Cos'è fotogrammetria?

Fotogrammetria

La fotogrammetria è la scienza e l'arte di ottenere misurazioni affidabili da fotografie o altre immagini. In pratica, si tratta di un processo che permette di ricostruire modelli 3D di oggetti, superfici o ambienti reali a partire da una serie di immagini fotografiche.

Principi Fondamentali:

La fotogrammetria si basa principalmente sul principio della triangolazione. Ogni punto dell'oggetto viene visto da almeno due punti di vista diversi (cioè, presente in almeno due fotografie). Conoscendo la posizione e l'orientamento delle telecamere (o sensori) al momento dello scatto, è possibile determinare la posizione tridimensionale del punto tramite l'intersezione dei raggi visivi. Questo processo è ripetuto per migliaia o milioni di punti, creando una nuvola di punti densa che rappresenta la geometria dell'oggetto.

Tipi di Fotogrammetria:

• Fotogrammetria Aerea: Utilizza immagini aeree, spesso acquisite da aeromobili (droni, aerei, elicotteri), per mappare vaste aree geografiche, creare modelli digitali del terreno (DTM) e ortomosaici. E' molto utile per la creazione di Mappe%20Topografiche.
• Fotogrammetria Terrestre (Close-Range): Utilizza immagini acquisite da terra, con telecamere tenute in mano, su treppiedi o montate su veicoli. Viene utilizzata per ricostruire oggetti singoli, edifici, siti archeologici, opere d'arte, e per applicazioni industriali.

Workflow Tipico:

1. Acquisizione Immagini: Le immagini devono essere acquisite con una sovrapposizione significativa (tipicamente 60-80% tra immagini adiacenti) per garantire una corretta triangolazione. E' fondamentale controllare la Qualità%20dell'Immagine.
2. Orientamento delle Immagini: Questo passo prevede la determinazione della posizione e dell'orientamento di ciascuna telecamera al momento dello scatto. Può essere eseguito manualmente (orientamento interno ed esterno) o automaticamente tramite algoritmi di Structure from Motion (SfM).
3. Generazione della Nuvola di Punti: Utilizzando le informazioni di orientamento, i punti comuni nelle immagini vengono identificati e triangolati per creare una nuvola di punti densa.
4. Creazione del Modello 3D: La nuvola di punti può essere utilizzata per creare una mesh poligonale (modello 3D) che rappresenta la superficie dell'oggetto.
5. Texturing: Le immagini originali vengono utilizzate per proiettare texture sulla mesh 3D, creando un modello visivamente realistico.
6. Orto-rettifica: Per la fotogrammetria aerea, questo passaggio genera un ortomosaico, una immagine geometricamente corretta e in scala uniforme. Questo permette di effettuare misurazioni accurate.

Applicazioni:

La fotogrammetria ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Rilevamento e Mappatura: Creazione di modelli digitali del terreno (DTM), ortomosaici, Mappe%20Catastali, e mappe topografiche.
• Archeologia: Documentazione e ricostruzione di siti archeologici e artefatti.
• Architettura: Rilievo di edifici e monitoraggio strutturale.
• Ingegneria Civile: Monitoraggio di infrastrutture, pianificazione urbana, e gestione del territorio.
• Geologia: Analisi del terreno, monitoraggio di frane, e studi geologici.
• Industria: Controllo qualità, reverse engineering, e ispezione di componenti.
• Effetti Visivi (VFX) e Videogiochi: Creazione di modelli 3D realistici per ambienti virtuali.
• Medicina: Creazione di modelli 3D di parti del corpo per la pianificazione chirurgica e la progettazione di protesi.

Software:

Esistono numerosi software, sia commerciali che open source, per l'elaborazione di dati fotogrammetrici, tra cui:

• Agisoft Metashape
• RealityCapture
• Pix4Dmapper
• OpenMVG (open source)
• COLMAP (open source)

Vantaggi:

• Non invasivo: Non richiede il contatto diretto con l'oggetto.
• Costo-efficace: Relativamente economico rispetto ad altre tecniche di rilievo.
• Versatile: Applicabile a una vasta gamma di oggetti e ambienti.
• Veloce: L'acquisizione e l'elaborazione dei dati possono essere relativamente rapide.

Limitazioni:

• Richiede una buona illuminazione: La qualità delle immagini è fondamentale.
• Superfici riflettenti o trasparenti: Possono creare problemi nella triangolazione.
• Tempi di Elaborazione: Possono essere elevati per progetti di grandi dimensioni o con dati complessi.
• Necessità di Punti%20di%20Controllo (GCP) per accuratezza georeferenziata.