DJI Terra è uno strumento incredibilmente potente per la creazione di modelli 3D altamente dettagliati, particolarmente utili per le ispezioni visive, e può essere utilizzato per condurre analisi di prima fase con una suite di strumenti di misura.
DJI Terra può essere utilizzato anche per la mappatura con drone LiDAR, aiutando a costruire dense rappresentazioni di nuvole di punti del mondo reale.
Questi set di dati campione sono stati raccolti utilizzando il DJI M300 RTK con il sensore DJI Zenmuse LiDAR (nella foto in basso a sinistra) e la fotocamera fotogrammetrica DJI Zenmuse P1 (nella foto in basso a destra).
Questo flusso di lavoro evidenzia come l’ecosistema di mappatura aerea DJI possa essere utilizzato per una soluzione di rilievo end-to-end.
Cos’è DJI Terra?
DJI Terra è uno strumento software per il rilievo aereo che trasforma i dati del drone in modelli digitali 3D, come quello qui sotto, e in mappe 2D per facilitare l’analisi e il processo decisionale.
Questo pacchetto consente alle aziende e alle organizzazioni che utilizzano la tecnologia dei droni DJI di acquisire, visualizzare e analizzare le immagini aeree per una serie di applicazioni nei settori della sicurezza pubblica, delle costruzioni, delle infrastrutture, dell’agricoltura e del cinema.
DJI Terra è compatibile con una serie di prodotti DJI, tra cui il Phantom 4 RTK. L’elenco completo dei droni/telecamere compatibili è riportato più avanti in questo blog.
Per DJI Terra sono disponibili quattro licenze: Agriculture, Pro, Electricity e Cluster. La licenza Electricity è stata aggiunta nel 2020 per fornire nuove ottimizzazioni per la modellazione delle linee elettriche, aiutando gli utenti aziendali a creare ricostruzioni 3D dettagliate di linee elettriche sottili.
La licenza Cluster è stata introdotta nel 2021 per consentire a più computer di eseguire calcoli simultaneamente, migliorando significativamente l’efficienza, ed è adatta a ricostruzioni su larga scala.
Scorrete più in basso questo blog per vedere le differenze tra le quattro licenze.
A seconda della licenza, lo strumento Terra consentirà alle organizzazioni di eseguire mappature in tempo reale e di generare ricostruzioni e misurazioni 2D e 3D di alta qualità, tra le altre cose.
DJI Terra per la fotogrammetria da drone
I nostri set di dati campione mostrano la potenza di DJI Terra per la fotogrammetria, l’arte di catturare fotografie ad alta risoluzione per ricreare un’area di indagine.
I modelli 3D e le ortomosaiche 2D di DJI Terra (di cui si parlerà più avanti) possono essere utilizzati per applicazioni industriali come la ricostruzione di incidenti automobilistici, il monitoraggio dei progressi e l’individuazione di eventuali errori nei progetti di costruzione o le ispezioni su larga scala di infrastrutture critiche su ponti e strade.
I dati della fotogrammetria possono essere utilizzati anche per effettuare calcoli e misurazioni (anche in questo caso, più avanti).
Modellazione 3D con DJI Terra
Uno degli aspetti più efficaci di DJI Terra è la sua capacità di ricreare modelli 3D nitidi e realistici, soprattutto quando viene utilizzato insieme alla fotocamera full frame P1 da 45MP ad alta risoluzione.
Per molti versi, è al limite della cattura della realtà. Prendiamo ad esempio questa immagine, una rappresentazione estremamente dettagliata di uno dei nostri siti di indagine – una fattoria nel Northumberland, Regno Unito – con i dati raccolti dal P1.
Non solo gli edifici sono chiari e nitidi, compresi i dettagli chiave della muratura e le diverse condizioni dei tetti, ma il modello ha replicato completamente gli elementi più piccoli della scena, come i bidoni in basso a destra dell’immagine.
Disporre di una serie di dati così robusti è davvero prezioso per chi li utilizza per prendere decisioni e condividere informazioni.
Le capacità di modellazione 3D di DJI Terra sono ulteriormente confermate dal confronto con un software alternativo, in questo caso Pix4Dmapper.
