Fotogrammetria a basso costo grazie ai GCP virtuali e al drone FIMI X8 Mini

Fotogrammetria a basso costo grazie ai GCP virtuali e al drone FIMI X8 Mini

Rispetto ad alcuni anni fa, oggi è relativamente semplice impiegare un drone per effettuare missioni fotogrammetriche grazie a numerosi strumenti software che sono stati messi a disposizione da varie realtà nel corso del tempo. Più complicato è ottenere un modello aderente alla realtà con una precisione adeguata. Per questo oltre al drone è praticamente obbligatorio utilizzare dei GCP a terra, i ground control point, come riferimenti.

Segnaliamo un'interessante video pubblicato su Youtube da Gianfranco De Vito dove l'autore spiega come è riuscito ad ottenere ottenere un rilievo fotogrammetrico a basso costo con una ottima precisione. Allo scopo è stato utilizzato un Fimi X8 Mini, un drone un po' scomparso dai radar ma che dalla sua parte ha la versatilità con funzionalità che altri droni < 250 grammi non hanno native, come la possibilità di volare a waypoint

Gianfranco De Vito ha utilizzato Il Mission HUB di Litchi per programmare ed esportare le missioni di volo che poi ha importato sull'app dell' X8 Mini per l'esecuzione. Dopo una prima elaborazione con WebODM, senza GCP reali è stato utilizzato il georeferenziatore di QGIS e dopo diversi passaggi ricorsivi sono stati ottenuti dei GCP virtuali. Alla fine è stato prodotto un modello con un'approssimazione di qualche centimetro.

"Questo Progetto è nato durante i miei 6 mesi di Permanenza in Cile. Le missioni di Volo Fotogrammetrico sono state eseguite sul Club de Campo (Circolo Ricreativo) del Servicio de Salud di Viña del Mar - Quillota con il mio FIMI X8 Mini. - afferma De Vito - L'obiettivo principale era di fornire agli Architetti ed Ingegneri del Servicio de Salud una 'Mappa Fotografica' del Club de Campo che gli consentisse di ottenere delle informazioni utili per il proprio lavoro. Sapevo già quanto fosse complesso (e costoso) posizionare dei Punti di riferimento sul Terreno (GCP = Ground Control Point) e, soprattutto, ottenere delle coordinate GPS precise ed affidabili di questi punti. 

Così, sfruttando le mie conoscenze cartografiche (che mi derivano dalla mia passione per l'Orienteering) ho deciso di mettere a punto una procedura che, elaborando i dati a me disponibili, mi consentisse di ottenere dei 'GCP Virtuali' da passare poi a WebODM per la Elaborazione. Sono riuscito a completare questa Procedura ed eseguendo la Elaborazione con i miei GCP Virtuali sono riuscito ad ottenere una approssimazione del Modello a qualche centimetro. Ho eseguito un nuovo Progetto di Test qui a Roma per confermare questi risultati e la validità della Procedura da me messa a punto. 

I risultati di questo Progetto di Test hanno confermato la validità della Procedura adottata, ottenendo una approssimazione simile a quella riscontrata in Cile. Chiudo con un ringraziamento particolare all'Ing. Giampaolo Beretta, che mi ha fornito il suo Foglio di Calcolo per la Pianificazione Missioni, inserendovi i parametri dell'ottica per il mio FIMI X8 Mini".

Di seguito il video con la spiegazione



COMMENTI

BLOGGER: 8
  1. Grazie a te, Gianfranco. Buon lavoro.

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  2. Grazie Danilo 😀😀😀 Spero che il mio lavoro possa essere utile sia per gli appassionati di Droni che per gli appassionati di Orienteering 😃

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  3. Molto interessante, complimenti a Giampaolo e a Gianfranco

