Mappatura del fiume Maling: Una corsa contro il tempo

11,6 km², 22.000 immagini, 4 giorni, 1 computer: Perché le soluzioni di mappatura dei fiumi con DJI brillano quando il tempo e la precisione sono fondamentali.

L’acqua è l’anima di Suqian, una città a livello di prefettura nella provincia settentrionale cinese di Jiangsu. Con due fiumi e due laghi che la attraversano, Suqian ha una ricca storia culturale, una fiorente acquacoltura e numerose attrazioni turistiche.

Ma fino a poco tempo fa, la città di 138.500 abitanti aveva anche uno sporco segreto. Un segreto chiamato “fosso della barba del drago”. Un importante canale di drenaggio nel quartiere del centro storico, il fiume Maling, era caduto vittima dell’inquinamento industriale.

Ripristino ecologico di un corpo fluviale inquinato

Scavato manualmente nel 1974, il canale del fiume si estende per una lunghezza di 5,2 km con un bacino idrografico di 11,6 km². Ma con i disgustosi liquami neri che macchiano le acque verde-turchese di Maling, le deplorevoli condizioni del fiume avevano iniziato a influenzare la vita quotidiana dei residenti delle aree circostanti.

È iniziato così un progetto di ripristino ecologico per ridare vita a un corpo idrico che non solo si stava rapidamente trasformando in un pugno nell’occhio, ma era anche diventato un potenziale pericolo per la salute.

Oggi, dopo vari cicli di trattamento delle acque, il controllo dello straripamento delle acque reflue combinate e l’installazione di intercettatori di acque reflue e impianti di filtraggio, Maling è rinato come un fiume pulito e bello. Oggi è una cintura panoramica con un’ampia passeggiata nord-sud dove le persone possono camminare lungo la riva del fiume, godendo delle acque limpide e della bellezza del paesaggio.

Volendo documentare questi miglioramenti, l’amministrazione comunale ha commissionato un modello 3D del fiume. Il lavoro è stato affidato a KanWinds, un’azienda di soluzioni per il rilievo. Ma si trattava di un lavoro che presentava diverse sfide.

Le sfide della modellazione fluviale in 3D in ambienti urbani densi

I funzionari della città volevano che la mappa del fiume fosse completata entro 10 giorni e in modo economicamente vantaggioso. Questa scadenza non avrebbe mai potuto essere rispettata utilizzando i mezzi tradizionali di mappatura dei fiumi, che sono costosi e richiedono molto tempo e manodopera. Pertanto, si è deciso di utilizzare i droni.

Ora si trattava di decidere quale tipo di drone: ad ala fissa o multirotore. Se da un lato un drone ad ala fissa avrebbe potuto rimanere in volo più a lungo, coprendo rapidamente ampie aree, dall’altro non era possibile farlo volare a bassa quota in un contesto urbano. L’uso di un drone multirotore era più fattibile, ma anche in questo caso c’erano delle sfide:

1. Il team ha dovuto prestare molta attenzione alla sicurezza del volo perché i droni dovevano volare accanto al centro storico della città, con i suoi edifici densi e la folla.
2. Le diverse altezze degli edifici avrebbero influenzato l’altitudine di volo e il grado di sovrapposizione. La pianificazione della traiettoria di volo è stata complessa perché il drone doveva coprire una lunga area a nastro.

Il modo migliore per mappare un fiume che attraversa una città?

Il team ha confrontato diverse soluzioni e ha scelto il DJI Phantom 4 RTK, un fidato cavallo di battaglia del settore dei rilievi. Essendo piccola e portatile, questa soluzione di mappatura intuitiva è in grado di acquisire dati precisi a livello centimetrico in ambienti urbani complessi con una facilità sorprendente.

Inoltre, il team ha deciso di utilizzare DJI Terra, una soluzione di mappatura per droni all-in-one che semplifica sia la pianificazione della missione del fiume che la generazione di modelli 3D di alta precisione.