Questa parte del modello, ad esempio: La prima immagine creata tramite DJI Terra, la seconda tramite il software di mappatura alternativo, utilizzando gli stessi dati raccolti dall’M300 RTK e dal P1.
Il modello Terra è incredibilmente intricato.
Il capannone è replicato nella sua interezza, con bordi chiari e puliti, senza distorsioni o deformazioni. Nel frattempo, la mappa è sufficientemente dettagliata da consentire all’osservatore di vedere chiaramente gli oggetti nel capannone a destra dell’immagine.
In primo piano, il JCB è nitidissimo: Anche la cabina è stata riprodotta con dettagli estremamente chiari.
La seconda immagine, pur non essendo un cattivo modello, non è chiara come il set di dati DJI Terra: Le facciate degli edifici sono leggermente distorte, gli oggetti nel capannone sono più difficili da distinguere e il JCB, con la sua cabina sfocata, sembra quasi fondersi nel terreno.
Un altro esempio, questa volta della casa colonica, ribadisce questo aspetto. Anche in questo caso, la prima immagine è DJI Terra, la seconda utilizza il software alternativo.
Chiaramente, il modello costruito in DJI Terra è una creazione più definita e ad alta risoluzione.
Questo, a sua volta, aiuta a cogliere i piccoli dettagli. Si noti, ad esempio, come il set di dati Terra abbia replicato i tre camini, dando alle strutture consistenza e forma ed evidenziandone le caratteristiche più complesse. Nel frattempo, è possibile vedere chiaramente la cassetta delle lettere, le finestre e persino il pomello della porta d’ingresso.
In confronto, il software alternativo non è in grado di replicare questi dettagli. Anche in questo caso non si tratta di un cattivo modello, ma i camini sono più squadrati, con una testurizzazione minima. Inoltre, mentre è possibile distinguere la cassetta delle lettere, la porta d’ingresso manca delle finestre e del pomello.
È interessante notare che i dati raccolti per entrambe le missioni sono stati realizzati autonomamente, ciascuno durante un singolo volo del drone, utilizzando la modalità Smart Oblique Capture del P1, che cattura solo le immagini essenziali.
Pertanto, l’aggiunta dell’acquisizione manuale dei dati per integrare il volo iniziale migliorerebbe ulteriormente questi modelli su entrambe le piattaforme software.
Ortomosaico 2D
Proprio come i modelli 3D, DJI Terra può creare ortomosaici 2D nitidi e dettagliati.
Prendiamo queste serie di immagini, catturate da 80 metri di altitudine con il P1 e l’obiettivo a fuoco fisso da 35 mm (il P1 può utilizzare anche un obiettivo a fuoco fisso da 24 o 50 mm).
La combinazione di DJI Terra e del P1 è così buona che è possibile contare il numero di buchi nei mattoni (terza immagine) quando si ingrandisce l’ortomosaico.
Si tratta di un dettaglio incredibile, che può essere di grande aiuto per gli analisti che cercano punti sottili su una mappa digitale, ad esempio durante le indagini sulla scena del crimine o per individuare problemi in un cantiere.
Il fatto di poter raggiungere questo livello di dettaglio a 80 metri di quota contribuisce a rendere più efficiente la raccolta dei dati, coprendo più terreno in ogni momento.
Infatti, durante i nostri test, il P1 ha ottenuto una distanza di campionamento del terreno di 1,18 cm a 80 metri. Ha anche raggiunto un GSD di 0,63 cm da 50 metri, il che si tradurrebbe in una mappa di risoluzione ancora più elevata!
DJI Terra dispone anche di funzionalità di mappatura in tempo reale, che consentono ai piloti di droni di generare rapidamente mappe di ortomosaici 2D mentre il drone vola, ideali per le missioni sensibili al tempo in cui la consapevolezza della situazione è fondamentale e le decisioni devono essere prese in pochi minuti.
Tuttavia, non abbiamo utilizzato questa funzione in tempo reale durante la missione M300 RTK-P1; piuttosto, abbiamo utilizzato DJI Pilot ed elaborato i dati su Terra dopo la missione.
