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Il rilievo da drone per la gestione
degli stati di emergenza
Tiziano Cosso
CEO Gter srl
Genova, 29 settembre 2017
Overview
1. Gestione post terremoto
a. Perch竪 usare lUAV
b. Campagna di misura
c. Elaborazione dati
d. Prodotti del rilievo
2. Gestione rischio idrogeologico
a. Perch竪 usare lUAV
b. Campagna di misura
c. Elaborazione dati
d. Prodotti del rilievo
Caso 1: Gestione post terremoto
Perch竪 usare lUAV
Esigenze da soddisfare
Strutturali
 Valutare con precisione forme e dimensioni
 Valutare stato di stabilit
 Progettare le attivit per la messa in
sicurezza
Culturali
 Individuare le opere artistiche ancora
esistenti
 Valutarne lo stato di conservazione
Logistiche
 Quantificare le volumetrie delle
macerie da rimuovere
Perch竪 un rilievo fotogrammetrico da UAV
 In alcuni casi 竪 difficile accedere fisicamente alle aree da rilevare, avvicinarsi troppo o
entrare in locali chiusi
 Grande vantaggio nelleffettuare un rilievo 3d completo, vista la situazione in forte
evoluzione
 I tempi di esecuzione sono relativamente brevi
Campagna di misura
Strumentazione
UAV
 Inspire DJI
 Piccolo e maneggevole, rapido
nellavvio
Camere
 Sony X5
 16 Mpx
Ricevitore GNSS
 Leica 1200 GPS + GLONASS
 Correzioni differenziali da rete
esterna
GCP
 Materializzazione a terra dei punti di
controllo
Piani di volo
Collocazione e rilievo
dei GCP
Fasi del rilievo
Volo nadirale
Volo a 45属
Rilievo
fotogrammetrico da
terra
Risultati grezzi
Serie di immagini digitali ad alta risoluzione con opportuno ricoprimento trasversale e longitudinale
Il rilievo da drone per la gestione degli stati di emergenza
Elaborazione
Allineamento foto
 N属 immagini: circa 200 - 300 a rilievo (in toto)
 Tempi di calcolo: circa 1 h
 Integrazione diversi voli e rilievi a terra
 Ricostruzione della posizione delle camere
Allineamento foto
 N属 immagini: circa 200 - 300 a rilievo
 Tempi di calcolo: circa 1 h
 Integrazione diversi voli e rilievi a terra
 Ricostruzione della posizione delle
camere
Allineamento foto
 N属 immagini: circa 200 - 300 a rilievo
 Tempi di calcolo: circa 1 h
 Integrazione diversi voli e rilievi a terra
 Ricostruzione della posizione delle
camere
Inserimento GCP
 Almeno 4 per rilievo, tipicamente 6 - 7
 Coordinate assolute WGS84
 Consentono georeferenziazione e
scalatura modello
 Collocazione distribuita (laddove
possibile)
Generazione Dense Cloud
 Da 10 a 50 milioni di punti per modello
 Associazione dellinformazione di colore
 Tempi di calcolo: 3 h
Filtraggio e pulizia
 Eliminazione rumore
 Eliminazione punti doppi
 Pulizia manuale dei punti fuori oggetto
Prodotti
Dense Cloud
 Panoramica dei casi
Chiesa S. Salvatore Chiesa S. Maria Argentea
Chiesa S. Maria delle Grazie
Chiesa S. Francesco
Chiesa S. Maria delle Grazie
Mesh
 Superficie continua
 Necessaria una nuvola molto pulita
 Attenzione alla generazione di impurit
 Rimozione superfici non reali
Ortofoto e sezioni
 Necessit di passare da un modello 3D ad un prodotto 2D per elaborazioni successive e
maggiore facilit di fruizione
Ortofoto e sezioni
 Necessit di passare da un modello 3D ad un prodotto 2D per elaborazioni successive e
maggiore facilit di fruizione
Valutazione delle differenze
 Il modello 3D 竪 un prodotto che consente di valutare rapidamente ed accuratamente le
eventuali variazioni nel tempo della struttura oggetto di rilievo
Valutazione delle differenze
 Il modello 3D 竪 un prodotto che consente di valutare rapidamente ed accuratamente le
eventuali variazioni nel tempo della struttura oggetto di rilievo
Dicembre Febbraio
Valutazione delle differenze
 Il modello 3D 竪 un prodotto che consente di valutare rapidamente ed accuratamente le
eventuali variazioni nel tempo della struttura oggetto di rilievo
Pubblicazione su 3dhosting
 Rendere facilmente
visualizzabile ed
interrogabile un modello
3D ad ogni utente senza la
necessit di particolari
competenze o strumenti
SW
Caso 2: Gestione del rischio idrogeologico
Gestione del rischio idrogeologico
Il contesto
 Oggetto del rilievo estremamente vivo
 Precisioni richieste non eccessive (10 cm)
 Necessit di fornire prodotti ad-hoc per la
successiva analisi idraulica
Oggetto estremamente vivo
Precisioni richieste
Che dobbiamo tirare fuori?
