Il rilievo fotogrammetrico da drone

In questo articolo verranno illustrati dei consigli pratici per un corretto e preciso rilievo fotogrammetrico da drone. Queste brevi indicazioni pratiche riguardano:

  • La corretta pianificazione del volo

  • Le condizioni climatiche

  • La scelta della fascia oraria

  • La scelta del mezzo (SAPR)

  • Il posizionamento delle piastre

La corretta pianificazione del volo

La pianificazione del volo è uno degli aspetti fondamentali per ottenere un corretto e preciso rilievo da drone. Il primo step da effettuare è la localizzazione dell’area e la definizione del contesto in cui si inserisce. Occorre preliminarmente verificare se l’area da rilevare ricade in specifiche aree soggette ad autorizzazioni o inibite al volo. Per fare ciò è necessario visionare le carte di volo fornite gratuitamente sul sito enav-servizi on line-ENR-ENR6 previa semplice registrazione al portale.

Da tali carte aeronautiche è possibile individuare inoltre le aree:

  • ATZ – Aeroporti Aerodrome Traffic Zone”

  • CTR- zona di controllo

  • P- zone proibite al volo

  • D- zone pericolose

  • R- zone riservate

Occorre quindi reperire tutte le informazioni utili al rilievo, per esempio, mediante carte tecniche, ortofoto aggiornate o semplicemente utilizzando le piattaforme come Google Earth, Google Maps, Bing, ecc. E’ importante conoscere a priori le caratteristiche peculiari del sito, come forti salti di quota, presenza di aree congestionate, presenza di sporgenze naturali ma anche corsi d’acqua e canali, viabilità e ponticelli. Se l’area di volo risulta molto estesa, sarà necessario effettuare più voli, ricordati di portare sempre con te un kit di batterie di riserva! Una volta analizzata l’area da rilevare si potrà eseguire il piano di volo del nostro drone, attraverso l’ausilio delle varie applicazioni presenti sul mercato. La forma dell’area da rilevare influenzerà l’orientamento delle strisciate, le dimensioni, influenzeranno il posizionamento dell’operatore ed il numero dei voli da effettuare mentre l’orografia e la definizione richiesta della nuvola di punti, influenzerà la quota di volo.

Le condizioni climatiche

Le condizioni climatiche influenzano sensibilmente la qualità delle immagini del rilievo.
Ma qual è il meteo giusto per un volo con drone?
È importante scegliere giornate con poco vento, pioggia o neve. Con pioggia e neve sicuramente il volo non potrà essere effettuato mentre, per il vento è necessario verificare la resistenza dichiarata dal costruttore del nostro mezzo. Il problema principale è che, in presenza di vegetazione, per effetto del vento può accadere che, la vegetazione risulti in alcune foto in posizione diversa, tutto ciò abbassa la precisione finale di tutto il lavoro. È consigliabile volare in condizioni in cui il cielo è sgombro da nuvole o in condizioni di cielo coperto. La presenza di qualche nuvola sparsa influenzerà il rilievo poiché si potrebbe verificare di avere degli scatti in cui è presente qualche nuvola con le rispettive ombre e altri nelle quali non è presente.

Questi piccoli accorgimenti ci consentiranno di ottenere degli scatti fotografici nitidi, ben definiti, senza disturbi.

La scelta della fascia oraria

Per una migliore resa delle foto è necessario avere una buona illuminazione. È consigliabile effettuare il volo durante le ore centrali della giornata così da evitare di avere le ombre lunghe degli oggetti rilevati che influenzerebbero il rilievo.