Strumenti di analisi di DJI Terra
Oltre alla creazione di mappe e modelli, DJI Terra aiuta gli utenti ad analizzare i dati e a generare approfondimenti immediati grazie a strumenti di misurazione e analisi facili da usare, tra cui la distanza lineare, la stima della superficie e del volume e le coordinate.
Questi strumenti sono ideali per condurre analisi di prima fase.
La possibilità di misurare volumi e aree è molto usuale per la pianificazione delle scorte e della costruzione. Invece di dover esportare i dati grezzi da Terra ed eseguire l’analisi in un software GIS, si ha accesso diretto alle funzioni di analisi all’interno di Terra stesso.
Le misure di volume sono un uso comune dei dati fotogrammetrici, poiché la densità dei dati è di gran lunga superiore a quella ottenibile con i rilievi terrestri, il che significa che sono più precise.
Allo stesso modo, la possibilità di contare gli oggetti e misurare le coordinate è un modo intuitivo e assoluto di raccogliere dati dal sito.
Inoltre, per migliorare la comunicazione e la reportistica del team durante i progetti in corso, le etichette di annotazione possono essere modificate e condivise con DJI Terra.
I punti di controllo a terra possono essere importati anche in WGS84 o in un sistema di coordinate arbitrario.
Elaborazione rapida
DJI Terra è un software basato localmente, quindi non è necessario caricare le foto. Il caricamento entra in gioco solo quando si lavora su una piattaforma basata su cloud, poiché è necessario caricarlo su Internet.
Tenendo conto di ciò, abbiamo impiegato poco più di 8 ore per elaborare 390 immagini raccolte dal sito della fattoria e 14 ore e mezza per elaborare 621 immagini dal nostro secondo sito di prova nel nord-est dell’Inghilterra.
In termini di velocità, la combinazione M300 RTK – P1 è un metodo di raccolta dati efficiente, in grado di coprire 3 km² in un solo volo.
Inoltre, la modalità Smart Oblique Capture del P1 può contribuire a ridurre fino al 50% i tempi di post-elaborazione, raccogliendo solo le immagini essenziali.
Ad esempio, durante la modalità Smart Oblique Capture sul sito dell’azienda agricola, il P1 (90°, immagini standard; 45°, immagini oblique) ha raccolto poco meno di 400 immagini.
In un test separato, il P1 ha scattato quasi 1.000 immagini nello stesso sito, volando in uno schema a doppia griglia con il gimbal fissato a 60°. Questo si è riflesso sulla velocità di post-elaborazione: la missione a doppia griglia ha richiesto il doppio del tempo.
DJI Terra per LiDAR
DJI Terra offre una soluzione completa per l’elaborazione dei dati LiDAR, progettata esclusivamente per il sensore L1 LiDAR.
DJI Terra fonde i dati IMU e GNSS per i calcoli della nuvola di punti e della luce visibile, oltre a eseguire calcoli dei dati POS in modo da poter generare facilmente modelli ricostruiti e rapporti di precisione.
Offre inoltre una rapida elaborazione dei dati: a noi sono bastati tre minuti per elaborare i dati di una missione di 30 minuti.
E i risultati? Un modello affidabile. Ad esempio, l’immagine qui sotto mostra una ricostruzione abbastanza completa del sito di rilevamento, soprattutto quando si esaminano le sommità degli edifici, che appaiono dense e completamente formate.
Certo, ci sono aree del modello che non sono così complete, come i lati dei fienili, ma questo è dovuto al fatto che il gimbal è stato fissato a un angolo di 90° per tutta la durata del volo. Questo ha reso più difficile catturare una serie fitta di punti per completare i profili laterali degli edifici.
Tuttavia, un riorientamento del gimbal migliorerebbe significativamente l’intensità della nuvola di punti in queste aree.
La combinazione DJI Terra-L1 ha anche aiutato a identificare dettagli intricati sul sito di indagine, come le linee elettriche di fronte agli edifici della fattoria. Come dimostrano queste immagini, ciò non è avvenuto sulla mappa creata con le tecniche di fotogrammetria, che non ha individuato queste linee elettriche perché si trattava di un dettaglio troppo fine.