 Sezioni trasversali
 pi湛 fitte in corrispondenza di manufatti
 Caratteristiche dei cambiamenti di forma
 Caratteristiche del fondo
 Importazione in:
 CAD
 HEC-RAS
Perch竪 usare lUAV
PRO
 Consente di rilevare grandi aree rapidamente
 Le precisioni richieste sono facilmente raggiungibili con tecniche fotogrammetriche
 Diventa sostenibile un monitoraggio relativamente frequente nel tempo
 Rilievo areale invece che tradizionale rilievo per sezioni
 Possibilit di estrarre anche in un secondo momento sezioni ad-hoc
 Il modello colorato da informazioni sul tipo di fondo
CONTRO
 Non si possono rilevare aree sommerse
Campagna di misura
Si scende in alveo
 Per collocare i target
 Per rilevare i target e le aree
sommerse
Rilievo di appoggio
Piano di volo
Volo
Elaborazione e prodotti
Fotogrammetria
 Dataset di immagini  Dense Cloud
GNSS
 Rilievo NRTK
 Punti sparsi in alveo
DEM
 DEM 1 da punti GNSS  DEM 2 da rilievo UAV
Sezioni
Progetto in HEC-RAS
Modellazione idraulica
Ortofoto
Piano quotato
Riassumendo
Riassumendo
Grazie per lattenzione
tiziano.cosso@gter.it
www.gter.it

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  • 2. Overview 1. Gestione post terremoto a. Perch竪 usare lUAV b. Campagna di misura c. Elaborazione dati d. Prodotti del rilievo 2. Gestione rischio idrogeologico a. Perch竪 usare lUAV b. Campagna di misura c. Elaborazione dati d. Prodotti del rilievo
  • 3. Caso 1: Gestione post terremoto
  • 5. Esigenze da soddisfare Strutturali Valutare con precisione forme e dimensioni Valutare stato di stabilit Progettare le attivit per la messa in sicurezza Culturali Individuare le opere artistiche ancora esistenti Valutarne lo stato di conservazione Logistiche Quantificare le volumetrie delle macerie da rimuovere
  • 6. Perch竪 un rilievo fotogrammetrico da UAV In alcuni casi 竪 difficile accedere fisicamente alle aree da rilevare, avvicinarsi troppo o entrare in locali chiusi Grande vantaggio nelleffettuare un rilievo 3d completo, vista la situazione in forte evoluzione I tempi di esecuzione sono relativamente brevi
  • 8. Strumentazione UAV Inspire DJI Piccolo e maneggevole, rapido nellavvio Camere Sony X5 16 Mpx Ricevitore GNSS Leica 1200 GPS + GLONASS Correzioni differenziali da rete esterna GCP Materializzazione a terra dei punti di controllo
  • 9. Piani di volo Collocazione e rilievo dei GCP Fasi del rilievo Volo nadirale Volo a 45属 Rilievo fotogrammetrico da terra
  • 10. Risultati grezzi Serie di immagini digitali ad alta risoluzione con opportuno ricoprimento trasversale e longitudinale
  • 13. Allineamento foto N属 immagini: circa 200 - 300 a rilievo (in toto) Tempi di calcolo: circa 1 h Integrazione diversi voli e rilievi a terra Ricostruzione della posizione delle camere
  • 14. Allineamento foto N属 immagini: circa 200 - 300 a rilievo Tempi di calcolo: circa 1 h Integrazione diversi voli e rilievi a terra Ricostruzione della posizione delle camere
  • 15. Allineamento foto N属 immagini: circa 200 - 300 a rilievo Tempi di calcolo: circa 1 h Integrazione diversi voli e rilievi a terra Ricostruzione della posizione delle camere