Pianificazione intelligente del volo con altitudini variabili

Rilievo del fiume urbano: 22.744 foto, 72 voli

La raccolta dei dati è avvenuta nell’arco di tre giorni. Due piloti sul campo hanno utilizzato contemporaneamente i droni P4 RTK durante le ore diurne, ottenendo così sette ore di volo al giorno. In totale sono stati effettuati 72 voli, con l’acquisizione di 22.744 immagini.

Una volta che i dati hanno raggiunto il back office, il team ha utilizzato DJI Terra per ottenere una nuvola di punti attraverso l’aerotriangolazione delle immagini. Quindi ha ricostruito la nuvola di punti per generare un modello 3D con una dimensione di dati di 18,3 GB, il tutto con pochi clic.

Complessivamente, per creare una mappa del corridoio fluviale pronta per essere visualizzata e condivisa, la post-elaborazione dei dati del drone ha richiesto quattro giorni. Il team ha utilizzato un solo computer con CPU Intel Core i7, 64 GB di memoria e scheda video Nvidia GeForce RTX 2080.

Completare in anticipo missioni di rilievo complesse

Nonostante i tempi stretti e il budget limitato, il team di rilievo ha impiegato solo sette giorni per completare il progetto di modellazione fluviale, con tre giorni di anticipo rispetto alla scadenza. Questa efficienza senza precedenti è stata raggiunta grazie ai seguenti fattori:

Soluzione di rilievo pronta all’uso

Il progetto ha utilizzato i droni Phantom 4 RTK per il rilievo e la raccolta dei dati. Grazie alla tecnologia Real-Time Kinematic (RTK) integrata nel drone, il P4 RTK è stato in grado di fornire dati di posizionamento in tempo reale, a livello centimetrico, per una maggiore accuratezza e precisione del modello 3D generato. In sostanza, la capacità RTK del drone ha eliminato la necessità di stabilire punti di controllo a terra, riducendo così il carico di lavoro del team operativo sul campo.

Semplice ricetta per la mappatura dei corridoi con un solo clic

Il P4 RTK supporta il volo con un solo clic, mappando automaticamente lunghi tratti sulla base di un percorso di volo pre-pianificato. Allo stesso modo, anche il software di fotogrammetria del drone DJI Terra può elaborare i dati con un solo clic, senza bisogno di alcun intervento manuale.

400% di efficienza in più nell’elaborazione dei dati dei droni

Integrandosi perfettamente con i droni da rilievo come il P4RTK, DJI Terra offre capacità di elaborazione dei dati dei droni elevatissime. La sua ultima versione utilizza solo 1 GB di memoria per elaborare 400 foto dai droni P4RTK, rendendo questo aggiornamento 4 volte più efficiente rispetto alle versioni precedenti. In questo progetto, DJI Terra è stato installato su un solo computer portatile ed è stato in grado di elaborare più di 20.000 foto in soli quattro giorni, offrendo il triplice vantaggio dell’efficienza, dell’economia e del risparmio di tempo.

La strada da percorrere…

Il progetto di ripristino ecologico del fiume Maling è degno di nota per l’aumento della qualità della vita che offre ai residenti: più verde, protezione della biodiversità, aree ricreative e, in generale, un ambiente più sano per tutti. Nell’ambito della rinascita del fiume sono stati intrapresi anche diversi progetti di opere pubbliche, tra cui lo sviluppo di un parco acquatico e del Parco storico-culturale di Dongguankou. Nel complesso, questo progetto ha aumentato l’area verde lungo il fiume per un totale di 145.000 metri quadrati, raggiungendo un’unità di funzionalità e bellezza.

Grazie alla combinazione del drone Phantom 4 RTK e del software DJI Terra, l’amministrazione comunale dispone ora di un modello 3D ad alta precisione del fiume, che mostra con precisione i negozi lungo le strade libere, gli alberi piantati lungo le sponde del fiume, i nuovi ponti, i parchi e altre strutture pubbliche.

Questo modello sarà di aiuto nella manutenzione ordinaria e nella gestione del lungofiume e, in futuro, faciliterà la condivisione delle conoscenze con altre città.