Guida alla Mappatura con Drone

I droni e le telecamere ad alta risoluzione possono aiutare a costruire mappe e modelli 3D e 2D ad alta risoluzione e precisi al centimetro. Scopri il software, la mappatura dei droni e come la mappatura con drone può avvantaggiare la tua applicazione nel settore.

• Guida completa alla mappatura con drone;
• La mappatura con i droni può essere “90% più veloce” rispetto ai metodi di rilevamento manuale;
• Scopri quali droni sono i migliori per le operazioni di mappatura;
• Guida al software di mappatura con drone sia di livello professionale che gratuito.

“I droni consentono alle aziende di creare mappe e nuvole di punti altamente accurate, scoprire costosi errori in cantiere e prevedere ritardi nella pianificazione, risparmiando fino a decine di migliaia di sterline a settimana”.

Questo è il verdetto di Richard Clement, di Komatsu, sul valore dell’uso dei droni per la mappatura e il rilevamento.

E non è solo.

Jim Gorrie, CEO Brasfield & Gorrie, afferma che la mappatura dei droni ha contribuito a creare un processo molto più efficiente, impiegando settimane fuori dal programma, mentre Michael Lambert, VDC Manager di Chasco Constructors, ritiene che i dati di mappatura dei droni aiutino i team a fare “meglio- decisioni informate».

In effetti, la mappatura con drone è diventata un processo importante all’interno dei programmi UAS, aiutando i team a raccogliere dati in modo rapido, accurato e sicuro.

Ma cos’è esattamente la mappatura con drone? e in che modo può avvantaggiare la tua applicazione industriale? E quali droni e software di mappatura sono i migliori per il compito?

Leggi questa guida, che tratterà gli elementi essenziali della mappatura con i droni.

Che cos’è la mappatura con drone?

La mappatura con i droni è un rilevamento aereo condotto da un drone e da telecamere specializzate, che possono includere sensori RGB (per fotogrammetria), multispettrali, termici o LiDAR.

Questo metodo consente la raccolta di dati altamente accurati, in modo estremamente rapido. In effetti, un’analisi ha mostrato che la mappatura dei droni raccoglie dati oltre il 90% più velocemente rispetto ai metodi manuali.

È anche un modo più sicuro per raccogliere dati: non è più necessario che il personale cammini su terreni pericolosi o lavori in quota: il drone può farlo per te.

Questi dati possono essere elaborati tramite il software di mappatura con drone per creare una gamma di risorse, come modelli 3D, mappe 2D e modelli di elevazione digitale, che possono essere utilizzati per estrarre informazioni preziose come misurazioni altamente accurate e calcoli volumetrici.

Queste informazioni aiutano a prendere decisioni informate, forniscono preziose informazioni – inclusa l’identificazione di errori o problemi e, tenendosi aggiornati sull’avanzamento di un progetto – e semplificano la comunicazione efficace con i colleghi, le parti interessate e la comunità.

Uscite di mappatura con droni

Due dei metodi più comuni di mappatura sono la fotogrammetria e il LiDAR.

La fotogrammetria è l’arte di catturare fotografie ad alta risoluzione per ricreare un’area di rilievo. Queste immagini vengono elaborate e unite utilizzando un software sofisticato per creare modelli 3D realistici, georeferenziati e misurabili del mondo reale, nonché mappe 2D.

LiDAR funziona inviando impulsi di luce alla superficie terrestre o a una caratteristica su di essa e misurando il tempo necessario per riflettere. LiDAR è particolarmente efficace per rilevare piccoli oggetti durante la mappatura con drone, come le linee elettriche.

Puoi scoprire la differenza tra i due nel nostro blog LiDAR vs Fotogrammetria.

La mappatura con drone, tra cui fotogrammetria e LiDAR, può produrre una varietà di risultati per aiutare topografi e professionisti in altre applicazioni del settore a ottenere informazioni vitali.

