Hai un drone? E adesso? — Utilizzare Global Mapper con il tuo UAV
Dicembre 21, 2021Cominciamo con una domanda. Quanti di voi possiedono un Segway? A meno che non lavoriate come guardie di sicurezza in un centro commerciale o gestiate un'azienda di tour urbani, probabilmente avete deciso di non salire sul carrozzone di quel mezzo a controllo giroscopico. Se si fosse creduto all'entusiasmo che ha accompagnato l'uscita di questa "tecnologia rivoluzionaria", avremmo già abbandonato le nostre auto, riprogettato le nostre città e vissuto vite molto più appaganti. Purtroppo, la realtà è stata un po' diversa.
L'emergere e la proliferazione dei veicoli aerei senza pilota (UAV) o droni, d'altro canto, pur non essendo accompagnati da una cacofonia di clamore mediatico, promettono di avere un impatto ben più profondo sulle nostre vite. Se le attuali speculazioni si riveleranno fondate, entro pochi anni i cieli sopra di noi saranno invasi da droni per le consegne, droni per il monitoraggio del traffico e persino droni per il trasporto di persone.
Per chi, come noi, lavora nel settore della cartografia, questa tecnologia "occhio nel cielo" risolve efficacemente una delle sfide ricorrenti: dove reperire i dati e, più specificamente, dove reperire dati aggiornati? Tradizionalmente, ci siamo affidati ad archivi di dati geospaziali pubblici spesso inadeguati e obsoleti, oppure a costose fonti commerciali. Con l'avvento della tecnologia UAV, facilmente accessibile, i dati su richiesta sono alla portata di tutti.
La rapida diffusione dei droni ha generato un interessante dilemma per alcuni aspiranti piloti. Dopo aver acquistato l'hardware e raccolto alcuni dati, molti non hanno ben chiaro cosa possano farne. Negli ultimi due anni, ho partecipato a diverse fiere dedicate ai droni e una domanda che mi viene posta spesso è: "Cosa posso fare con Global Mapper?". La risposta: moltissime cose.
Pianificazione iniziale del volo
Tra i servizi di dati online gratuiti disponibili su Global Mapper figurano immagini aeree ad alta risoluzione, modelli digitali di elevazione (DEM), carte aeronautiche e carte topografiche.
Prima di premere il pulsante di avvio, è consigliabile effettuare una ricognizione virtuale dell'area di progetto. Quali possibili ostacoli si trovano nelle vicinanze? Quali sono le caratteristiche del terreno? Ci sono edifici o altre strutture nelle vicinanze che potrebbero avere restrizioni di sorvolo? Qual è l'area di copertura? A queste e ad altre domande è possibile rispondere caricando i dati pertinenti in Global Mapper ed eseguendo un'analisi preliminare. Tra i servizi di dati online gratuiti sono disponibili immagini aeree ad alta risoluzione, modelli digitali di elevazione (DEM), carte aeronautiche e mappe topografiche. Gli strumenti di disegno di Global Mapper possono essere utilizzati per delineare l'estensione del sito di progetto, determinare l'area di copertura e redigere un piano di volo iniziale per ottimizzare il processo di acquisizione dei dati. Tutti questi dati possono essere trasferiti su un dispositivo iOS o Android con Global Mapper Mobile installato per consentire la verifica sul campo dei parametri del piano di volo.
Visualizzazione di immagini georeferenziate
Le immagini possono essere caricate in Global Mapper come punti immagine, creando un album fotografico geografico. La posizione in cui è stata scattata ciascuna foto, ricavata dai valori delle coordinate incorporate nei file immagine, è rappresentata da un'icona a forma di fotocamera nella visualizzazione della mappa.
Una delle funzioni più basilari di un UAV è scattare fotografie e, come vedremo in seguito, con una sovrapposizione sufficiente, queste immagini possono essere elaborate per creare una rappresentazione 3D dell'area circostante. Prima di procedere con questa funzionalità più avanzata, le immagini stesse possono essere caricate in Global Mapper come punti immagine, creando un album fotografico geografico. A partire dai valori delle coordinate incorporate nei file immagine, la posizione in cui è stata scattata ciascuna foto è rappresentata da un'icona a forma di fotocamera nella visualizzazione della mappa. Utilizzando lo strumento Feature Info di Global Mapper, ogni foto viene visualizzata con il visualizzatore di immagini predefinito del computer. Visualizzate nel visualizzatore 3D, le icone della fotocamera appariranno sopra il terreno, fornendo una rappresentazione precisa dell'altitudine del drone al momento dello scatto di ciascuna immagine.
Ricostruzione 3D
La funzionalità dello strumento Pixels to Points trasforma semplici file immagine acquisiti da droni in un set di dati utilizzabile per innumerevoli procedure di analisi 3D.
