I droni si dimostrano sempre più potenti strumenti commerciali, offrendo agli utenti un salto di qualità in termini di efficienza e sicurezza. Il settore del rilievo e della mappatura non fa eccezione.
Grazie alla loro capacità di catturare dati dall'alto, i droni sono stati integrati con successo nei flussi di lavoro dei rilievi topografici per eseguire rilievi del terreno, fotogrammetria, mappatura 3D, rilievi topografici e altro ancora.
Che siate geometri esperti che desiderano ampliare il proprio kit di strumenti, appassionati di droni che vogliono conoscere altri modi per utilizzare il proprio drone o semplicemente interessati a queste fantastiche applicazioni dei droni, abbiamo pensato a voi. Continuate a leggere e scoprirete tutto quello che c'è da sapere per iniziare a fare rilievi con i droni.
Che cos'è un rilievo con drone?
Il rilievo è la scienza precisa che determina le posizioni e le distanze tra i punti nello spazio 2D e 3D. C'è una grande differenza tra la fotografia aerea e il rilievo. I rilievi forniscono informazioni fondamentali che consentono di prendere decisioni informate, dalla pianificazione dei cantieri alla progettazione e manutenzione delle infrastrutture, alla delimitazione dei confini delle proprietà catastali e altro ancora.
Un rilievo con drone è semplicemente un rilievo condotto dall'alto con un drone.
Le recenti tecnologie hanno migliorato notevolmente le capacità dei droni per i rilievi, rendendoli un'alternativa economica ed efficiente ai metodi di rilievo tradizionali. Dotati di telecamere ad alta risoluzione, GPS e software di mappatura avanzati, i droni possono produrre misurazioni precise e immagini aeree dettagliate. Ciò consente di generare mappe topografiche accurate, modelli 3D e misurazioni volumetriche.
I risultati dei rilievi condotti con i droni possono variare in base ai requisiti del progetto, ma in genere comprendono mappe ortomosaiche, modelli digitali di elevazione (DEM), nuvole di punti e ricostruzioni 3D. Questi risultati sono tecnologie fondamentali in diversi settori, in quanto facilitano attività come la misurazione precisa del terreno, il monitoraggio delle costruzioni, la conservazione dell'ambiente e la gestione dei disastri.
DJI Mavic 3 Enterprise
Perché l'uso dei droni per i rilievi è superiore ai metodi tradizionali?
I veicoli aerei senza pilota, o UAV, eccellono nell'acquisizione rapida di dati da punti di osservazione inaccessibili all'uomo.
I droni rendono molto più facile il rilevamento di terreni impegnativi, altrimenti pericolosi o difficili da raggiungere per l'uomo. Inoltre, mentre i metodi di rilevamento tradizionali richiedono misurazioni, preparazione e pianificazione meticolose, i droni possono acquisire dati comparabili in tempi decisamente più brevi.
Ad esempio, STRABAG, un'azienda austriaca leader nel settore delle costruzioni, ritiene che i droni le consentano di effettuare rilievi con tempi di impostazione dei GCP ridotti del 75%. Cliccate qui per saperne di più sui guadagni di efficienza di STRABAG.
Modelli di rilievo con drone
Il Matrice 350 RTK è un drone all'avanguardia progettato per garantire precisione ed efficienza nelle operazioni aeree. È dotato di funzionalità avanzate come il tempo di volo massimo di 55 minuti, la classificazione IP55 per il funzionamento in condizioni atmosferiche difficili e la trasmissione DJI O3 Enterprise per un flusso video stabile e di alta qualità su lunghe distanze. Queste caratteristiche, unite alla capacità di supportare più carichi utili, consentono al Matrice 350 RTK di raccogliere rapidamente dati dettagliati e ad alta risoluzione.
Rispetto ai metodi di rilievo tradizionali, il Matrice 350 RTK migliora l'efficienza e l'accuratezza della raccolta dati su grandi aree. Grazie all'integrazione di funzioni avanzate, riduce la dipendenza dalle squadre di rilevamento a terra e minimizza il rischio di errori umani, offrendo un'alternativa pratica ai metodi di rilevamento tradizionali, efficiente in termini di tempo e in grado di fornire dati precisi in diverse condizioni ambientali.
Inoltre, il sistema di navigazione RTK (Real-Time Kinematic) ad alta precisione migliora ulteriormente l'accuratezza dei dati di rilievo e mappatura, rendendolo significativamente superiore ai metodi di rilievo tradizionali in termini di efficienza e qualità dei dati.
Matrice 350 RTK
Allo stesso modo, i modelli della serie DJI Mavic 3 Enterprise - a differenza dei metodi tradizionali - offrono capacità di rilievo avanzate con caratteristiche adatte a varie applicazioni commerciali. Questa serie comprende modelli come il Mavic 3E e il Mavic 3T, entrambi progettati per un'elevata efficienza e precisione nelle attività di rilievo e ispezione aerea. Il Mavic 3E, dotato di una fotocamera CMOS Wide 4/3 e di un otturatore meccanico, è altamente efficiente nelle missioni di mappatura grazie alla riduzione al minimo della sfocatura del movimento e al supporto di riprese a intervalli rapidi. Il modulo RTK garantisce una precisione di posizionamento centimetrica, migliorando la qualità dei dati raccolti.