Mappe di droni ortomosaici 2D

Un ortomosaico 2D è una mappa dall’alto verso il basso di un sito di rilevamento, o risorsa, costruita unendo insieme centinaia o migliaia di foto digitali, raccolte dal drone.

Droni e telecamere ad alta risoluzione possono aiutare a costruire mappe georeferenziate dettagliate e precise al centimetro.

Queste mappe e immagini forniscono una visione del mondo reale, aiutando a prendere rapidamente decisioni e ad analizzare come sta procedendo un progetto.

Nuvole di punti 3D

Un set di dati della nuvola di punti è una rappresentazione digitale dell’area o dell’oggetto di rilievo. È composto da migliaia di punti, ognuno dei quali è una coordinata geometrica. Quando combinati, creano un modello 3D dettagliato. Più punti vengono raccolti, più denso è il modello.

Le nuvole di punti possono fornire una grande quantità di informazioni, come osservazioni e misurazioni sulla profondità, l’elevazione, la geometria e la posizione nello spazio di un oggetto.

Le nuvole di punti tendono a essere generate utilizzando scanner laser 3D e LiDAR, con ogni punto che rappresenta una singola misurazione di scansione laser.

Tuttavia, la fotogrammetria può essere utilizzata anche per costruire nuvole di punti.

Mappe mesh 3D

Una mesh 3D è l’evoluzione di una nuvola di punti. Vengono creati piccoli triangoli tra i punti e il software di mappatura crea una trama per costruire una mesh o un modello 3D.

I modelli 3D sono una grande risorsa visiva e sono ideali per il monitoraggio e l’avanzamento del progetto.

Possono anche essere usati per condurre

Modello digitale di elevazione Modelli di superficie e modelli digitali del terreno

I modelli digitali di elevazione sono un utile output di mappatura dei droni, fornendo dati di elevazione dell’area di rilevamento.

Ad esempio, la società di gestione dei rifiuti, SUEZ, ha preso un set di dati ortomosaico catturato da un Phantom 4 RTK ed elaborato tramite ArcGIS Site Scan, per costruire questo modello di elevazione digitale 3D per raccogliere informazioni volumetriche vitali su questa specifica riserva.

I modelli DEM possono includere modelli digitali del terreno (DTM) e modelli digitali di superficie (DSM).

La netta differenza tra DTM e DSM è che DTM rappresenta la nuda terra (senza oggetti/edifici al suo interno) per fornire dati sul terreno…

…mentre DSM rappresenta la superficie terrestre e include tutti gli oggetti su di essa.

LiDAR è particolarmente efficace per i DTM, poiché i suoi impulsi possono penetrare negli spazi tra foglie e rami per raggiungere il livello del suolo e misurare il terreno. Sia LiDAR che la fotogrammetria possono essere utilizzati per DSM.

Mappatura termica con drone

La mappatura termica con drone è un’applicazione utile, in particolare per il monitoraggio delle risorse nei settori petrolifero e del gas e dei servizi pubblici.

Un’indagine termica con i droni può identificare firme di calore anormali, che possono essere perse a occhio nudo. La mappatura termica può aiutare a identificare perdite di calore, perdite d’acqua o guasti elettrici.

Mappatura multispettrale

Particolarmente utile per il settore agricolo, la mappatura multispettrale con drone può fornire agli agricoltori una grande quantità di informazioni.

La mappatura con drone può generare indici di vegetazione per aiutare a visualizzare e comprendere la salute delle colture; si possono creare mappe di ortomosaici per monitorare l’evoluzione delle colture; e strategie di fertilizzazione possono essere formulate per migliorare la produttività complessiva.

Applicazioni di mappatura dei droni

La mappatura con i droni è diventata così preziosa che viene utilizzata per il rilevamento del terreno, le ispezioni dei tetti, le indagini di ponti/edifici, la manutenzione delle infrastrutture e nei cantieri.

Di seguito è riportata una ripartizione di alcuni dei tipi più popolari di applicazioni di mappatura con i droni.