Per quanto riguarda la post-elaborazione, DJI Terra supporta le seguenti modalità di colore:
- Visibile
- Tasso di riflettività (vedi immagine sotto)
- Altitudine
- Numeri di ritorno
In termini di dati, L1 memorizza le informazioni grezze in formato .dat. Una volta elaborati da Terra, vengono convertiti in formato .las, che è un formato standard di nuvola di punti.
Questi dati grezzi vengono elaborati insieme a tutti i dati posizionali RTK e IMU della L1 per produrre un risultato preciso.
Una cosa da notare è che i file di dati posizionali e LiDAR grezzi devono sempre essere elaborati tramite Terra, poiché i dati scansionati al laser sono specifici per lo sviluppatore e non possono essere elaborati in applicazioni di terze parti.
DJI ha dichiarato che è possibile che le app di terze parti diventino compatibili con l’elaborazione iniziale dei dati.
DJI Terra – Quali droni e telecamere sono compatibili?
DJI Terra offre una connessione perfetta con la vostra flotta di droni DJI.
I seguenti velivoli DJI sono supportati da DJI Terra per la pianificazione dei percorsi:
- Phantom 4
- Phantom 4 Pro
- Phantom 4 Pro V2.0
- Phantom 4 Pro + V2.0
- Phantom 4 Advanced
- Phantom 4 RTK (Monitor RC)
- Phantom 4 RTK (No-Monitor RC). Supporta solo l’importazione del percorso di pianificazione dell’ispezione dettagliata
- Matrice 300 RTK + carichi utili serie H20: Supporta solo l’importazione del percorso di pianificazione dell’ispezione dettagliata.
- Mavic 2 Enterprise Advanced: Supporta solo l’importazione del percorso di pianificazione dell’ispezione dettagliata.
Per il Phantom 4 Multispectral, DJI Terra supporta NDVI, GNDVI, NDRE, LCI e OSAVI, ma non ha una funzione di calcolo dell’indice di vegetazione. In seguito a un aggiornamento, Terra supporta anche la correzione radiometrica sul P4 Multispectral.
Utilizzate DJI Terra per elaborare i dati di:
- Serie Phantom 4
- Zenmuse P1
- Zenmuse L1
- Zenmuse X7
L’immagine seguente mostra un’ortomosaica 2D…
… seguite da due immagini di un modello 3D, creato con DJI Terra utilizzando la fotocamera X7.
I modelli non sono così nitidi come quelli dell’M300 RTK-P1, in quanto l’X7 è in grado di acquisire immagini da 24MP, rispetto ai 45MP del P1, ma sono comunque più che sufficienti.
Questo dimostra quanto sia potente la combinazione P1-M300 RTK per i rilevatori aerei e la mappatura con i droni.
Piani di licenza DJI Terra
Per DJI Terra sono disponibili quattro piani di licenza: Agriculture, Pro, Electricity e Cluster (per il calcolo simultaneo di più dispositivi per ridurre significativamente il tempo di elaborazione).
Alcune licenze possono essere utilizzate online, mentre altre sono utilizzabili offline.
- Modalità online: Collegare regolarmente i dispositivi a Internet per verificare le autorizzazioni e utilizzare le funzioni a pagamento.
- Modalità offline: Per gli utenti con elevati requisiti di sicurezza delle informazioni, le funzioni a pagamento possono essere utilizzate senza connettersi a Internet.
Le seguenti funzioni online non sono disponibili in modalità offline:
- Sblocco delle zone GEO
- Caricamento della mappa e ricerca della posizione
- Senza accedere a un account DJI, alcune funzioni di controllo del volo in DJI Terra saranno limitate.
La tabella seguente mostra le differenze tra i vari tipi di licenza.
