Aerofotogrammetria, che passione! Cos'è e come funziona

L’aerofotogrammetria è un’attività, nonché una tecnica, che serve per rilevare le caratteristiche del terreno non facilmente percepibili al livello del suolo, attraverso fotogrammi scattati a distanza.

L’aerofotogrammetria è sintomatica di un progresso tecnologico che non può lasciare indifferenti e che esprime una grande rivoluzione nel settore delle scienze territoriali. Approfondiamone ogni aspetto, per comprendere cos’è, come funziona e perché è così importante.

È possibile distinguere tra fotogrammetria terrestre e aerofotogrammetria (o fotogrammetria aerea): la prima vede la fotocamera stazionata a terra, l’altra su un velivolo. Oggi questa tecnica è ampiamente usata per: 

• rilievi topografici

• la gestione e il controllo del territorio

• la pianificazione urbanistica, territoriale e ambientale

• il censimento agricolo e forestale

• rilievi archeologici e beni culturali

• il controllo di strutture e infrastrutture

Vanta numerosi punti di forza, quali: 

• elevata accuratezza geometrica

• automazione

• elevato dettaglio

• low cost e rapidità esecutiva

• fotorealismo

• flessibilità (vasto campo di applicazioni); 

• determinazione delle caratteristiche di oggetti senza contatto fisico con essi

• rilievo simultaneo di moltissimi punti

• uniformità di precisione

• ripetibilità delle misure

Quella descritta, dunque, è una tecnica di misura che consente di rappresentare la realtà nelle sue tre dimensioni. Si tratta di un metodo di rilevamento che utilizza fotografie (almeno due) che inquadrano gli oggetti da vedute diverse. Permettendo, dunque, di ricavarne forme e dimensioni direttamente dai fotogrammi (chiamati così perché adatti a misure di precisione). 

Questo consente di poter lavorare in condizioni operative favorevoli e ripetere le misure in tempi successivi, senza la necessità di ritornare fisicamente sull’oggetto. Inoltre, con tale tecnica si riducono notevolmente i tempi di realizzazione del rilievo rispetto a quello classico in sito. Si possono raggiungere precisioni che sono preliminarmente programmabili a qualsiasi scala, garantendo uniformità nei particolari rappresentati. 

Come funziona l’aerofotogrammetria con i droni

In linea generale il procedimento fotogrammetrico consta di tre fasi fondamentali: 

1. presa 

2. orientamento dei fotogrammi 

3. restituzione

La presa consiste nell’acquisizione delle immagini seguendo opportune regole che puoi approfondire in Aerofotogrammetria con i droni.

L’orientamento e la restituzione sono l’insieme di processi finalizzati alla ricostruzione tridimensionale degli oggetti fotografati, rispettandone le reali forme e dimensioni, quindi in scala, sia sotto l’aspetto planimetrico che altimetrico. Per la ricostruzione spaziale di un oggetto fotografato occorrono almeno due fotogrammi dello stesso oggetto. 

Le immagini acquisite vengono considerate approssimativamente come prospettive centrali dell’oggetto, per cui bisogna definire le relazioni geometriche fra le posizioni tridimensionali dei punti dell’oggetto e quelle dei punti corrispondenti sull’immagine. Per meglio esporre il principio sul quale si basa l’intero processo fotogrammetrico è necessario distinguere lo spazio oggetto e lo spazio immagine, definendo il positivo (piano immagine), il negativo (sensore fotografico), il centro di presa O, il punto principale PP (ovvero il punto di proiezione di O sul piano del sensore, il quale, per motivi che saranno trattati in seguito, non corrisponde esattamente con il centro del fotogramma), l’asse ottico, i raggi (o segmenti) proiettanti e la distanza principale p. Quest’ultima, chiamata anche costante della camera c, è la distanza del centro di presa dal sensore fotografico che corrisponde alla focale dell’obiettivo f.

A ogni punto dell’oggetto (ad esempio A e B in figura 3.1) corrisponde un punto omologo sull’immagine (A’ e B’) e i segmenti che li uniscono passano tutti dal centro di presa O. Si esamini che, qualora l’oggetto fosse perfettamente piano, sarebbe possibile definirne con precisone le coordinate e le dimensioni sul piano della fotografia; sarebbe, pertanto, sufficiente un solo fotogramma per ricostruirlo geometricamente nelle due dimensioni del piano. Ciò si realizza con una procedura preliminare detta di raddrizzamento (o restituzione monoscopica), che sostanzialmente consiste in una trasformazione di coordinate, finalizzata alla restituzione di una nuova immagine bidimensionale priva di deformazioni prospettiche.

Diverso è il caso degli oggetti tridimensionali, dei quali vanno definite anche le quote.