Edilizia e infrastrutture

La mappatura con i droni è uno strumento efficace per il settore edile.

È possibile creare mappe e modelli per monitorare lo stato di avanzamento del sito, individuare errori o deviazioni dai piani, misurare le scorte e condividere informazioni rapidamente e ad alta visibilità.

I droni consentono ai professionisti dell’edilizia di raccogliere questi dati in modo più sicuro rispetto a prima, eliminando la necessità di arrampicarsi su depositi pericolosi o accedere ai cantieri.

Craig Matthews, Principal UAS Manager di Balfour Beatty, ha dichiarato: “I droni sono un ottimo strumento per fornire risultati in modo sicuro, rapido e accurato. Rimuovono le persone dal pericolo, il che è un grande vantaggio per noi, e danno al team di progetto e clienti una visione unica sullo stato di avanzamento di un progetto che non si poteva ottenere da terra.”

Settore Immobiliare

La mappatura con drone è estremamente preziosa per il settore immobiliare, poiché fornisce ad acquirenti e venditori immagini a basso costo, ad alta risoluzione e frequentemente aggiornate.

Dati come linee di confine, sentieri, zone di inondazione e contorni topografici possono essere sovrapposti alle immagini dei droni per la mappatura.

I modelli 3D interattivi possono essere un’ottima funzionalità per promuovere una proprietà.

Estrazione

La mappatura con drone è particolarmente preziosa per l’industria mineraria.

Mappe dettagliate e aggiornate – che possono essere raccolte da regolari sondaggi con droni – possono essere utilizzate per gestire le scorte, il drenaggio dell’acqua, il rilevamento dell’erosione e la gestione di pozzi e discariche tra una miriade di altri usi.

Andrew Carey, di Rio Tinto Kennecott Utah Copper, ha dichiarato: “Utilizziamo droni DJI per molto lavoro di mappatura, contribuendo a migliorare il processo decisionale e a ottimizzare le ispezioni.

“I droni aiutano l’industria mineraria per una serie di motivi, tra cui una maggiore sicurezza, la rimozione dei dipendenti dalle aree pericolose e un aumento del risparmio sui costi. Usiamo i droni per una serie di operazioni, tra cui la modellazione della realtà, la gestione delle risorse e l’analisi di perforazione/esplosione”.

Agricoltura

La mappatura con drone sta sostituendo il lungo processo degli agricoltori che camminano nei loro campi.

L’utilizzo degli UAV per digitalizzare i terreni agricoli aiuta a massimizzare l’efficienza operativa.

La mappatura con drone aiuta a monitorare la produzione e la salute delle colture, mentre l’irrigazione e l’erosione del suolo possono essere gestite attraverso la creazione di modelli digitali di superficie.

Sicurezza pubblica e gestione delle emergenze

La mappatura con drone può essere estremamente utile per le agenzie di pubblica sicurezza, per digitalizzare una scena del crimine o per ricreare la scena di una collisione stradale, aiutando a far riaprire le strade più rapidamente nel processo.

La mappatura con i droni è anche molto preziosa per la gestione delle emergenze: consente ai team di accedere in modo sicuro e rapido a una zona disastrata per raccogliere viste aeree uniche per la consapevolezza della situazione, la pianificazione e la gestione della risposta e per fornire un record vero e chiaro per convalidare le richieste di risarcimento.

Ad esempio, i droni sono stati utilizzati in seguito ai mortali incendi in California nel 2018.

Il comandante Tom Madigan, dell’ufficio dello sceriffo di Alameda Country, ha dichiarato: “Abbiamo usato i droni per scattare 10.000 fotografie dal basso e le abbiamo cucite insieme in una mappa dell’ortomosaico in modo che i cittadini che vivevano lì e non potevano tornare potessero dare un’occhiata mappare fino al loro indirizzo stradale e potevano vedere cosa era successo alla loro proprietà senza entrare in una zona pericolosa.