  • 16. Inserimento GCP Almeno 4 per rilievo, tipicamente 6 - 7 Coordinate assolute WGS84 Consentono georeferenziazione e scalatura modello Collocazione distribuita (laddove possibile)
  • 17. Generazione Dense Cloud Da 10 a 50 milioni di punti per modello Associazione dellinformazione di colore Tempi di calcolo: 3 h
  • 18. Filtraggio e pulizia Eliminazione rumore Eliminazione punti doppi Pulizia manuale dei punti fuori oggetto
  • 20. Dense Cloud Panoramica dei casi Chiesa S. Salvatore Chiesa S. Maria Argentea Chiesa S. Maria delle Grazie Chiesa S. Francesco Chiesa S. Maria delle Grazie
  • 21. Mesh Superficie continua Necessaria una nuvola molto pulita Attenzione alla generazione di impurit Rimozione superfici non reali
  • 22. Ortofoto e sezioni Necessit di passare da un modello 3D ad un prodotto 2D per elaborazioni successive e maggiore facilit di fruizione
  • 23. Ortofoto e sezioni Necessit di passare da un modello 3D ad un prodotto 2D per elaborazioni successive e maggiore facilit di fruizione
  • 24. Valutazione delle differenze Il modello 3D 竪 un prodotto che consente di valutare rapidamente ed accuratamente le eventuali variazioni nel tempo della struttura oggetto di rilievo
  • 25. Valutazione delle differenze Il modello 3D 竪 un prodotto che consente di valutare rapidamente ed accuratamente le eventuali variazioni nel tempo della struttura oggetto di rilievo Dicembre Febbraio
  • 26. Valutazione delle differenze Il modello 3D 竪 un prodotto che consente di valutare rapidamente ed accuratamente le eventuali variazioni nel tempo della struttura oggetto di rilievo
  • 27. Pubblicazione su 3dhosting Rendere facilmente visualizzabile ed interrogabile un modello 3D ad ogni utente senza la necessit di particolari competenze o strumenti SW
  • 28. Caso 2: Gestione del rischio idrogeologico
  • 29. Gestione del rischio idrogeologico Il contesto Oggetto del rilievo estremamente vivo Precisioni richieste non eccessive (10 cm) Necessit di fornire prodotti ad-hoc per la successiva analisi idraulica
  • 32. Che dobbiamo tirare fuori? Sezioni trasversali pi湛 fitte in corrispondenza di manufatti Caratteristiche dei cambiamenti di forma Caratteristiche del fondo Importazione in: CAD HEC-RAS
  • 34. PRO Consente di rilevare grandi aree rapidamente Le precisioni richieste sono facilmente raggiungibili con tecniche fotogrammetriche Diventa sostenibile un monitoraggio relativamente frequente nel tempo Rilievo areale invece che tradizionale rilievo per sezioni Possibilit di estrarre anche in un secondo momento sezioni ad-hoc Il modello colorato da informazioni sul tipo di fondo CONTRO Non si possono rilevare aree sommerse
  • 36. Si scende in alveo Per collocare i target Per rilevare i target e le aree sommerse
  • 39. Volo
  • 41. Fotogrammetria Dataset di immagini Dense Cloud
  • 42. GNSS Rilievo NRTK Punti sparsi in alveo
  • 43. DEM DEM 1 da punti GNSS DEM 2 da rilievo UAV