Rilievo fotogrammetrico georeferenziato con drone – Cantiere Fidene

Il rilievo su un cantiere a Fidene (RM) è stato effettuato con fotogrammetria aerea georeferenziata.

Il rilievo fotogrammetrico georeferenziato con drone ha avuto per oggetto l’area di un cantiere di urbanizzazione presso Fidene (RM) che si estende su una superficie di circa 17 ha.

Al momento del rilievo nell’area di cantiere erano già stati realizzati gli scavi ed i rinterri per la definizione dei piani di posa degli edifici e delle urbanizzazioni di nuova realizzazione; lo scopo del rilievo era quello di calcolare i volumi di terra di scavo e di riporto rispetto allo stao iniziale del cantiere, a seguire qualche foto aerea dell’area.

Il rilievo è stato svolto con un drone DJI Phantom 4 PRO con le seguenti caratteristiche:

• Sensore Exmor R CMOS da 1 pollice

• Risoluzione 20MP

• Video 4K a 60 fps

Per rilevare l’area è stato elaborato un piano di volo al fine di ottenere una risoluzione a terra di 3 cm/pixel, volando ad un’altezza da terra di 80 metri con una distanza di OVERLAP di 8,6 metri (60%) e OVERSIDE di 10.7 metri (50%), e sono state scattate 1.774 foto. Il piano di volo è stato impostato sul drone utilizzando l’app LITCHI. Per la georeferenziazione del rilievo sono stati “battuti” 14 punti distribuiti sull’area con un GPS Zenith 20 della Geomax, a seguire un’immagine del piano di volo e qualche immagine del rilievo con GPS.

Per eseguire il rilievo sono state necessarie 4 ore e l’utilizzo di n.7 batterie.

L’elaborazione del rilievo è proseguita in ufficio, dove inizialmente sono state estrapolate le coordinate dei GCP (Ground Control Point) dal GPS, importate su Pix4D Mapper ed assegnate ai punti corrispondenti nelle foto tramite l’apposito editor del software, quindi sono state avviate le elaborazioni.

Il processo ha richiesto le seguenti tempistiche:

• Time for point cloud densification: 03h:31m:46s

• Time for 3D Textured Mesh Generation: 01h:44m:35s

• Time for DSM Generation: 28m:25s

• Time for Orthomosaic Generation 01h:35m:35s

• Time for Countor lines generation: 57s

Per un totale di circa sette ore ed un quarto di elaborazione.

A seguire un estratto del report generato da Pix4d in cui si può leggere la risoluzione ottenuta nell’ortofoto, che è di 2,73 cm/pixel.

Per effettuare il calcolo dei volumi ci è stato fornito dalla committenza un rilievo eseguito da un topografo prima dell’inizio del cantiere, il rilievo era stato svolto con metodi tradizionali (GPS) e conteneva le coordinate di 1415 punti distribuiti su tutta l’area.

Per effettuare il calcolo dei volumi è stata prima creata una mesh passante per tutti i punti rilevati dal topografo al fine di discretizzare, seppur con qualche approssimazione, l’andamento del terreno prima della cantierizzazione. Tale procedura è stata eseguita utilizzando CloudCompare, software opensource che permette di svolgere diverse operazioni su nuvole di punti e mesh; a seguire si riporta una vista della mesh e della nuvoa di punti su CloudCompare.

La mesh e la nuvola di punti sono state quindi divise in tre aree “Urbanizzazione”, “Casini” e “Commerciale” come richiesto dalla committenza.

Come è già visibile dall’immagine sovrastante, in alcune zone la mesh (colorata in modo differente a seconda della zona di appartenenza) si trova sopra la nuvola di punti e quindi in quelle aree è stata scavato, viceversa dove la nuvola di punti sta sopra è stato depositato terreno di riporto.

Inizialmente l’idea era di calcolare i volumi di scavo e rinterro utilizzando proprio un apposito strumento del software sopra citato, che permette di eseguire delle analisi comparative tra nuvole di punti e tra nuvole e mesh.

I risultati ottenuti con questo processo, però, non erano attendibili in quanto la mesh dell’ante operam si basava un numero troppo esiguo di punti, 1415 contro i circa 70 milioni di p.ti della nuvola generata da drone.

Si è quindi deciso di procedere in altro modo: i due rilievo sono stati sovrapposti e sono state eseguite delle sezioni ogni 5 metri, come visibile nella figura sottostante raffigurante le sezione nell’area denominata “Urbanizzazione”.

Avendo le sezioni ante e post operam sono state facilmente calcolate le aree di scavo e rinterro per ogni superficie, quindi i dati sono stati inseriti in delle tabelle di calcolo su excel dove le aree sono state interpolate per tutta la lunghezza del cantiere, e sono stati estrapolati i volumi di terra di scavo e rinterro per onguna delle tre aree.