Tutorial #A02 : generazione di ortofoto

Flusso di lavoro per la generazione di un’ortofoto

 

Benvenuti alla serie di tutorial dedicati a 3DF Zephyr.
Attraverso questa guida, imparerai come generare e personalizzare un’ortofoto con 3DF Zephyr.
Questo tutorial non può essere completato con le versioni 3DF Zephy Free o Lite!

 

  • Introduzione

3DF Zephyr può essere sfruttato per supportare le misurazioni topografiche e di rilevamento del territorio con sistemi UAV di droni attraverso la generazione di ortofoto, la regolazione della distorsione dell’immagine e dell’orientamento delle camere. Per esplorare ulteriormente questo argomento, è possibile controllare questa citazione da Wikipedia:
 

Un’ortofoto (o ortomosaico) è un’immagine geometricamente corretta (“ortorettificata”) la cui scala è uniforme. La foto ha la stessa mancanza di distorsione di una mappa e, a differenza delle immagini standard con un certo livello di prospettiva, un’ortofoto permette di misurare le distanze reali.

 

È necessario avere una nuvola di punti o mesh scalata e georeferenziata nel vostro progetto prima di generare un’ortofoto in 3DF Zephyr.
 

Come esempio, useremo lo stesso set di dati utilizzato per Gestire i punti di controllo tutorial. Si prega di scaricare il dataset qui sotto, preparare l’area di lavoro e quindi procedere:

https://www.3dflow.net/it/tutorial-gestione-dei-punti-di-controllo-e-delle-distanze-in-3df-zephyr/

download datasetDownload Dataset – University of Udine Zip (77.3MB)
downloadDownload Dataset – University of Udine .Zep (487MB)
 
 

  • Step 1 – Avviare l’Ortofoto Wizard

Noterete diverse opzioni di generazione di ortofoto dal menu “Elabora” (1):
 

  • Ortofoto da Nuvola Sparsa (richiede di aver generato Nuvola di Punti Sparsa).

 

  • Ortofoto da Nuvola Densa (richiede di aver generato una Nuvola di punti densa).

 

  • Ortofoto di Precisione da Mesh (richiede di aver generato la Mesh).

 


 

Una volta selezionata l’opzione “Ortofoto di Precisione da Mesh”(2), ti sarà permesso di scegliere il metodo di generazione dell’ortofoto più adatto dalla finestra “Ortofoto Wizard” (3):
 

  • Usa asse predefinito: questa opzione permette di impostare il piano dell’ortofoto perpendicolare all’asse del sistema di riferimento selezionato.
  •  

  • Usa punti di controllo: è necessario posizionare almeno tre punti di controllo sulla superficie su cui si vuole generare l’ortofoto. Tutti i GCP del progetto saranno caricati automaticamente, e si può cliccare sul pulsante “Aggiungi”, “Rimuovi” o “Aggiungi/rimuovi tutti i punti” a seconda dello scenario che si sta trattando.
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  • Vista corrente: il piano dell’ortofoto sarà impostato dalla visuale camera nell’area di lavoro 3D.

 

Notate che questa finestra è standard per tutte le opzioni di generazione sopra menzionate. Una volta che hai scelto uno di essi, clicca semplicemente sul pulsante “Successivo” (4).
 
 

*TIP* Come allineare il modello 3D all'asse X o Y?
In 3DF Zephyr, è possibile allineare la nuvola di punti o una mesh all’asse X o Y, ciò è utile per creare un’ortofoto correttamente allineata delle facciate di edifici. Dopo la creazione e la scalatura della nuvola di punti o della mesh, è possibile seguire questi passi:
 

  1. Creare una distanza posizionando precedentemente due punti di controllo come spiegato nel tutorial Utilizzo punti di controllo e distanze.
  2. NOTA: I due punti di controllo dovrebbero essere posizionati alla stessa altezza; quindi, la distanza creata sarà coerente con la superficie della facciata. Per esempio, è possibile utilizzare il lato di una finestra come riferimento.

     

  3. Nel pannello Misurazioni, cliccare con il tasto destro del mouse sulla Distanza creata e su “Allinea a” l’asse desiderato (X o Y).
  4.  

  5. Una volta che il modello è stato allineato a uno degli assi di riferimento, è possibile avviare l’Ortofoto Wizard e attivare il metodo “Usa Asse Predefinito” per impostare l’asse necessario e procedere alla creazione dell’Ortofoto.

 

Date un’occhiata alla Flow Tip qui sotto come ulteriore riferimento:
 

 

 
 

  • Step 2 – Configurazione del Wizard Ortofoto

Il Wizard Ortofoto (1) presenterà una nuova finestra con una serie di opzioni, un’anteprima sarà mostrata nella finestra di rendering, mentre i bordi verdi (2) definiranno i confini dell’ortofoto. Prima di procedere, è possibile controllare l’Oggetto di Riferimento e il Sistema di Riferimento.

 


 

Assicurarsi che la spunta “Esporta Ortofoto” (4) sia selezionata e cliccare sul pulsante “Genera Ortofoto” (5); puoi scegliere dove salvare la tua ortofoto e il formato dell’immagine (.tif, .png, .jpg).
 

orthophoto_verruca_fortress
 

Questo è tutto! Se vuoi personalizzare le tue ortofoto o cambiare le opzioni di esportazione, il prossimo Step 3 – Imparare a configurare l’Ortofoto ti guiderà attraverso le impostazioni principali dell’Ortofoto Wizard.