Mavic 3 Enterprise
Il Mavic 3T, invece, aggiunge al suo arsenale una termocamera da 640 × 512 px, che lo rende ideale per applicazioni specializzate come la lotta agli incendi, la SAR e le operazioni notturne, tra le altre. La capacità di questo modello di misurare la temperatura di punti e aree, insieme alle sue capacità di zoom ad alta risoluzione, consente ispezioni dettagliate da una distanza di sicurezza. Entrambi i droni sono dotati di zoom ibrido 56x, rilevamento omnidirezionale degli ostacoli e fino a 45 minuti di volo, per garantire un'ampia copertura e un funzionamento sicuro in ambienti complessi.
Mavic 3 Thermal
Quali risultati si possono ottenere con il rilievo con drone?
A seconda della scelta dei sensori di dati e del software di rilievo, il rilievo con drone può produrre una varietà di risultati con casi d'uso in molti settori.
Mappa dell'ortomosaico 2D: Il software di rilievo può mettere insieme centinaia o migliaia di foto digitali catturate dal drone e produrre mappe ortomosaiche 2D di alta qualità. Queste mappe offrono una rappresentazione accurata dell'area rilevata, con tutti gli oggetti correttamente scalati e posizionati come nella realtà, fornendo dati preziosi per la pianificazione e l'analisi.
Mappa dell'ortomosaico 3D: Le foto digitali dell'area rilevata possono essere compilate in una mappa ortomosaico 3D e fornire dati topografici utilizzabili. Queste immagini vengono create utilizzando la fotogrammetria per elaborare fotografie aeree sovrapposte, ottenendo modelli di elevazione dettagliati che possono essere utilizzati per vari scopi, tra cui la misurazione dei volumi, l'analisi del terreno e la visualizzazione di mappe 3D dei paesaggi.
Modelli 3D: Generare modelli 3D degli obiettivi nel sito di rilievo per un rapido confronto con il BIM. A differenza dei modelli 2D, questi modelli 3D offrono una visione completa, consentendo analisi dettagliate e passeggiate virtuali, fondamentali per la pianificazione del progetto, le modifiche alla progettazione e le presentazioni alle parti interessate.
Modello 3D del Passo Jiayu
Mappatura termica: I rilievi con una termocamera consentono di identificare rapidamente i bersagli con firme di calore anomale. Il Matrice 350 RTK offre capacità di visione notturna e, se equipaggiato con i corretti payload termografici, come lo Zenmuse H20N, può condurre rilievi termici dettagliati. Questo è fondamentale per le applicazioni che richiedono letture precise della temperatura, sia in agricoltura per valutare lo stato di salute delle colture, sia nell'edilizia per identificare i difetti di isolamento, sia nel settore energetico per monitorare le linee elettriche e le sottostazioni alla ricerca di componenti surriscaldati.
Nuvola di punti LiDAR: Equipaggiate il vostro drone con la telecamera LiDAR Zenmuse L2 per produrre una nuvola di punti ad alta densità. Ciò significa che ogni punto all'interno dell'area rilevata viene catturato, ottenendo un modello 3D altamente dettagliato del terreno e delle strutture. In questo modo si creano rappresentazioni accurate degli spazi fisici che possono essere utilizzate per vari scopi, come la pianificazione urbana, la gestione ambientale e la costruzione di simulazioni di realtà virtuale. Per saperne di più sul LiDAR da drone, fare clic qui.
Modello di nuvola di punti LiDAR della torre di trasmissione
Mappatura multispettrale: Acquisire dati multispettrali al di là dello spettro della luce visibile per fornire informazioni sull'agricoltura e sulla gestione delle colture. In particolare, la mappatura multispettrale è comunemente adottata per il monitoraggio ambientale, la valutazione dello stato di salute della vegetazione e la gestione efficiente delle risorse in generale. La tecnologia dei droni per la mappatura multispettrale è infatti in grado di rilevare problemi non visibili a occhio nudo, come stress delle piante, problemi di distribuzione dell'acqua o infestazioni di parassiti. Analizzando le variazioni di lunghezza d'onda, questa moderna tecnologia dei droni fornisce dati utili che possono informare interventi mirati, ottimizzare i raccolti e contribuire a pratiche di rilevamento sostenibili.
Vista multispettrale di una fattoria di tè coreana
Drones e BIM
Nell'edilizia e nella gestione dei progetti, il rilievo con droni può fornire dati critici che vanno di pari passo con il Building Information Modeling (BIM).
In ogni fase del processo di costruzione, i modelli fotogrammetrici o laser 3D ad alta risoluzione acquisiti dai droni possono essere sovrapposti e confrontati con gli oggetti BIM pianificati in precedenza. In questo modo è possibile identificare le discrepanze tra i piani e la realtà.