La scelta del drone (SAPR)

La tipologia del mezzo è un altro aspetto importante da tenere in considerazione quando ci si appresta ad effettuare un rilievo fotogrammetrico da drone. Il mezzo (SAPR), deve essere dotato di una fotocamera con una risoluzione di almeno 12 mpx ma il nostro spunto è quello di utilizzare un mezzo con una fotocamera da almeno 20 mpx per ottenere degli scatti fotografici ben definiti. Un’altra cosa da considerare è la deformazione dell’obbiettivo, meno il risultato finale è deformato più precise saranno le misure a terra. Inoltre, un altro aspetto fondamentale è la stabilizzazione della fotocamera che avviene tramite il gimbal. Il gimbal è un elemento di supporto alla fotocamera (tecnicamente è un sistema di giunti) che stabilizza la camera e annulla, entro certi limiti, il “disturbo e il movimento” sugli assi che potrebbe creare foto mosse o non perfettamente nadirali. La funzione del gimbal è quella di limitare e, se possibile annullare, sia le oscillazioni indesiderate dovute alle turbolenze e al vento, sia le rotazioni che si generano naturalmente durante gli spostamenti destra-sinistra e avanti-dietro del drone (rollio, beccheggio e imbardata). I droni multirotore in commercio possono essere dotati di gimbal a un asse (in genere lungo l’asse longitudinale x), a due assi (asse X e asse Y) e a tre assi (assi X,Y,Z). Si consiglia di utilizzare un drone con un gimbal almeno a due assi.

Il posizionamento delle piastre fotogrammetriche

Le piastre sono degli strumenti indispensabili in quanto rappresentano dei punti di controllo sul terreno aventi coordinate note (da rilevare con metodi tradizionali prima del volo). Dall’esperienza maturata sul campo, si consiglia di utilizzare piastre 30cmx30cm per voli fino a 70 metri di quota e piastre di dimensione 50cmx50cm per voli fino a 150 metri di quota. È necessario fissare bene a livello del terreno ogni piastra, in modo da non falsare altimetricamente il rilievo. Per questo motivo le piastre non devono essere posizionate su picchetti, muretti, recinsioni, vicino a fabbricati ecc ma, direttamente sul terreno in zone che permettono alta visibilità verso l’alto. Si consiglia di utilizzare almeno 5 piastre e di posizionarle in modo che risultino ben distribuite spazialmente.

Generalmente queste 5 piastre vengono posizionate in corrispondenza dei quattro vertici ideali dell’area di rilievo ed in corrispondenza del punto centrale; occorre prestare particolare attenzione alle piastre esterne. Devono essere posizionate in modo tale da essere visibili da almeno tre fotogrammi. Nel caso di un’area con un’orografia complessa e con forti dislivelli, il numero delle piastre dovrà essere incrementato.

Si dovranno aggiungere altre piastre di coordinate note quando:

  • Esistono sul posto cambi repentini di pendenza con forti dislivelli sistemando qualche piastra in cima e qualcuna in fondo.

  • Per estensioni oltre i 4 ettari almeno una piastra in più ad ettaro.

  • Per rilievi stretti e lunghi, come strade, canali, ecc. due piastre laterali ogni circa 100-200 metri.

  • Ogni qualvolta la tua esperienza di topografo penserà che è meglio qualche piastra in più che in meno, ma senza esagerare altrimenti non c’è convenienza nell’effettuare il rilievo fotogrammetrico”.

Conclusioni

Seguendo questi semplici consigli illustrati in questo articolo riuscirai ad effettuare un buon rilievo fotogrammetrico da drone. Occorre quindi prestare attenzione a tutti quei fattori che posso inficiare il nostro rilievo.

In breve:

  • Studia l’area da rilevare: aiutati con google maps, se puoi effettua un sopralluogo preliminare. Questo consiglio può sembrare banale ma ti agevolerà e ti semplificherà il lavoro;

  • Evita di volare con condizioni meteo avverse: il forte vento può produrre foto mosse o lo spostamento delle vegetazione a terra e quindi molti scatti fotografici non potranno essere utilizzati per la restituzione fotogrammetrica;

  • Effettua il volo nelle ore centrali del giorno: eviterai l’effetto delle ombre lunghe sugli scatti fotografici;

  • Scegli un drone con delle buone caratteristiche: utilizza un SAPR con un risoluzione da almeno 20 mpx e con un gimbal a due assi;

  • Posiziona in modo corretto le piastre fotogrammetriche: utilizza almeno 5 piastre cercando di posizionarle in modo uniforme sull’area da rilevare e prestando attenzione ai forti salti di quota;

  • Kit batterie di riserva: porta sempre con te delle batterie di riserva per il tuo drone.