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  4. Mi tocca fare il negativista... Mi raccomando continuate a pubblicizzare queste cose, così la gente che legge i preventivi mi dice "ma come 50€ l'ettaro, è troppo"... MAI e poi MAI si deve parlare di tecniche a "basso costo", è errato concettualmente e serve solo a sporcare il mercato.
    Altro è mostrare la possibilità che si possono ottenere buoni risultati anche con droni che non fanno parte del mainstream della comunicazione: la capacità di Gianfranco e le conoscenze da lui acquisite non sono a basso costo e non si possono svendere solo perché il Fimi, cioè il mezzo, ha un valore di mercato ridotto.
    Le procedure poi devono sempre essere validate non solo per ottenere delle ortofoto, ma anche dei DTM: non conosco le necessità del gruppo di ingegneri, ma quando mi hanno richiesto un modello per la progettazione idraulica del territorio, "l'approssimazione a qualche centimetro" non gli stava bene, non perché volessero il millimetro, comunque impossibile da ottenere, ma perché l'approssimazione doveva essere certificata comunque strumentalmente, l'errore doveva comunque essere certo e verificato e ripetibile nel tempo con lo stesso scarto, la stessa precisione e la stessa accuratezza del primo rilievo...
    Quindi ribadisco il concetto che a mio avviso è sbagliato parlare di tecniche a basso costo, perché questo fa si che ognuno possa ritenere di poterlo fare e non ci sia bisogno di un professionista. Ma le conoscenze che ha Gianfranco non si acquisiscono su internet guardando un video tutorial.
    Vabbè questo penso, tanti saluti e comunque complimenti. Saluti anche al buon Giampaolo sempre puntuale con i suoi excel estremamente utili :)

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  5. Ciao Simone. 😀
    Sono assolutamente d'accordo con te ed apprezzo moltissimo il tuo commento, perchè mi dà modo, una volta per tutte, di chiarire che non ho mai pensato, nemmeno per un attimo, di sostituirmi, "a basso costo" ad un topografo professionista. Non penso assolutamente che si potrebbe costruire un edificio o un ponte basandosi sui dati da me raccolti.
    Perchè in realtà, il mio vero obiettivo è un altro. Sono appassionato di Orienteering, ho acquisito qualche nozione di Cartografia per poter essere in grado di disegnare Mappe da Orienteering. in questo tipo di Mappe, che noi utilizziamo per le gare, ad esempio è molto importante la vegetazione. La vegetazione cambia molto frequentemente ed a seconda delle stagioni. Quindi capita molto spesso che, immediatamente prima della gara, occorra fare una revisione di una mappa già esistente per fare in modo che la sua rappresentazione sia il più possibile fedele alla situazione reale sul terreno.
    Per fare questa revisione è molto utile avere una Foto Aerea o Satellitare il più aggiornata possibile.
    Quindi, il vero obiettivo di questo lavoro, per me, era quello di fornire ai miei amici cartografi uno strumento a basso costo, che permettesse rapidamente di ottenere una foto aerea aggiornata e SUFFICIENTEMENTE precisa , da poter essere utilizzata come base sulla quale ridisegnare la Mappa.
    Cosa significa SUFFICIENTEMENTE precisa? Si fa presto a comprenderlo.
    In Orienteering per le mappe in bosco si usano le scale 1:10.000 o 1:15.000, per le mappe in Centro Storico si usa la scala 1:4.000. Facciamo due conti:
    1:15.000 ossia 1 mm. sulla carta equivale a 15 metri
    1:10.000 ossia 1 mm. sulla carta equivale a 10 metri
    1:4.000 ossia 1 mm. sulla carta equivale a 4 metri

    La accuratezza orizzontale che ho ottenuto con il mio modello è stata di 7 cm. Se io, spostandomi di un millimetro sulla carta, in realtà mi sto spostando come minimo di 4 metri, cosa vuoi che contino 7 cm.?

    Quindi, PER QUESTI SCOPI, la Ortofoto che riesco ad ottenere è praticamente perfetta.
    E, con la mia procedura, ho semplificato di parecchio il lavoro del Cartografo, senza fargli spendere una fortuna.
    Ho semplicemente cercato di fare qualcosa di utile per il mondo dell'Orienteering.
    Se vuoi saperne di più sull'Orienteering puoi andare sul Sito della Federazione Italiana Sport Orientamento (https://www.fiso.it/)

