Fotogrammetria o LiDAR?

Comprendere le vostre esigenze in materia di dati

Sempre più aziende utilizzano i droni per rilievi, ispezioni e monitoraggio. Una domanda frequente è quale sensore sia più adatto: fotogrammetria o LiDAR. Entrambe le tecniche forniscono dati spaziali accurati, ma il loro funzionamento e le condizioni in cui risultano più efficaci differiscono notevolmente. La scelta dell'approccio più appropriato dipende quindi da cosa si desidera misurare, dal livello di precisione richiesto per i dati e dall'ambiente operativo.

Fotogrammetria: modellazione con le immagini

Con la fotogrammetria, si scattano foto ad alta risoluzione da diverse angolazioni per ricostruire un modello tridimensionale. Un software specifico individua i punti corrispondenti nelle foto sovrapposte e li utilizza per creare ortomosaici, modelli digitali di superficie (DSM) e nuvole di punti. Poiché le foto contengono colore e texture, la fotogrammetria è ideale per progetti in cui il contesto visivo è importante, come ad esempio il monitoraggio dell'avanzamento dei lavori, la documentazione delle infrastrutture e la mappatura ambientale.

L'accuratezza della fotogrammetria dipende da diversi fattori:

• Illuminazione: una luce diffusa e uniforme limita la distorsione delle ombre.

• Distanza di campionamento al suolo (GSD): una GSD inferiore (dimensione del pixel più piccola) significa una risoluzione maggiore.

• Sovrapposizione e altitudine di volo: una sovrapposizione frontale di almeno il 75-85% e una sovrapposizione laterale del 65-80% garantiscono una copertura completa.

• Punti di controllo a terra (GCP): punti di riferimento rilevati collegano il fotomosaico alle coordinate reali del mondo.

Grazie a un'attenta pianificazione con punti di controllo a terra (GCP) e correzioni RTK/PPK, la fotogrammetria può raggiungere una precisione centimetrica, quasi a livello di livello.

LiDAR: misurare con i laser

Il LiDAR (Light Detection and Ranging) adotta un approccio diverso: un sensore emette segnali laser e misura il tempo impiegato dal segnale riflesso per tornare indietro. Questo genera una nuvola di punti dettagliata che rappresenta il terreno e gli edifici, anche in presenza di vegetazione. Essendo un sensore attivo, il LiDAR funziona anche in ambienti con scarsa illuminazione o in ombra e può "vedere" attraverso il fogliame.

Le applicazioni in cui il LiDAR è spesso preferito includono:

• Analisi forestale e della vegetazione, come la mappatura dell'altezza degli alberi e delle riserve di biomassa.

• Mappatura dei corridoi e delle infrastrutture, come linee elettriche, gasdotti o strade.

• Rilievi topografici in terreni collinari, dove il rilievo e la vegetazione ostacolerebbero altrimenti una misurazione accurata.

SLAM LiDAR: posizionamento senza GNSS

Nelle gallerie, nelle foreste fitte o tra edifici alti, il segnale GNSS è spesso inaffidabile o assente. Con la tecnologia SLAM LiDAR (Simultaneous Localization and Mapping), uno scanner crea una mappa e contemporaneamente traccia la propria posizione utilizzando sensori inerziali e di altro tipo. Ciò consente a droni o scanner portatili di effettuare misurazioni precise in ambienti interni o sotto una copertura vegetale chiusa, senza bisogno di navigazione satellitare.

Accuratezza contro precisione

Nel mondo dei droni, accuratezza e precisione vengono spesso confuse, ma si tratta di concetti diversi. L'accuratezza indica quanto una misurazione si avvicina alla posizione reale sul terreno, mentre la precisione descrive la coerenza delle misurazioni tra loro. Ad esempio, un modello fotogrammetrico può mostrare una geometria molto coerente (alta precisione), ma risultare sfalsato rispetto alla posizione reale se non vengono utilizzati punti di controllo a terra (GCP). Il LiDAR può raggiungere sia un'elevata accuratezza che un'alta precisione se ben calibrato e combinato con correzioni RTK. Questa distinzione è fondamentale per definire i requisiti di progetto e rispettare le normative vigenti.

Di che risoluzione ha bisogno il tuo progetto?

Nella fotogrammetria la risoluzione è determinata dalla distanza di campionamento al suolo (GSD), mentre nel LiDAR è tutta una questione di densità di punti. La fotogrammetria ad alta risoluzione (1-2 cm GSD) è adatta per siti di piccole dimensioni o ispezioni con molti dettagli, ma produce grandi set di dati e tempi di elaborazione più lunghi. Una risoluzione moderata di 3-5 cm GSD offre spesso un buon compromesso tra efficienza e precisione per applicazioni in ambito edile, minerario e civile.

Con il LiDAR, la densità dei punti dipende da fattori quali la frequenza degli impulsi, l'altitudine di volo e l'angolo di scansione. Densità superiori a 200 punti per metro quadrato sono adatte per dettagli fini, mentre 20-50 punti per metro quadrato sono sufficienti per modelli di terreno generici. Più dati non significano sempre risultati migliori; una risoluzione eccessiva può essere inutilmente costosa e richiedere molto tempo. La questione è quale accuratezza e livello di dettaglio siano effettivamente richiesti dall'applicazione. Adattando la risoluzione agli obiettivi del progetto, si riducono i requisiti di archiviazione e di elaborazione e si mantengono i costi sotto controllo.

Trovare il giusto equilibrio

Non esiste una scelta universalmente migliore tra fotogrammetria e LiDAR; ciascun metodo ha i suoi punti di forza a seconda del terreno, della risoluzione desiderata, del budget e delle normative. Per molti progetti un approccio ibrido offre i risultati migliori: il LiDAR fornisce una geometria affidabile, mentre la fotogrammetria aggiunge colore e contesto.

I nostri specialisti di Dutch Wing saranno lieti di consigliarvi il sensore o la combinazione di sensori più adatti al vostro progetto. Grazie alla nostra conoscenza della fotogrammetria e del LiDAR e all'esperienza maturata in diversi contesti olandesi e internazionali, vi aiutiamo a trasformare i dati grezzi in informazioni significative. Non esitate a contattarci per una consulenza gratuita e senza impegno sulle diverse possibilità.