con una qualità visiva pari alla qualità della macchina fotografica.
Al termine di tale processo il modello è stato georeferenziato importando le coordinate dei GCP (Ground Control Point) ed utilizzando l’apposito editor del software per il riconoscimento dei target sulle foto. Il software inoltre ha estrapolato in modo automatico un’ortofoto georeferenziata e misurabile di tutta l’area del rilievo con una risoluzione di circa 2,5 cm/pixel.
A questo punto la nuvola georeferenziata è stata importata su Cloud Compare, software open source che permette di eseguire diverse operazioni sulle nuvola di punti, qui è stato definito un piano orizzontale e sono state eseguite delle sezioni ogni metro.
L’elaborazione è proseguita in ambiente cad, dove è stato eseguito un po’ di editing per rendere gli elaborati più puliti e leggibili e dove sono stati impaginati.
Infine dal cad sono state estrapolate le coordinate dei punti che definiscono il perimetro autorizzativo, quindi sono state caricate sul GPS e , tornati sul posto, si è proceduto al picchettamento.
In totale per il rilievo, l’elaborazione dei dati e le fasi di editing e impaginazione sono stati necessari circa 12gg lavorativi.
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