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    Risposte
    1. Grazie Gianfranco per aver chiarito le necessità di questo lavoro da te presentato (non ho visto il video, io mi sono limitato a protestare l'uso per me non corretto di alcuni concetti applicati al caso), e concordo perfettamente che le necessità contingenti e per di più la rappresentazione di scala rendevano inutile qualsiasi necessità di voler essere strettamente aderenti al dettato della tecnica fotogrammetrica. Io stesso ho fatto lavori basandomi sul semplice GPS del drone, cosa che non si dovrebbe fare come sappiamo ma che all'atto pratico restituivano una ortofoto che sovrapposta sul GIS con le mappe pubbliche da PCN coincideva perfettamente, segno che lo scarto, l'errore, erano assolutamente accettabili.
      Ma io appunto volevo rimarcare alcuni concetti: anche quando la situazione permette di essere meno stringenti e aderenti al dettato accademico, non per questo l'operazione diventa a basso costo, perché comunque le conoscenze acquisite, vuoi anche solo di semplice cartografia, sono comunque fondamentali e imprescindibili e sebbene apparentemente tramite un video sembri tutto molto semplice e facilmente replicabile, alla realtà dei fatti si scopre che non è così, perché la fotogrammetria aerea non è il premere play su un'app di volo automatico, ma tutta la programmazione che sta dietro quel volo, tutte le conoscenze necessarie a capire finalità e necessità del lavoro. Tutto questo non può essere a basso costo solo perché il mezzo costa poco. Ecco appunto contestavo questa associazione di idee.

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    2. Grazie Simone per la tua risposta.
      Quando io parlo di basso costo, non parlo solo del drone. Ha un costo il Software Structure From Motion, e qui, utilizzando WebODM il costo è quasi nullo. Ha un costo non indifferente posizionare i GCP a terra e, soprattutto, i sistemi GPS che consentono di ottenere un rilievo della posizione molto preciso.
      Questi sono tutti costi che, normalmente, ti scoraggerebbero dall'intraprendere un progetto come quello che ho descritto nel Video e, soprattutto, non sarebbe assolutamente alla portata, dal punto di vista economico, di chi fa cartografia per l'Orienteering.
      Certo, la Pianificazione della Missione è una parte molto delicata di tutto il progetto e deve essere fatta con precisione, ed è per questo che ho chiesto l'aiuto di Giampaolo e del suo foglio di calcolo. Però questa è una cosa che posso spiegare ed insegnare e trasmettere ai miei amici Cartografi.
      E non è semplice nemmeno lavorare su QGIS per ottenere le successive Georeferenziazioni, ma questo è qualcosa che i nostri cartografi sono abituati a fare normalmente ed in questo non ho assolutamente niente da insegnarli.
      "A Basso Costo" non significa necessariamente "di bassa qualità".
      Secondo il mio punto di vista significa mettere a disposizione di tutti la tecnologia esistente in una maniera semplice, e, appunto, economica, per poterla sfruttare appieno per le proprie esigenze.
      Il passo successivo sarà appunto quello di diffondere queste conoscenze che ho acquisito e che metto volentieri a disposizione di tutti. 😃

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    3. Hai ragione, ma ribadisco che il concetto di basso costo spesso è legato soltanto all'ammortamento contingente degli strumenti utilizzati, quindi poca spesa allora il mio lavoro vale poco. Basso costo per me vuol dire non valorizzare il percorso di conoscenze acquisito nella vita, la mia vuole essere una protesta in tuo favore non contro.
      Racconto una veloce barzelletta: a un tizio non funziona il computer. Chiama il tecnico, che gli dice che per metterlo a posto servono 1000€. Il tizio dice ok procedi. Il tecnico alla fine gli comunica che per sistemarlo ha dovuto svitare e riavvitare una vite. Il tizio dice: e la miseria, 1000€ per avvitare una vite? Il tecnico risponde: no per carità, per avvitare una vite serve 1€, ma per sapere che bisognava intervenire su quella vite sono 999€ di un lavoro di esperienza e conoscenza acquisito negli anni.
      Qui chiudo, se finalmente ho spiegato cosa voglio dire. Grazie del confronto. :)

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Quadricottero News: Fotogrammetria a basso costo grazie ai GCP virtuali e al drone FIMI X8 Mini
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