Rilievo drone vs Rilievo laser scanner - Analisi di un caso studio

Rilievo drone DJI Phantom 4 RTK vs rilievo laser scanner RTC 360 - Analisi di un caso studio @skycrabacademy

 

Ho deciso di approfondire questa tematica in quanto credo sia necessario fare chiarezza sulla distinzione oggettiva di un rilievo eseguito con drone ed un rilievo eseguito utilizzando il laser scanner.

L'obiettivo è verificare le differenze fra la restituzione grafica 3D di un edificio eseguito con la tecnica Laser Scanner e lo stesso eseguito con rilievo da drone in modo tale che Tu possa essere in possesso di tutti gli elementi per comprendere e valutare al meglio i risultati grafici ottenuti e le tecniche di rilievo eseguite con queste due metodologie, apparentemente molto diverse tra di loro ma estremamente compatibili.

In questo articolo imparerai a conoscere le differenze fra le esportazioni e avrai modo di capire e valutare le differenze fra un prospetto esportato da rilievo laser scanner e da un prospetto generato utilizzando fotogrammi scattati dal drone.

Laser Scanner Leica RTC 360

Iniziamo analizzando il primo strumento, ovvero il Laser Scanner Leica RTC 360 con l’obiettivo di generare una nuvola di punti densa e relativi prospetti 2D.

Il rilievo con laser scanner è una tecnologia che ti permette di documentare e digitalizzare in 3D ambienti ed edifici di qualsiasi dimensione, a scale e risoluzioni grafiche differenti. Questa tecnica di rilievo ti consente di ottenere, in tempo reale, un insieme di punti metricamente corretti nello spazio (che chiameremo nuvola di punti densa), che definiscono la forma e le dimensioni precise di ciò che viene visto e quindi scansionato dal punto di vista dello strumento (strumento che per performare al massimo necessita di una base solida dove poter essere posizionato e non dovrà essere assolutamente toccato durante la fase di rilievo).

I principali vantaggi di questa tecnologia sono:

• velocità di esecuzione;
• massima precisione metrica ottenibile;
• velocità di elaborazione della nuvola di punti densa;
• possibilità di eseguire rilievi di interni;
• non è necessario inserire punti di controllo (GCP) in facciata.

I principali svantaggi di questa tecnologia, sono:

• costo molto elevato della strumentazione;
• dimensione dei file creati molto pesante da gestire;
• non potendo "volare" non potrai acquisire i dati relativi alle coperture/tetti, con l’esclusione delle coperture aventi superfici piane e quindi accessibili in sicurezza e con lo strumento;
• i parapetti pieni andranno ad oscurare gran parte dei dettagli che stanno sulla facciata dell’oggetto ripreso (ad esempio gli infissi) e quindi per poterli acquisire dovrai accedere ad ogni terrazza allungando di molto i tempi di esecuzione;
• acquisizione dei dati dal punto di vista grafico 3D (modello texturizzato) molto scarsa in quanto la macchina fotografica integrata sul laser è di scarsa qualità.

Qui sotto puoi vedere un esempio di ricostruzione 3D con laser scanner

Qui sotto puoi vedere i prospetti esportati da laser scanner. Puoi notare che la copertura non è visibile

Drone DJI Phantom 4 RTK

Analizziamo ora la seconda strumentazione disponibile, ovvero il Drone DJI Phantom 4 RTK, con finalità di generazione di un modello 3D e i prospetti 2D.

Il rilievo 3D con drone si basa sulla scienza della fotogrammetria, ovvero quella tecnica che, partendo da fotografie opportunamente posizionate nello spazio, ti permetteranno di ricostruire in 3D la forma e la posizione dell'edificio o dell'area oggetto di rilievo.

Questa tecnica, a differenza del laser scanner, NON acquisisce nuvole di punti ma acquisisce fotografie scattate dalla macchina fotografica presente sul drone (si specifica che è possibile eseguire rilievi con svariate tipologie di droni che restituiranno dati metrici e grafici differenti). 

La nuvola di punti densa, a differenza del rilievo laser scanner, verrà generata in una fase successiva di elaborazione al computer grazie all’utilizzo di software di elaborazione fotogrammetrica specifici.

