Usare i droni per sorvegliare un'autostrada senza
La Svizzera dispone di una rete autostradale di oltre 1.400 chilometri. Queste autostrade trasportano persone e merci dagli altopiani delle valli ai passi più alti delle Alpi. La manutenzione di queste autostrade permette al Paese di funzionare senza problemi. È facile capire quanto sia importante la manutenzione delle autostrade, ma la sfida è ridurre al minimo le interruzioni quando si riparano le strade o si identificano i guasti.
La mappatura aerea delle strade facilita questo compito e i topografi devono identificare gli elementi chiave delle strade, come i tombini, i canali di scolo e i basamenti. Per un rilievo stradale di successo, questi oggetti devono essere identificati con coordinate precise, con un grado di accuratezza di 10 centimetri al massimo. A causa della topografia montuosa della Svizzera, un'ulteriore sfida è rappresentata dal fatto che alcune di queste strade si trovano su ponti o viadotti. Le loro condizioni sono critiche da conoscere, ma difficilmente accessibili. La raccolta dei dati deve essere bilanciata con la sicurezza dei rilievi stradali, ad esempio per garantire la sicurezza degli ispettori e non distrarre i conducenti. Per questo motivo la raccolta di dati aerei con i droni è molto utile per analizzare le condizioni delle strade anche in luoghi di difficile accesso. I rilievi stradali aerei possono essere effettuati in modo rapido, sicuro e senza compromettere il livello di dettaglio richiesto.
Utilizzo della mappatura con drone per i rilievi stradali in Svizzera
Lo Studio Calastri utilizza droni e laser scanner per i rilievi di terreni ed edifici. Ha sede nella Svizzera italiana, a Sementina. L'Ufficio Federale delle Strade (USTRA) gli ha commissionato un rilievo. Dovevano rilevare gli elementi stradali esistenti, compresi i muri o i guardrail nelle vicinanze. Lo Studio Calastri ha eseguito il rilievo senza chiudere temporaneamente l'autostrada per ridurre al minimo i disagi. Hanno scelto di utilizzare il software specializzato in fotogrammetria PIX4Dmapper per elaborare le immagini aeree e poi PIX4Dsurvey per estrarre e vettorializzare il set di dati. Un'opzione più rapida potrebbe essere quella di utilizzare PIX4Dmatic, appositamente progettato per progetti su larga scala e corridoi, per un'elaborazione più veloce prima dell'esportazione in PIX4Dsurvey.
Dettagli del progetto
| Utente | Studio Calastri |
| Località | Svizzera |
| Software | PIX4Dsurvey PIX4Dmapper |
| Hardware | Matrice 300 RTK Zenmuse P1 |
| Immagini acquisite | 4.000 |
| Hardware di elaborazione | PC Dell, i7-10700KF, CPU 23,80 GHZ |
| GSD | 1,26 cm |
Come rilevare un viadotto nelle Alpi con i droni?
Il viadotto in questione si estendeva su una grande distanza e presentava una variazione di altitudine di 250 metri a causa della sua posizione sul fianco di una montagna. Questo avrebbe reso difficile ottenere un'unica distanza di campionamento al suolo, perché volando a un'altitudine costante si sarebbero verificate variazioni nella distanza di campionamento al suolo (GSD) dopo l'elaborazione. Lo Studio Calastri voleva invece ottenere un set di dati in grado di restituire un modello digitale di superficie di base. Il rilevamento si è svolto nel gennaio 2022, in pieno inverno in Svizzera, e quindi è stato pianificato al mattino per ridurre al minimo la distorsione causata dalle ombre che si muovono al variare della luce.
Lo Studio Calastri ha utilizzato un drone DJI Matrice 300 RTK, con fotocamera Zenmuse P1. Hanno completato la raccolta dei dati nel corso di 3 mattine, raccogliendo 4000 immagini. Sebbene durante i rilievi fossero presenti delle auto, grazie alla sovrapposizione delle immagini e alla tecnologia di PIX4Dsurvey, sapevano che questo non sarebbe stato un problema durante la vettorializzazione e l'estrazione degli elementi.
Come l'estrazione automatica aiuta i rilievi stradali aerei
Le immagini sono state elaborate con PIX4Dmapper e, grazie all'utilizzo di un drone RTK, il set di dati è risultato preciso entro 10 centimetri. Questa precisione specifica è stata richiesta da USTRA. La nuvola di punti 3D è stata poi esportata in PIX4Dsurvey.
PIX4Dsurvey è un software specializzato per la vettorializzazione e l'analisi del terreno da progetti di fotogrammetria o nuvole di punti. È dotato di strumenti per l'estrazione automatica delle caratteristiche e il filtro del terreno rimuove dal set di dati le caratteristiche non legate al terreno, come le automobili: ciò significa che, nonostante la raccolta di immagini quando la strada era in uso, lo Studio Calastri ha potuto vedere la totalità delle strade. Il software ha identificato automaticamente i tombini e gli scarichi. Gli oggetti vicini agli artefatti (come i muri e i guardrail) sono stati estratti manualmente dalla nuvola di punti o direttamente dalle immagini.
Una volta estratti i dati necessari, questi sono stati esportati in un software CAD. PIX4Dsurvey colma il divario tra fotogrammetria e CAD, rendendo l'intero flusso di lavoro dalla raccolta ed elaborazione dei dati al CAD senza soluzione di continuità. Le sue funzioni specializzate per l'analisi e la classificazione del terreno lo rendono uno strumento utile per i topografi professionisti.
Vantaggi dell'uso dei droni per le mappe stradali
Il progetto dello Studio Calastri è stato consegnato con successo all'USTRA, con un GSD complessivo di 1,26 cm, fornendo un elevato grado di dettaglio sulle condizioni delle strade. Questo è ideale per la pianificazione della manutenzione e per l'aggiornamento dei registri di USTRA.
"Pix4D è lo strumento di cui si ha bisogno in ufficio dopo un buon volo con il drone per consegnare i risultati ai clienti nel modo più semplice" - Giacomo Cariboni, Ufficio Modelli Digitali Geomatici di Studio Calastri
Questo progetto può essere replicato ed esteso dallo Studio Calastri ad altre strade in Svizzera e nella regione locale perché è semplice e riduce al minimo le interruzioni. Lo Studio è un utente di lunga data del software Pix4D e confida nel fatto che i risultati accurati saranno ideali per indagini su larga scala e per creare risultati affidabili.