“Abbiamo appreso che la mappatura usando i droni era davvero importante come parte di una strategia integrata di gestione delle emergenze”.

Agrimensura

La mappatura con drone è estremamente vantaggiosa per i geometri.

I droni consentono ai professionisti del settore di raccogliere grandi quantità di dati che possono essere convertiti in mappe topografiche 3D con dati di contorno, eliminando un processo che era estremamente laborioso.

Utilizzando la tecnologia RTK, i geometri possono utilizzare i droni per creare mappe molto accurate per i loro clienti.

I migliori droni per mappatura 2021

Il DJI M300 RTK, Phantom 4 RTK sono tutti affidabili velivoli per la mappatura con i droni, a seconda delle esigenze e delle applicazioni.

DJI Matrice 300 RTK

DJI Matrice 300 RTK è la piattaforma di droni commerciali più potente di DJI fino ad oggi, con una maggiore resistenza, sistemi di sicurezza avanzati e un grado di protezione IP45 migliorato per affrontare il tempo piovoso.

Per la mappatura, può essere integrato con la fotocamera fotogrammetrica full frame P1 da 45 MP, o il sensore LiDAR L1 – entrambi nella foto sotto – o la fotocamera H20T può essere utilizzata per missioni di mappatura termica/visiva con i droni.

DJI Phantom 4 RTK
Il Phantom 4 RTK è la soluzione di mappatura con i droni compatta e a bassa quota di DJI, particolarmente adatta ai siti più piccoli.

Ha una fotocamera da 20 MP, un modulo RTK per i dati di posizionamento in tempo reale a livello di centimetri e può essere utilizzato in combinazione con la stazione base D-RTK.

Il Phantom 4 RTK è in grado di raggiungere una precisione di posizionamento orizzontale RTK di 1 cm + 1 ppm e una precisione di posizionamento verticale RTK di 1,5 cm + 1 ppm.

DJI Phantom 4 Multispettrale

Il DJI P4 Multispectral è una soluzione all-in-one per raccogliere dati multispettrali dai droni.

Ha un array di cinque telecamere che copre gli spettri Blue, Green, Red, Red Edge e NIR (Near Infrared), oltre a una singola telecamera RGB aggiuntiva.

Il DJI Phantom 4 Multispectral è perfettamente adatto alle missioni di mappatura con droni agricoli.

DJI M600

L’M600 è un sollevatore pesante con sei bracci, motori e rotori per fotocamere speciali e sensori troppo pesanti per l’M300.

Il miglior software di mappatura con drone

Il software è una parte fondamentale della mappatura dei droni; elaborare e unire i dati del drone per creare le mappe e i modelli più importanti. Questi set di dati vengono quindi utilizzati per calcoli, misurazioni e per raccogliere altre informazioni vitali.

Di seguito è riportata una guida ad alcuni dei migliori software di mappatura con drone disponibili.

DJI Terra

DJI Terra fornisce una soluzione di mappatura con drone end-to-end e può essere utilizzata insieme a droni come Phantom 4 RTK, nonché ai payload di mappatura dei droni DJI, P1 e L1, nonché X7.

Terra può essere utilizzato per automatizzare le rotte di volo, creare mappe e modelli 2D e 3D e condurre analisi dettagliate dei dati di mappatura con i droni. Ha capacità di elaborazione estremamente rapide.

Uno dei maggiori vantaggi di DJI Terra è la sua capacità di creare modelli 3D ad altissima fedeltà. Ad esempio, l’immagine Terra a sinistra è molto più dettagliata e nitida rispetto all’immagine a destra, elaborata con un software alternativo.

Se utilizzato in combinazione con L1, DJI Terra diventa una soluzione LiDAR per droni end-to-end.

Sono disponibili quattro licenze: Agricoltura, Pro, Elettricità e Cluster. Questi hanno caratteristiche diverse e hanno cartellini dei prezzi diversi. Cluster consente a più computer di eseguire calcoli contemporaneamente, migliorando notevolmente l’efficienza.