I principali vantaggi di questa tecnologia sono:

• costo inferiore della strumentazione e dei software 3D SfM;
• velocità del rilievo;
• acquisizione completa di tutti i dettagli grafici e metrici presenti sull'edificio oggetto di rilievo;
• possibilità di raggiungere grazie al volo con drone qualsiasi punto dell'edificio da rilevare in completa sicurezza;
• alta qualità della macchina fotografica;
• alta qualità delle texture del modello 3D;
• facilità nella gestione del volo.

I principali svantaggi di questa tecnologia invece, sono:

• conoscenza dell'utilizzo di software SfM come ad esempio Realiy Capture;
• utilizzo dei GCP punti di controllo in facciata;
• per avere densità di punti molto elevata ti serviranno tante fotografie e quindi aumenterà il tempo di elaborazione delle stesse.

Qui puoi vedere un esempio di ricostruzione 3D con drone della nuvola di punti e del modello 3D

Qui puoi vedere un esempio di esportazione dei prospetti e conseguente ridisegno in Cad

 

Ma quindi, meglio un rilievo Laser Scanner o un rilievo eseguito con drone?

Questa è una domanda molto complessa alla quale rispondere, ma cercherò di farlo in poche righe sperando di essere il più chiaro possibile.

Ti consiglio di utilizzare la tecnica del rilievo laser scanner in tutte quelle occasioni dove non ti è necessario ottenere i dati presenti in copertura e dove non hai la necessità di ottenere dei modelli 3D di qualità grafica molto elevata. Ti consiglio, inoltre, l’utilizzo di questa tecnica qualora avessi bisogno di effettuare dei rilievi di interni di edifici metricamente corretti.

Ti consiglio, invece, di utilizzare la tecnica del rilievo 3D con drone qualora avessi bisogno di ottenere dei dati e quindi dei modelli 3D completi in tutti i loro dettagli (incluse le coperture). Inoltre, ti consiglio questa tecnica qualora ti servissero anche dei modelli 3D di altissima qualità grafica con texture in alta qualità.

Nel caso in cui avessi bisogno di un rilievo 3D completo in tutte le sue parti esterne ed interne, ti consiglio di utilizzare ed integrare entrambe le tecnologie. L’unione dei dati laser scanner e drone è sicuramente la tecnica di rilievo più adatta a te qualora volessi ottenere dei dati completi di altissimo livello grafico e metrico.

Qui puoi vedere la differenza fra una nuvola di punti densa acquisita con laser scanner e una fatta da drone

Qui puoi vedere un esempio di ricostruzione 3D con drone di unione dati Laser Scanner e drone

 

Quale software utilizzare per elaborare i dati Laser Scanner e drone?

Il miglior software presente sul mercato per la gestione e integrazione completa dei dati acquisiti da laser scanner e drone (fotogrammetria) è sicuramente Reality Capture. Grazie a questo software sarai in grado di elaborare in modo professionale sia la fotogrammetria e sia le nuvole di punti dense generate da laser scanner.

Reality Capture ti permette di gestire, a bassissimo costo, nuvole di punti ad altissima qualità e ti offre l’opportunità di ottenere dati professionali in breve tempo.

Conclusione

Dopo aver analizzato in modo approfondito il rilievo eseguito con laser scanner RTC360 Leica e il rilievo eseguito con drone DJI Phantom 4 RTK dello stesso edificio, posso affermare che le precisioni metriche dei due rilievi sono molto simili e che vanno bene entrambi per le finalità richieste per la gestione del superbonus 110%.

Immagine con precisione metriche laser e drone

Qualora dovessi scegliere, ti consiglio però un rilievo fotogrammetrico con drone, in quanto ha costi molto più bassi per l’acquisto dell’attrezzatura Hardware e Software e riuscirai ad ottenere una ricostruzione 3D molto più completa dell'edificio (grazie alla possibilità del drone di volare) e allo stesso tempo potrai ottenere un dato graficamente di altissima qualità molto utile in ambito tecnico da utilizzare per le fasi di progettazione.