Agricultura(Versione Online) | Pro(Versioni Online/ Offline) | Elettricità( Versione Online) | Cluster( Versione Offline) | |
| Mappatura 2D in tempo reale | Yes | Yes | Yes | Yes |
| Applicazione agricola | Yes | Yes | Yes | Yes |
| Importazione di file KML | Yes | Yes | Yes | |
| Ricostruzione 2D (campo) | Yes | Yes | Yes | Yes |
| Ricostruzione 2D (urbana) | Yes | Yes | Yes | |
| Ricostruzione multispettrale 2D | Yes | Yes | Yes | Yes |
| Sistema di coordinate di uscita | Yes | Yes | Yes | |
| Ricostruzione ROI | Yes | Yes | Yes | |
| Importazione di immagini POS | Yes | Yes | Yes | |
| Ricostruzione multi-GPU | Yes | Yes | Yes | |
| Ricostruzione 3D | Yes | Yes | Yes | |
| Pianificazione della missione in 3D | Yes | Yes | Yes | |
| Mappatura 3D in tempo reale | Yes | Yes | Yes | |
| GCPs | Yes | Yes | Yes | |
| Ottimizzazione della precisione della nuvola di punti LiDAR | Yes | Yes | Yes | |
| Applicazione dell’elettricità | Yes | Yes | ||
| Ispezione dettagliata | Yes | Yes |
DJI Terra: caratteristiche in dettaglio
Pianificazione automatica dei voli e acquisizione dei dati
DJI Terra aiuta i piloti di droni commerciali a pianificare rapidamente i voli automatici con diverse opzioni facili da usare, in base all’area o agli oggetti che si desidera catturare e al tipo di mappa o modello 3D che si desidera creare.
Sono disponibili tre tipi di pianificazione della missione:
- Waypoint: Creazione di percorsi di volo dinamici personalizzati attraverso un’area o intorno a oggetti utilizzando waypoint e parametri regolabili come l’altitudine dell’aereo, la velocità, la direzione, il passo e l’angolo del gimbal. Per missioni più complesse che richiedono un’elevata attenzione ai dettagli, la funzione di visualizzazione del volo 3D consente di progettare e simulare missioni su modelli 3D esistenti.
- Area: Cattura un’area specifica in modo rapido e semplice disegnando una zona di volo poligonale personalizzata su una mappa. DJI Terra genera automaticamente opzioni di traiettoria di volo efficienti in base all’area selezionata.
- Obliquo: Cattura un ricco set di dati volando automaticamente più volte sullo stesso percorso. Ogni volo regola automaticamente l’angolo della videocamera per catturare nuovi dettagli, ottenendo un modello 3D estremamente nitido dell’oggetto o della risorsa da più angolazioni.
- Corridoio: È sufficiente tracciare una linea sulla mappa per creare missioni di volo automatiche intorno a strade e ferrovie. È possibile personalizzare il volo e modificare le impostazioni della missione per cambiare l’area totale mappata. In questo modo è possibile scegliere tra la creazione di mappe 2D ad alta definizione e di modelli 3D, oppure di rapide panoramiche.
- Ispezione dettagliata: La pianificazione dettagliata della missione di ispezione consente di automatizzare i flussi di lavoro di ispezione. Selezionate uno o più punti in un modello 3D locale o in una nuvola di punti per generare waypoint e rotte di volo. Migliorate la selezione dei waypoint e la pianificazione delle rotte di volo grazie a una vista simulata della telecamera, visualizzata sullo schermo e comprendente il punto selezionato.
Ricostruzione multispettrale 2D
Utilizzando i dati multispettrali di P4 Multispectral, è possibile generare mappe di riflettanza calibrate radiometricamente per ricerche di telerilevamento e altro, oppure produrre mappe di indici di vegetazione, tra cui NDVI e NDRE.
Elaborazione dei dati LiDAR
I dati delle nuvole di punti acquisiti dal sensore LiDAR DJI Zenmuse L1 possono essere elaborati in DJI Terra.
Con un solo clic, Terra offre un modo semplice per calcolare i dati POS, fondere i dati delle nuvole di punti e della luce visibile, esportare le nuvole di punti in formati standardizzati e generare rapporti sul campo.
Mappatura in tempo reale e modelli 3D dettagliati
Grazie alle funzionalità di mappatura in tempo reale, DJI Terra consente ai piloti di droni di generare rapidamente mappe 2D dell’ortomosaico mentre il drone vola, ideali per le missioni sensibili al tempo in cui la consapevolezza della situazione è fondamentale e le decisioni devono essere prese in pochi minuti.