 

 
 

  • Step 3 – Imparare a configurare l’Ortofoto

Le impostazioni dell’Ortofoto Wizard sono organizzate come segue:
 


 

    – La sezione Posizione permette di definire le dimensioni in pixel di Larghezza e Altezza dell’ortofoto, in base alla Dimensione pixel a terra desiderata, oppure si può impostare direttamente la GSD e lasciare che 3DF Zephyr calcoli i parametri per voi.
     

    In alternativa, è possibile impostare l’area dell’Ortofoto, considerando gli angoli del rettangolo verde, nella finestra di rendering principale, sia dal:

    • Pulsante “Imposta i limiti con Mouse”: permette di trascinare le bande verdi con il cursore, premere il pulsante “ESC” se si imposta erroneamente la dimensione della banda. (Controllare il seguente Flow Tip Video per maggiori dettagli).
    • Pulsante “Imposta i limiti con punti di controllo”: permette di scegliere due punti di controllo per delimitare l’area dell’ortofoto.

     

    L’opzione “Asse di rotazione più vicino” può essere usata per ruotare l’ortofoto secondo l’asse scelto, o GCP. Suddivisioni in altezza e Suddivisioni in Ampiezza definiscono il numero di tiles verticali e orizzontali utilizzati per dividere l’ortofoto in tiles più piccoli (questo è fondamentale per ortofoto di grandi dimensioni o computer con poca memoria). La spunta Livelli piramide Tiff permetterà di memorizzare all’interno dell’ortofoto tiff generata un organizzazione piramidale dei livelli. Ciò può migliorare la visualizzazione dei dati raster recuperando solo i dati ad una specifica risoluzione richiesta per la visualizzazione.
     
     

    – La sezione Esporta permette di scegliere quali file verranno generati come output:

    • Salva Ortofoto: Questa spunta dovrebbe essere sempre abilitata se volete generare un’ortofoto; altrimenti, può essere disabilitata se bisogna esportare solo il DSM o DTM.
    • Esporta file Pdf
    • Esporta World file
    • Esporta script file per Autocad: Abilitando questa spunta, è possibile esportare un file .scr che si potrà trascinare automaticamente nella finestra di lavoro di Autocad e consentirà di esportare l’ortofoto con la scala corretta impostata in 3DF Zephyr. (Come esempio, potete dare un’occhiata alla Flow Tip dedicata).
    • Esporta File KML: Abilitando questa spunta, è possibile esportare un ortofoto in formato KML su Google Earth. (Come esempio, potete dare un’occhiata al Flow Tip Video dedicato).
    • Esporta DSM (Digital Surface Model): É possibile esportare il DSM in base all’Asse di elevazione scelto.
    • Esporta DTM (Digital Terrain Model): É possibile esportare il DTM scegliendo 3 differenti scenari (Area Montana, Scena Complessa, e Terreno piano).
    • Esporta singola ortofoto BigTiff la spunta si abiliterà solo per due o più tiles.
    • Nota: se i file DSM/DTM sono generati, Zephyr aprirà automaticamente la sua utility di visualizzazione DEM quando il processo è finito.

     
     

    – La sezione Avanzati permete un maggior controllo nel processo di generazione delle ortofoto. Sono ulteriormente suddivisi:
     

    • Parametri di posizione: In questa sottosezione, è possibile definire direttamente le coordinate U0, V0, e U1, V1 e la profondità minima e massima (utile se si desidera ignorare “fette” della ricostruzione nella propria ortofoto).

    •  

    • Parametri di generazione: permettono di controllare la modalità di generazione del colore di ogni pixel. Questo sistema è molto simile al sistema di generazione delle texture. Consigliamo di lasciare il bilanciamento dei colori con 1 camera per pixel; tuttavia, è possibile utilizzare più camere per un diverso bilanciamento dei colori. In questo caso, si può scegliere tra due metodi per algoritmo di fusione:

    • Multibanda – userà la media tra i pixel per calcolare le basse frequenze e le immagini migliori per calcolare le alte frequenze. Questa è di solito la scelta migliore del metodo della Media perché sebbene sia meno incline ai cambiamenti di illuminazione (di solito solo un po’peggio della media), l’immagine risultante, sarà più a fuoco e nitida preservando le alte frequenze.

      Media – bilancia la sorgente di colore a seconda dell’angolo di visuale e della distanza. Anche se è poco incline ai cambiamenti di illuminazione, la media non manterrà le alte frequenze, quindi il risultato sarà meno a fuoco e meno nitido

       

    • La sotto sezione Seleziona fotocamere consente di selezionare le camere usate nella creazione delle Ortofoto anche per tag.
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    • La sotto sezione Opzioni di esportazione controlla la visibilità dei punti di controllo, della griglia e il colore dello sfondo.
     
     

    • Note Finali

    La procedura di Generazione delle ortofoto è relativamente lineare; tuttavia, vi consigliamo di sperimentare in particolare il metodo di generazione, per verificare quale soddisfa meglio le vostre esigenze a seconda del dataset utilizzato.

    Nel caso studio della Fortezza della Verruca; potete vedere un esempio di come le ortofoto create in 3DF Zephyr possono essere utilizzate in uno scenario applicato.