Nell’era digitale in cui viviamo, l’innovazione tecnologica avanza a passi da gigante, e la mappatura aerea non è da meno. Grazie all’utilizzo dei moderni laser scanner 3D e dei modelli fotogrammetrici prodotti con la tecnica structure from motion (SfM), si aprono ampie opportunità nel campo della cartografia, ma anche della raccolta di dati geospaziali.
La Rivoluzione dei Gemelli Digitali
Uno dei concetti chiave dietro questa rivoluzione nella mappatura aerea è l’uso di gemelli digitali, ovvero rappresentazioni virtuali di oggetti fisici o di luoghi reali. La loro creazione è favorita dall’utilizzo di dati provenienti da acquisizioni mediate da particolari sensori di cui dispongono strumenti di rilevamento quali laser scanner 3D e fotocamere aeree ad alta risoluzione con le quali si equipaggiano aeromobile a pilotaggio remoto (APR); l’uso dei modelli è reso disponibile per l’analisi e la manipolazione tramite software avanzati.
Laser Scanner 3D: la Visione Tridimensionale del Mondo
I laser scanner 3D sono strumenti di rilevamento avanzati che utilizzano sensori laser per misurare con precisione la forma e la posizionenello spazio degli oggetti. Il funzionamento di questi strumenti si basa sull’emissione di onde luminose che rimbalzano sulle superfici degli oggetti, per essere poi lette da un sensore. Solo a questo punto il sensore è in grado di calcolare quanto è lontana la superficie dell’oggetto dallo strumento, misurando il tempo impiegato dal fotone per completare il suo percorso: questo particolare processo è noto come misurazione del “tempo di volo”. Le informazioni così raccolte permettono allora di generare una nuvola di punti tridimensionale che restituisce fedelmente la forma e la geometria dell’oggetto rilevato, ovvero restituisce un insieme di punti, ognuno caratterizzato da coordinate spaziali (x, y, z).
Quando si tratta di mappatura aerea, i laser scanner 3D sono montati su velivoli aerei o aeromobili a pilotaggio remoto (droni), permettendo di catturare in volo dettagli accurati del terreno, delle città e delle strutture, al fine di redigere modelli tridimensionali digitali, copie fedeli della realtà.
Structure from Motion (SfM): Creare Modelli Fotogrammetrici Tridimensionali
La tecnica “construction from motion” (SfM) è una innovazione chiave nella mappatura aerea. Questa tecnica consente, infatti, di creare modelli fotogrammetrici tridimensionali utilizzando una serie di fotografie aeree o satellitari.
Il processo di elaborazione del modello inizia con la raccolta di una serie di immagini fotografiche che, sovrapponendosi fotogramma dopo fotogramma, coprono la zona di interesse nella sua totalità. Le immagini vengono, quindi, elaborate da software specializzati che individuano i punti comuni tra le diverse immagini e ne calcolano la reciproca posizione nello spazio, permettendo di ricostruire la geometria dell’oggetto di rilievo attraverso una dense cloud che diventa la base necessaria per creare un modello fotogrammetrico tridimensionale.
Applicazioni della Mappatura Aerea con Gemelli Digitali
La mappatura aerea con gemelli digitali ha una vasta gamma di applicazioni in vari ambiti e settori. Tra le principali aree di utilizzo:
- Topografia e Cartografia: i dati sono utilizzati per pianificare progetti di costruzione, monitorare cambiamenti nel paesaggio e molto altro ancora.
- Agricoltura di Precisione: per monitorare le colture, determinare la salute delle piante o anche ottimizzare l’uso delle risorse come acqua e fertilizzanti.
- Gestione Ambientale: per la gestione e la conservazione dell’ambiente, può essere utilizzata per monitorare la deforestazione, la biodiversità, l’inquinamento e quanto a questo correlato.
- Pianificazione Urbana: per la pianificazione urbana, il monitoraggio delle infrastrutture e la gestione del traffico.
- Sicurezza e Difesa: per il rilevamento di minacce legate al rischio idrogeologico e la pianificazione di operazioni di difesa.
Conclusioni
La mappatura aerea con gemelli digitali e l’utilizzo di laser scanner 3D e modelli fotogrammetrici hanno trasformato il modo di raccogliere e utilizzare i dati geospaziali. Queste tecnologie aprono così nuove opportunità in vari settori, contribuendo a migliorare la comprensione, nonché valorizzazione del mondo che ci circonda.
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