Rilievo fotogrammetrico: cos’è e a cosa serve la Nuvola di Punti

Nell’articolo: “Fotogrammetria con drone: restituzione finale di un rilievo aerofotogrammetrico” abbiamo iniziato a conoscere il rilievo fotogrammetrico eseguibile grazie all’impiego dei SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto). Settore in continua espansione ed evoluzione, vede l’impiego, ogni anno, di sofisticati sistemi di rilevamento, destinati a molteplici scopi. Tra le tante restituzioni finali dei rilievi aerofotogrammetrici troviamo la nuvola di punti.

Sin dai tempi più antichi, l’uomo ha cercato, attraverso diversi metodi e impiegando svariati strumenti, di calcolare le distanze, eseguire calcoli matematici complessi per rilevare misure e colmare distanze apparentemente insormontabili. Grazie all’evoluzione della tecnologia e alla nascita di nuovi e sempre migliori sistemi di misurazione, oggi siamo arrivati al punto di poter eseguire dei rilievi, che prima sarebbero stati considerati semplicemente impossibili.

L’introduzione nel settore della fotogrammetria dell’uso dei droni, ha spalancato le porte su un ventaglio davvero variegato di possibilità, per l’acquisizione semplificata e rapida di dati geometrici. Sicuramente non è un lavoro in cui è possibile improvvisare ed è invece necessario un know-how ricercato e specifico. Per ottenere i migliori risultati possibili, è quindi consigliato rivolgersi ad imprese che operano nel settore sin da quando è nato, molti anni fa (è questo il caso specifico di Overfly che opera nel campo della fotogrammetria con droni, da ormai svariati anni).

 

Nuvola di punti: che cos’è

La point cloud altro non è che un insieme di punti, identificati attraverso la propria posizione su un sistema di coordinate (xyz). Si tratta quindi di una raccolta estesa di moltissimi punti (migliaia, se non addirittura milioni) posizionati nello spazio digitale. Questi possono essere acquisiti tramite rilievo fotogrammetrico, oppure con laser scanner 3D. L’acquisizione di questi dati serve per ricreare rappresentazioni 3D.

Rilievo fotogrammetrico

In altre parole una nuvola di punti è la rappresentazione tridimensionale di un ambiente reale rilevato tramite un drone. Con questo sistema è possibile rilevare sia oggetti, che ambienti e superfici, piane o meno. Ogni punto rilevato è dotato di coordinate note (sugli assi x, y, z) rispetto ad un sistema di riferimento e all’intensità cromatica. Quindi una nuvola di punti contiene tutte le informazioni utili per la rappresentazione tridimensionale di un certo oggetto/superficie.

La point cloud è diventata un elaborato indispensabile nel campo topografico. Elaborazione precisa e dettagliata di un’area rilevata, anche di notevoli dimensioni. Un rilievo reso possibile, vista la complessità, ma soprattutto l’estensione delle zone scansionate, esclusivamente grazie all’impiego di droni. Una nuvola di punti è ottenibile solo se l’acquisizione fotografica dell’area interessata, è fatta correttamente, adottando qualche semplice accorgimento pratico. Il segreto è misurare pochi punti caratteristici necessari per l’inquadramento metrico  e la georeferenzazione.

Rilievo fotogrammetrico, nuvola di punti e topografia

Abbiamo quindi detto che una nuvola di punti è un modello matematico tridimensionale di un oggetto, o di una superficie. Questo è ottenuto tramite l’acquisizione fotografica di una data area, o di uno specifico oggetto, dei quali sono rilevati milioni di punti. Di ciascun punto sono note le relative coordinate ed eventualmente altre caratteristiche quali, ad esempio, colore, scala cromatica, riflettanza, ecc…

Rilievo fotogrammetrico

La point cloud è ottenuta attraverso l’elaborazione dei dati acquisiti da parte di uno specifico software (in commercio oggi ne esistono molti). Di solito questo prodotto può essere salvato in svariati formati: LAS, LAZ, PLY, BIN, XYZ, ASCII e può inoltre essere esportato anche in ambiente CAD o GIS.

La nuvola di punti è diventata ormai indispensabile in ambito topografico. È infatti un elaborato necessario per ottenere una corretta e fedele rappresentazione dell’andamento del terreno.

Point Cloud: a cosa serve

Una volta elaborata, la nuvola di punti ha molteplici impieghi e le operazioni effettuabili con questo elaborato sono tante:

  • visuale tridimensionale dell’area sorvolata dal drone per il rilievo fotogrammetrico
  • misurazione di distanze,
  • calcolo di aree e volumi tra punti
  • confronto tra diversi modelli
  • isolamenti di porzioni di nuvola per studi e ricerche
  • utilizzazione dei punti come linee guida di modelli di disegno e delle restituzioni topografiche
  • interpretazione dei dati di colore, o di riflettanza, per analisi strutturali, o di tipologia colturale
  • generare un modello Mesh oppure un DTM
  • Esportazione e/o elaborazione di BIM
  • Stampa 3D

Con una nuvola di punti elaborata correttamente sono quindi possibili le seguenti operazioni:

  • Esplorazione a 360° della nuvola
  • Estrazione di una porzione di nuvola
  • Stilizzazione dei colori
  • Calcolare la densità – La densità di una nuvola di punti è direttamente proporzionale al tempo di acquisizione. Più è lunga la scansione, più è dettagliata, maggiori saranno i punti acquisiti.

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