Integrato in Global Mapper Pro, lo strumento Pixels to Points viene utilizzato per analizzare una serie di immagini sovrapposte al fine di creare una rappresentazione 3D dell'ambiente. Questo potente componente identifica i pattern ricorrenti di pixel all'interno di più fotografie e utilizza i principi di base della fotogrammetria per determinare la struttura tridimensionale delle superfici corrispondenti. Sebbene la tecnologia sottostante sia estremamente complessa, come tipico di Global Mapper, l'esperienza utente è molto intuitiva. È sufficiente caricare le immagini, applicare le impostazioni necessarie per il sistema della fotocamera, aggiungere i punti di controllo a terra, se disponibili, fare clic sul pulsante Esegui e attendere la creazione di una nuvola di punti ad alta densità e, se necessario, di un modello o mesh 3D. La funzionalità dello strumento Pixels to Points trasforma semplici file immagine acquisiti da droni in un dataset utilizzabile per innumerevoli procedure di analisi 3D.
Creazione di ortoimmagini
Un sottoprodotto del suddetto processo di generazione della nuvola di punti è la possibilità di creare un'ortoimmagine. Definita come un livello raster in cui le coordinate di ciascun pixel sono geograficamente corrette, l'ortoimmagine viene generata grigliando i valori RGB della nuvola di punti. Data la sua intrinseca precisione, questo livello di immagine 2D può essere utilizzato per misurazioni precise o come livello di base per operazioni di digitalizzazione o disegno.
Creazione del DTM e analisi del terreno
Global Mapper Pro è in grado di generare un modello digitale del terreno (DTM) a partire da dati di nuvole di punti.
Come accennato in precedenza, la nuvola di punti generata da Pixels to Points rappresenta la materia prima per numerose procedure di analisi in Global Mapper. Come per qualsiasi dataset non elaborato, saranno necessari alcuni controlli di qualità, pulizia ed elaborazione prima di poter avviare un flusso di lavoro significativo. Fortunatamente, il software offre una vasta gamma di opzioni di modifica e filtraggio, tra cui la rimozione dei punti rumorosi, il ritaglio spaziale, l'identificazione dei punti del terreno e la riclassificazione automatica. Dopo aver isolato i punti che rappresentano il terreno nudo, si utilizza lo strumento di grigliatura per creare un Modello Digitale del Terreno (DTM), un livello raster 3D che raffigura la superficie del terreno. A sua volta, questo livello del terreno può essere utilizzato per creare curve di livello personalizzate, calcolare il volume, delimitare un bacino idrografico, condurre analisi della linea di vista e, se sovrapposto a un DTM creato in precedenza, identificare e misurare i cambiamenti nel tempo.
Video Playback
Oltre a scattare foto, la maggior parte dei droni è dotata dell'hardware necessario per registrare video. Oltre al semplice utilizzo ricreativo, questa funzionalità è utile per l'ispezione di edifici o infrastrutture, la ricognizione strategica, le ispezioni forestali e in innumerevoli altre situazioni in cui è necessaria una prospettiva remota. Global Mapper include un lettore video integrato che riproduce la registrazione visualizzando contemporaneamente la posizione corrispondente del drone nella finestra della mappa. La determinazione della posizione è ricavata dal timestamp per vertice registrato nel file di tracciamento durante il volo. Dopo aver caricato questo file come elemento di linea e averlo associato al file video corrispondente, la riproduzione viene avviata dal menu contestuale (clic destro) del digitalizzatore.
Elaborazione LiDAR
Global Mapper Pro offre una serie di strumenti per identificare, riclassificare ed estrarre queste caratteristiche come oggetti vettoriali.
Fino a non molto tempo fa, si riteneva generalmente che, a causa delle dimensioni e del peso delle apparecchiature necessarie, la raccolta dati lidar potesse essere effettuata solo tramite velivoli con equipaggio. Questo semplice fatto contribuiva agli elevati costi e alle difficoltà logistiche del processo di raccolta dati lidar. Oggi, la miniaturizzazione degli apparati lidar ha raggiunto livelli tali da renderli compatibili con la capacità di carico utile di molti droni di grandi dimensioni. Data la portata limitata del velivolo, la raccolta dati lidar tramite drone è fattibile solo per progetti di piccole dimensioni e localizzati; tuttavia, consente frequenti sorvoli del sito di progetto ed è quindi ideale per il rilevamento dei cambiamenti. Global Mapper Pro offre un'ampia gamma di strumenti per l'elaborazione dei dati lidar. Come accennato in precedenza, i punti possono essere filtrati e modificati prima di creare un modello di superficie per l'analisi del terreno. Rispetto ai dati di nuvole di punti creati fotogrammetricamente, il lidar fornisce una rappresentazione tridimensionale più completa di elementi non terrestri come edifici, linee elettriche e alberi. Global Mapper Pro offre una serie di strumenti per identificare, riclassificare ed estrarre questi elementi come oggetti vettoriali.
Fondamentalmente, i droni e le mappe hanno molto in comune. Entrambi sono progettati per fornire una prospettiva remota e distaccata di un'area di interesse e consentono di visualizzare distribuzioni spaziali e modelli nei dati che altrimenti non sarebbero rilevabili. È quindi comprensibile che una delle funzioni principali di un drone sia quella di fornire dati utilizzabili per la creazione di mappe e altri set di dati spaziali. Global Mapper Pro è ideale per questo tipo di flusso di lavoro e offre un'ampia gamma di strumenti utilizzabili dagli operatori di droni.
Se desideri lavorare con immagini acquisite da droni e dati lidar in Global Mapper Pro, scarica oggi stesso una versione di prova gratuita di 14 giorni ! Per qualsiasi domanda, non esitare a contattarci.
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