La rapida capacità di elaborazione di DJI Terra crea inoltre rappresentazioni nitide e realistiche di qualsiasi ambiente attraverso ortomosaici 2D dettagliati e ricostruzioni di modelli 3D utilizzati per applicazioni industriali come la ricostruzione di incidenti automobilistici, il monitoraggio dei progressi nei progetti di costruzione o le ispezioni di infrastrutture critiche su larga scala su ponti e strade.
Facile analisi dei dati
Oltre alla creazione di mappe e modelli, DJI Terra aiuta gli utenti ad analizzare i dati e a generare approfondimenti immediati grazie a strumenti di analisi facili da usare che forniscono una serie di misurazioni, tra cui la distanza lineare, la superficie e le stime volumetriche (immagine sotto).
Per migliorare la comunicazione e la reportistica del team durante i progetti in corso, le etichette di annotazione possono essere modificate e condivise.
Per ispezioni dettagliate di siti e situazioni di ricostruzione di incidenti, lo strumento di ispezione fotografica di DJI Terra consente agli utenti di esaminare da vicino ogni foto utilizzata per creare il modello, in modo da poter individuare ed evidenziare gli elementi critici.
Come può aiutarmi DJI Terra?
Ecco quali sono i settori che possono trarre vantaggio da DJI Terra e come può aiutarli.
- Sicurezza pubblica: Ottenere tempi rapidi per la raccolta di informazioni critiche in loco.
- Infrastrutture: Eseguire facilmente ispezioni dettagliate su beni e strutture complesse.
- Agricoltura: Ottenere una conoscenza approfondita del vostro campo per aiutarvi a generare maggiori rendimenti.
- Costruzioni: Raccogliere, misurare e analizzare i dati con precisione in tutti i progetti.
- Riprese: Ottimizzate la pre-visualizzazione per migliorare i flussi di lavoro di pianificazione del vostro team.
- Energia: Ispezione sicura di beni e strutture verticali, con ottimizzazioni speciali per le linee elettriche.
DJI Terra vi permette di sfruttare la potenza delle soluzioni di mappatura basate sull’intelligenza artificiale per aiutarvi a portare i vostri progetti industriali a un livello superiore. Che si tratti di classificazione di oggetti, ispezioni di siti e altro ancora, è possibile iniziare a sviluppare soluzioni di mappatura specifiche per l’attività da svolgere senza soluzione di continuità.
Ecco una guida rapida per sfruttare al meglio questo strumento di mappatura di nuova generazione.
- Acquisizione dei dati: Definite l’obiettivo della missione, pianificate il piano di volo desiderato e, con il semplice tocco di alcuni pulsanti, raccogliete autonomamente i dati critici per ottenere il risultato desiderato.
- Elaborazione dei dati: Utilizzate una raffinata tecnologia di riconoscimento delle immagini per generare dati 2D e 3D, ottenendo una rappresentazione più realistica di beni, oggetti, dintorni e altro ancora.
- Applicazione dei dati: Implementare strumenti e tecniche di apprendimento automatico, che possono essere utilizzati in una varietà di settori diversi, come gli algoritmi di classificazione per identificare alberi, oggetti e altri scenari.
- Esecuzione: Eseguite le azioni richieste e godete di processi più efficienti grazie al controllo delle macchine, che si tratti di irrorazione automatica delle colture, monitoraggio dei cantieri, trasporto di materiali e altro ancora.
Dichiarazione di DJI
DJI è orgogliosa di presentare DJI Terra.
Leader nel settore dei droni commerciali, DJI continua a sviluppare soluzioni hardware e software accessibili e facili da usare che aiutano le organizzazioni a trasformare le loro attività con la tecnologia dei droni e a ottenere un vantaggio competitivo nei loro settori. Come soluzione di mappatura e modellazione all-in-one, DJI Terra rende semplice ed efficiente l’estrazione di valore dai dati dei droni, generando conclusioni e raccomandazioni in diversi casi d’uso, dalla ricostruzione di incidenti alle ispezioni di infrastrutture critiche, passando per la mappatura dei campi agricoli e la modellazione dei cantieri.
SUNNY LIAO, DIRETTORE DELLE IMPRESE DI DJI