Fotogrammetria digitale: come ottenere un modello 3D da un rilievo fotogrammetrico?

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Cos’è la fotogrammetria digitale?

La fotogrammetria è una tecnica che permette di rilevare la forma e la posizione di un oggetto tramite l’acquisizione e l’analisi di una coppia di fotogrammi stereometrici, ovvero da dall’unione di due particolari fotogrammi fotografici.

Nell’edilizia si usa la fotogrammetria architettonica per rilevare le caratteristiche degli edifici in modo da poterle riportare sulla carta per poi elaborare progetti di vario tipo, per esempio di recupero e/o restauro.

La fotogrammetria digitale, è una tecnica moderna che permette di ottenere modelli 3D  a partire da foto e video digitali che possono essere ottenute usando: fotocamere, droni o laser scanner.

Come si ottiene un modello 3D da un rilievo fotogrammetrico

La prima fase di un rilievo fotogrammetrico consiste nello scattare foto e nel girare video digitali. Questi materiali saranno poi elaborati dopo averne individuata la triangolazione, una tecnica che sfrutta le proprietà dei triangoli per calcolare le distanze fra punti.

Nella fotogrammetria tradizionale si fa riferimento ai dati GPS delle immagini o punti di controllo di coordinate note, in quella digitale, invece, vengono individuati dei punti chiave presenti in 3 o più immagini per fare l’image matching, ovvero abbinarle tra loro.

Ecco le 3 fasi che permettono di trasformare foto e video in un modello 3D:

  • bisogna ricostruire i punti chiave ed elaborare la nuvola di punti ottenuta varie dalle elaborazioni
  • la nuvola viene poi trasformata in una mesh, ovvero una superficie continua composta da poligoni i cui vertici sono i punti della nuvola
  • la mesh non ha colore, il colore si restituisce in uno di questi due modi: color per vertex, cioè trasferendo il colore dalla nuvola ai poligoni della mesh oppure con il texture mapping, ovvero applicando le immagini del rilievo sui poligoni della mesh.

Se il software non è in grado di capire le dimensioni degli oggetti dalle foto bisognerà indicare una distanza nota di riferimento per scalare il modello 3D.

Quali sono i software per la fotogrammetria?

Ecco alcuni software per la fotogrammetria:

  • Pix4D Capture: permette la conversione di immagini in mappe georeferenziate, orto-mosaici e modelli 3D ad alta precisione. Con l’applicazione Pix4Dcapture si può controllare un drone dallo smartphone.
  • Agisoft Photoscan: ci sono due versioni, la standard e la professional. Con la standard è possibile fare la triangolazione fotogrammetrica, generare e modificare una nuvola di punti, creare e mappare un modello 3D, unire panoramiche sferiche e c’è anche il supporto per la ripresa fisheye.L’aggiornamento da Photoscan a Metashape è gratis.

    La particolarità di Agisoft Metashape è che usa tecniche di apprendimento automatico – machine learning – per l’interpretazione dei dati acquisiti. Raggruppa automaticamente i punti fotogrammetrici in classi di Terra, Vegetazione, Edificio, Strada, Macchina e Artificiale.
  • 3DZephyr: è un software di fotogrammetria automatica che permette di realizzare un rilievo 3D usando fotografie o video digitali e di realizzare una ricostruzione 3D o una scansione. Basta avere una macchina fotografica digitale e un PC. Si integra anche con droni e laser scanner. C’è una versione free per progetti personali che, però, ha il limite che può elaborare solo 50 fotografie.

Vantaggi della fotogrammetria digitale

Rispetto alla fotogrammetria tradizionale, quella digitale ha molti vantaggi:

  • permette di acquisire i dati più velocemente: si possono rilevare edifici molto grandi in poco tempo e velocizzare, così, l’intero progetto
  • i dati – la nuvola di punti – possono essere facilmente trasformati in un modello 3D, navigabile
  • è possibile interagire con i dati
  • l’intero progetto risulta più sicuro perché basato su dati precisi, non c’è il rischio di un errore umano nel prendere le misure.

Progetti di fotogrammetria digitale e corsi per imparare

Molto interessante il progetto di fotogrammetria digitale e rilievo artistico realizzato per i Musei Vaticani, nel 2017, e la mappatura in 3D di “Katskhi Pillar”, la chiesa più irraggiungibile del mondo, realizzata nel 2019.Sono molti i corsi di fotogrammetria digitale che permettono alle varie figure professionali di imparare a fare un buon rilievo fotogrammetrico sul campo per velocizzare i tempi dei progetti e ottenere dati più precisi.

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Sarah Saccullo

Copywriter e blogger, innamorata delle storie delle persone. Racconto in punta di penna le aziende e i professionisti attraverso i testi che scrivo per i loro siti e blog. Entusiasta e sempre curiosa, amo l'architettura, l'arte e la bakery.