L'individuazione precoce di questi problemi può ridurre gli errori di costruzione, le omissioni e le rilavorazioni. Questa supervisione del progetto ha reso i droni una parte essenziale dell'edilizia moderna. Inoltre, l'integrazione dei dati acquisiti dai droni con il BIM facilita un monitoraggio e una gestione più accurati dei progetti di costruzione. Consente confronti precisi tra i modelli pianificati e le condizioni reali del cantiere, con conseguente miglioramento dei processi decisionali. Questa combinazione contribuisce in modo significativo a ridurre al minimo i ritardi e i sovraccosti dei progetti, snellendo i flussi di lavoro e migliorando l'accuratezza della tracciabilità dei progetti.
Quanto sono precisi i rilievi condotti con i droni?
Prima di adottare i droni nei loro flussi di lavoro, molti geometri si interrogano sull'accuratezza dei rilievi aerei. Che grado di precisione possono raggiungere le tecniche di rilievo con i droni?
Le soluzioni di rilievo con droni possono produrre rilievi con diversi gradi di accuratezza, a seconda dei requisiti del progetto. In uno studio indipendente condotto da DroneDeploy, il DJI Phantom 4 RTK ha raggiunto una precisione verticale relativa di 2 cm e una precisione orizzontale relativa di 1,20 cm. Per alcune applicazioni, come il controllo della crescita delle colture o dell'avanzamento dei lavori, è sufficiente un'elevata precisione relativa. Per altri lavori che richiedono anche un'elevata precisione assoluta, esistono droni dotati di capacità cinematiche in tempo reale (RTK) e di post-processing kinematics (PPK). Se abbinati ad alcuni GCP, è possibile ottenere una precisione di livello survey.
Come si presenta un tipico flusso di lavoro di rilievo con i droni?
Ecco un'idea di come i droni vengono tipicamente integrati nei flussi di lavoro di rilievo: Le diverse soluzioni di droni e i flussi di lavoro assistiti da droni possono offrire diversi gradi di precisione. Quando si sceglie un drone per il rilievo, è importante tenere conto delle proprie esigenze, di quelle dei clienti e del compromesso tra velocità e precisione.
Raccolta dati in loco
La fase di raccolta dei dati in loco inizia con l'identificazione della missione di mappatura e la definizione dello scopo e della portata del rilievo aereo. Successivamente, il sito in esame viene esaminato attentamente per raccogliere le informazioni essenziali che potrebbero influenzare il processo di raccolta dei dati. La creazione di punti di controllo a terra (GCP) è una fase facoltativa che può migliorare significativamente la precisione dei dati aerei; si tratta di marcatori fisici posizionati sul terreno che possono essere identificati nelle immagini aeree. La pianificazione delle missioni di volo prevede la definizione del percorso e dello schema che il drone o l'aereo seguiranno per acquisire le immagini.
Una volta stabilito il piano di volo, vengono acquisiti i dati del sistema di posizionamento e orientamento (POS), che registrano la posizione precisa e l'orientamento angolare della piattaforma aerea. Segue l'esecuzione della missione di volo per acquisire immagini aeree del sito.
Elaborazione dei dati
Dopo la raccolta dei dati in loco, inizia la fase di elaborazione dei dati. Si tratta di analizzare le immagini aeree insieme ai dati POS e, se utilizzati, alle misure dei GCP per eseguire la triangolazione aerea. La triangolazione aerea è un metodo che stabilisce matematicamente la geometria dell'area fotografata da diverse angolazioni ed è fondamentale per la mappatura. Questo processo viene controllato per verificarne l'accuratezza e, se non soddisfa gli standard necessari, possono essere effettuate misurazioni di controllo opzionali per correggere eventuali discrepanze. Una volta che la triangolazione ha superato il controllo di accuratezza, il flusso di lavoro genera un Modello Digitale di Superficie (DSM), una Mappa Ortofoto Digitale (DOM) e modelli 3D del terreno.
Modello 3D del terreno acquisito con Zenmuse L2
Soluzioni di rilievo con droni DJI
Con tutti i vantaggi offerti dai droni e le numerose opzioni di droni per il rilievo, sorge spontanea la domanda: Qual è il miglior drone per il rilievo?
La risposta dipende in ultima analisi dalle vostre priorità. Per leggere un'analisi approfondita e un whitepaper di valutazione del sistema LiDAR DJI Zenmuse L2 per DJI M350/M300 e scoprire come potrebbe adattarsi alle vostre esigenze, fate clic qui.
Sistema LiDAR Zenmuse L2
Il whitepaper tratta le tecniche di misurazione dell'accuratezza e della precisione, un confronto completo con il suo predecessore - il DJI Zenmuse L1 - e un'analisi approfondita delle caratteristiche, che include la divergenza del fascio, le capacità di penetrazione della vegetazione e le intensità del LiDAR. Ulteriori test e conclusioni forniscono ulteriori approfondimenti sulle prestazioni e sulle capacità del modello L2, aiutandovi a determinare se è la scelta giusta per i vostri progetti di rilievo.
