Rilievi 3D

Una volta definiti i limiti dell’area viene effettuato lo studio del piano di volo in funzione delle specifiche richieste e alle caratteristiche morfologiche del territorio. Il rilievo fotogrammetrico è eseguito tramite un aereo Bimotore Partenavia P68 sul quale è montata un sistema di camere aerofotogrammetriche oblique Vexcel Osprey 4.1 PREMIUM. Tale sistema permette di riprendere tutto il territorio oggetto del rilievo anche a 45° dalle 4 direzioni cardinali, fornendo una visuale completa che permette di vedere con chiarezza tutti i prospetti e gli elementi verticali presenti nell’area.

A bordo il pilota e l’operatore specializzato gestiscono tutte le fasi del volo guidato dal sistema di navigazione UltraNav7  che si occupa anche di scattare i fotogrammi in successione esattamente come stabilito nel piano di volo. UltraNav registra inoltre con altissima precisione i dati di posizionamento ed orientamento di ogni singolo fotogramma. Questi dati vengono chiamati in gergo tecnico EO, e sostanzialmente riguardano: coordinate del centro di presa, quota, angoli di inclinazione Omega, Phi e Kappa.

La qualità e la precisione con cui viene effettuato il rilievo è fondamentale per la qualità del modello 3D.

I file Raw forniti dalla camera fotogrammetrica, congiuntamente ai punti di scatto e gli orientamenti interni ed esterni, sono processati dal software dedicato Ultramap che contiene i moduli specifici per la gestione del progetto. Durante il dataprocessing viene effettuato il controllo qualità dei dati prodotti durante il volo, e si apportano le necessarie modifiche relativamente alla regolazione dei livelli colore, densità, contrasto e bilanciamento dei grandi blocchi di immagini. Il dato finale è in formato GeoTif in RGB, risoluzione radiometrica 8/16 bit. Il programma analizza la proiezione delle immagini, aggiusta i valori inseriti per ciascun fotogruppo e per ciascuna immagine, elaborando automaticamente i tie points: altresì noti in fotogrammetria come punti di legame, ovvero i punti nei quali le proiezioni delle immagini si intersecano tra loro. Il software identifica così per ogni tie point un punto nel mondo reale, avente quindi coordinate XYZ note e colori RGB noti. In seguito ad ogni ciclo di aerotriangolazione (AT), l’algoritmo ottimizza e modifica i parametri caricati nel sistema per ciascun fotogruppo e per ciascuna immagine. Terminato un primo calcolo si importano i Ground Control Points (GCPs) che vengono automaticamente posizionati dal software nello spazio 3D del progetto. Il software esegue un bilanciamento automatico di luminosità e contrasto per rimuovere eventuali tracce di foschia e riflessi. Minimizza inoltre le differenze di luminosità e colore tra le immagini confinanti, per cui, dopo questa fase, tutte le immagini del progetto, anche se scattate con luminosità diversa, risulteranno uniformi.

Per giungere al completamento dell’elaborazione 3D, il software esegue l’operazione di dense matching, attraverso le tecniche di fotogrammetria assegna ad ogni pixel dell’immagine una posizione nello spazio, si genera così un modello digitale di superficie denominato DSM (Digital Surface Model) georeferenziato nel sistema di coordinate definito. Il DSM è una ricostruzione virtuale e fedele, in scala reale, del territorio ripreso dalle immagini; che permette di produrre una mesh 3D detta TIN (Triangulated Irregular Network) e su questa riproietta delle porzioni delle immagini digitali originali scegliendole in base all’angolo d’incidenza della faccia. La mesh 3d texturizzata così ottenuta risulta dimensionalmente corretta, accurata e graficamente realistica.  La mesh del territorio rilevato è divisa in porzioni più piccole dette tiles.

Il sistema City Explorer 3D prevede la visualizzazione 3D in realtime ed in alta qualità della scena su molteplici device. Considerata l’elevata qualità di dati, l’unica possibilità per poter visualizzare il modello 3D in maniera fluida è mediante l’utilizzo di un render engine per videogame, in questo modo si utilizzano al massimo le performance delle GPU presenti ormai anche su tutte la classi di smartphone.