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Il vero segreto della fotogrammetria con Drone

Ogni esperto di fotogrammetria con drone vuole sempre convincere il suo interlocutore parlando di accuratezza e precisione del rilievo.

A volte in cantiere ci capita di lavorare con altre realtà come la nostra ma nonostante non siamo persone suscettibili restiamo di stucco dopo certe affermazioni. L’idea di scrivere questo articolo è nata proprio da un breve aneddoto successo qualche settimana fa. Non faremo nomi ne casi studio perchè sarebbe facile ricostruire il tutto.

L’accaduto

Mentre facciamo un breve briefing su come dividerci i compiti, il committente spiegava ancora una volta la finalità pratica del rilievo e un nostro competitor se ne esce con una frase del tipo: ” sisi ma non ti preoccupare, con il nostro drone arriviamo ad una precisone del millimetro o qualcosa meno, quindi stai tranquillo”.

Capita a volte di trovarsi già in cantiere a dover spiegare in cosa consiste l'accuratezza

Ora, o noi di AF Drones siamo rimasti indietro e utilizziamo tecnologia obsoleta, oppure c’è qualcosa che non quadra. Per bene che vada, noi arriviamo ad un’accuratezza nell’ordine del centimetro qunado parecchie condizioni al contorno ci sono favorevoli. Lasciamo a voi lettori immaginare la nostra faccia nello scoprire che utilizzavamo lo stesso drone.

Accuratezza del rilievo

Se ti hanno detto che la precisione di un rilievo fotogrammetrico con drone è millimetrica possono averti detto una mezza verità, ma andiamo per gradi.

Se parlate con un professionista del settore non dovreste sentirlo parlare di precisione ma di certo userà il termine accuratezza del rilievo. Magari per voi non è rilevante ma da ingegneri ci piace essere professionali fino in fondo.

Il vero pilastro del rilievo aerofotogrammetrico è la Risoluzione Spaziale, ovvero quello che in gergo viene chiamato G.S.D. (Ground Sampling Distance). Il GSD è la distanza, misurata a terra, tra due pixel vicini dell’immagine e possiamo affermare che il GSD dal punto di vista prettamente pratico rappresenta la dimensione del pixel sul campo.

Se ingrandisci tantissimo un’immagine digitale ad un certo punto inizierai a vederla quadrettata. Vedrai tanti quadretti colorati. Quelli sono i pixel. Il GSD ti dice quanto misura sul campo il lato del pixel. Minore il GSD e maggiore è il dettaglio della fotografia.

Il GSD dipende dalla risoluzione della camera a bordo del drone, dalla lunghezza focale della sua ottica e dall’altezza di volo.

Accuratezza: La formula “Segreta”

Ora qualsiasi applicazione di pianificazione di volo vi permette di calcolare in automatico il parametro di restituzione ma noi, vecchia scuola, una volta dovevamo prendere carta e penna e calcolarcelo.

Quindi assodato che oggi, molte app di pianificazione del volo vi consentono, una volta scelta la camera del vostro drone di variare l’altezza in modo tale da avere come dato exif il GSD, è meglio concentrarci sulla quota di volo, unico valore rilevante da dover inserire più che soffermarci sul parametro di risoluzione a terra del rilievo.

Segnatevi bene la formula perchè vi tornerà utile almeno a capire cos state facendo.

RICORDATEVI: Minore è il valore di GSD e più dettagliato sarà il vostro rilievo.

Droni e GPS

I droni hanno al loro interno un GPS che sicuramente aiuta il lavoro dei software nella fase di allineamento delle immagini nella ricostruzione del modello 3D del territorio rilevato ma, per lo meno ad oggi, non hanno una precisione sufficiente per piazzare il modello dove deve effettivamente stare e con un’accuratezza, ad esempio, centimetrica.

Molti di voi avranno sentito parlare di droni dotati di un sistema GPS RTK ad alta precisione (avevamo scritto un articolo tempo fa, se volete approfondire cliccate qui) però sappiate che ad oggi, se si vuole raggiungere la precisione centimetrica non si può fare a meno dei punti a terra presi con asta Gps o stazione totale.

Per darvi qualche dato senza dilungarci: un RTK prende 32 satelliti contro i 17 di un drone tradizionale e sicuramente sarà molto più preciso nel posizionamento delle foto ma comunque sia si deve sempre usare i GCP e i QCP. Se provate a fare un rilievo con un mavic 2 pro senza punti a terra raggiungerete un’accuratezza di 1 m circa mentre con RTK arriveresti a 50cm. Più preciso sicuramente ma a fronte di costi ben maggiori.

Alcuni GSD dei droni più commerciali

Da bravi ingegneri ci piace essere pratici e quindi di seguito vogliamo riportarvi qualche esempio.

Confrontiamo tre droni più in voga sul commercio ad oggi e che hanno davvero una larga applicazione in campo di fotogrammetria:

  • Dji Phantom 3 Professional:
    • Sensore: 1/2.3″ cmos
    • Pixel effettivi: 12.76pix
    • Dimensione Immagine: 4000×3000
    • Tipo di File: jpeg – raw
  • Dji Phantom 4 Pro:
    • Sensore: 1″ cmos
    • Pixel effettivi: 20pix
    • Dimensione Immagine: 5472×3648
    • Tipo di File: jpeg – raw
  • Dji Mavic 2 Pro:
    • Sensore: 1″ cmos
    • Pixel effettivi: 20pix
    • Dimensione Immagine: 5472×3648
    • Tipo di File: jpeg – raw

Ipotizziamo di dover fare lo stesso rilievo con questi tre droni. Stessa gabbia, stessa griglia, stesse condizioni al contorno. Se avessimo bisogno di una scala nominale 1:100 cosa cambierà? Sicuramente l’altezza di volo!

Con il Phantom 3 Pro volerò a 23,4 m, con il 4 Pro volerò a 38m mentre con il Dji Mavic 2 Pro potrò volare a 44m di quota.

Conclusioni

Speriamo di essere stati chiari, semplici ma esaustivi. L’idea di mettere la nostra esperienza e passione alla portata di un pubblico sempre maggiore ci riempie d’orgoglio. Da oggi, dopo questo breve articolo sul nostro magazine, quando andrete a settare il parametro altezza di volo, sarete probabilmente un po più consapevoli di quello che starete per fare. Ci rivediamo come al solito mercoledì prossimo. Buon Volo a tutti!

Scritto da

AFDrones