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Fotogrammetria

La fotogrammetria è la scienza e la tecnologia per ottenere informazioni affidabili su oggetti fisici e l'ambiente circostante attraverso processi di registrazione, misurazione e interpretazione di immagini fotografiche e modelli di radiazione elettromagnetica riflessa. In termini più semplici, è il processo di creare modelli 3D e misurazioni accurate a partire da fotografie.

Processo generale:

1. Acquisizione delle immagini: La fotogrammetria inizia con l'acquisizione di immagini, tipicamente fotografie digitali, da diverse angolazioni. Queste immagini devono sovrapporsi significativamente per consentire una successiva analisi. Le immagini possono essere acquisite da fotocamere aeree (droni o aerei) o terrestri (fotocamere convenzionali).

2. Orientamento dell'immagine: Questa fase comporta la determinazione della posizione e dell'orientamento di ciascuna immagine al momento della sua acquisizione. Ciò può essere fatto utilizzando punti di controllo a terra (GCP), dati GPS/IMU (Unità di Misura Inerziale) o tramite tecniche di autocalibrazione.

3. Corrispondenza delle immagini: Gli algoritmi di visione artificiale cercano punti comuni (feature) in diverse immagini sovrapposte. Questi punti corrispondenti sono fondamentali per ricostruire la geometria 3D della scena.

4. Ricostruzione 3D: Utilizzando le informazioni dall'orientamento dell'immagine e dalla corrispondenza delle immagini, viene generato un modello 3D della scena. Questo può assumere diverse forme, come una nuvola di punti, una mesh poligonale (modello 3D), un modello digitale di elevazione (DEM), o un ortomosaico (immagine ortorettificata).

5. Elaborazione e analisi: Il modello 3D risultante può essere ulteriormente elaborato per ricavare informazioni come misurazioni di distanza, area e volume. Può anche essere utilizzato per la creazione di mappe, modelli CAD, e altri prodotti derivati.

Tipi di fotogrammetria:

• Fotogrammetria aerea: Utilizza immagini aeree, acquisite da aerei, elicotteri o droni, per mappare ampie aree. È ampiamente utilizzata per la cartografia, il monitoraggio ambientale e l'agricoltura di precisione.
• Fotogrammetria terrestre (close-range): Utilizza immagini acquisite da fotocamere terrestri, ad esempio, per la documentazione di siti archeologici, la modellazione di oggetti industriali e l'ispezione di infrastrutture.

Applicazioni della fotogrammetria:

• Cartografia e topografia: Creazione di mappe accurate e modelli digitali del terreno. (Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Cartografia e https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Topografia)
• Archeologia: Documentazione e ricostruzione di siti archeologici.
• Ingegneria civile: Ispezione di ponti, edifici e altre infrastrutture.
• Monitoraggio ambientale: Valutazione dei cambiamenti ambientali, come l'erosione costiera o la deforestazione.
• Agricoltura di precisione: Monitoraggio della salute delle colture e ottimizzazione dell'irrigazione e della fertilizzazione.
• Produzione: Controllo qualità e reverse engineering.
• Cinema e videogiochi: Creazione di modelli 3D realistici per effetti speciali e ambienti virtuali.
• Realtà aumentata e realtà virtuale: Creazione di modelli 3D del mondo reale per applicazioni AR/VR.

Termini importanti:

• Punti di controllo a terra (GCP): Punti con coordinate note utilizzati per orientare e scalare il modello fotogrammetrico. (Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Punti%20di%20Controllo%20a%20Terra)
• Ortofoto: Un'immagine che è stata geometricamente corretta per rimuovere la distorsione prospettica.
• Modello Digitale di Elevazione (DEM): Rappresentazione digitale dell'elevazione del terreno. (Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Modello%20Digitale%20di%20Elevazione)
• Nuvola di punti: Un insieme di punti 3D che rappresentano una scena.
• Mesh: Un modello 3D costituito da poligoni connessi.

Software:

Esistono numerosi software commerciali e open source per l'elaborazione fotogrammetrica, tra cui Agisoft Metashape, Pix4Dmapper, RealityCapture, OpenDroneMap.

La fotogrammetria è un campo in continua evoluzione, con nuovi progressi nelle tecnologie di acquisizione immagini, negli algoritmi di elaborazione e nelle applicazioni.

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