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Aerofotogrammetria applicata

Il laboratorio di Fotogrammetria dell’IGAG è dotato di SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto) per il rilievo di prossimità e il monitoraggio, oltre a diversi sistemi hardware e software dedicati per l’elaborazione fotogrammetrica, la mappatura e la modellazione 3D. L’attività del laboratorio include lo sviluppo di nuove metodologie per il telerilevamento di prossimità con sistemi SAPR, in aree pericolose con problemi di accessibilità e sicurezza. La finalità principale dell’attività è la documentazione e il monitoraggio dei siti degradati e con difficile accessibilità con finalità nel campo della ricerca ambientale e della tutela paesaggistica di aree minerarie abbandonate; lo studio di siti e strutture di interesse storico-archeologico.

I SAPR in dotazione di basano su piattaforme sviluppate da Mikrokopter (HiSystems GmbH) e DJI. I multirotori Mikrokopter sono stati implementati e aggiornati negli ultimi cinque anni, a seguito degli sviluppi della moderna tecnologia e delle nostre conoscenze sviluppate sul campo. Il nostro Istituto è registrato come CNR-IGAG quale operatore SAPR ENAC, con tre piloti APR abilitati ad operare in tutti gli scenari con droni di peso inferiore ai 25kg. I nostri SAPR sono dotati di telecamere digitali ad alta risoluzione (sensori APS-C) e multispettrali (RGB+NIR) che consentono riprese e rilievi aerofotogrammetrici di prossimità molto accurati. Le elaborazioni dei set di immagini fotogrammetriche vengono effettuate con l’utilizzo di workstation dedicate in grado di produrre modelli digitali 3D altamente dettagliati e mappe tematiche a diverse scale di indagine.

Sede di appartenenza + _
CNR IGAG at University of Cagliari, Department of Environmental Civil Engineering and Architecture, Via Marengo 2 – 09123, Cagliari (CA)
Responsabile del laboratorio + _

 

Dr. Ing. Carlo Matzuzzi 

IGAG-CNR Sede di Cagliari 

c/o DICAAR, Facoltà d’Ingegneria 

Via Marengo 2                                     

09123 Cagliari (Italy)     

Tel +39 070 6755541 

E-mail: ;  

Preposto per la sicurezza + _
Dott. Carlo Matzuzzi
Recapito telefonico + _
070.6755541
Gruppo operativo di rilievo con SAPR + _

 

Operatore ENAC SAPR: CNR -IGAG (OPERATOR_IT_ITEgTRhsC7_20200925_0755-1)

Piloti + _

 

Sede IGAG di Cagliari

Dr. Stefano Cara VL/Mc CRO – Attestato APR ENAC n. I.APRA.004629 

Dr. Ing. Carlo Matzuzzi VL/Mc CRO – Attestato APR ENAC n. I.APRA.004632 

 

Sede IGAG di Roma

Dr. Alessandro Bosman VL/Mc – Attestato APR ENAC n. I.APRA.013020)

SAPR (multirotori Mikrokopter (Quadro XL)e  DJI Mavic 2 Pro, Mavic 2 Pro RTK), asta telescopica, fotocamere digitali ad alta risoluzione (con sensori Full frame e APS-C) e fotocamere multispettrali (RGB+NIR);  workstation con software fotogrammetrico, CAD  e software di elaborazione delle immagini digitali.

Stefano Cara,  Carlo MatzuzziInterazione tra uomo e ambiente nella evoluzione del paesaggio costiero antico della Sardegna(2019)European Heritage Days 2019 – Le cave antiche di Arenaria del Sinis: primi risultati di una ricerca interdisciplinare, Giornate Europee del Patrimonio” (#GEP2019), Cabras (OR), 21 settembre 2019. 

Stefano Cara, Carlo MatzuzziRealizzazione di un Rilievo Aerofotogrammetrico con l’uso di SAPR e relativi elaborati digitali 3D del Complesso Nuragico Sa Domu ‘e S’Orcu, Domusnovas (SU)” (2019). 

Stefano Cara, Sandro Fadda, Maddalena Fiori, Carlo Matzuzzi “Evaluation of Raw Materials in Abandoned Kaolin Quarry as Potential Geopolymers ICMEG 2018: 20th International Conference on Mining and Economic Geology, London United Kingdom, May 14-15, 2018.  

Stefano Cara, Sandro Fadda, Fiori Maddalena, Carlo Matzuzzi “Unmanned aerial vehicle system-based remote sensing for monitoring landscape degradation” SGEM 2017: 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference, Albena Complex, Varna, Bulgaria, 27 June – 6 July, 2017. 

Attività di ricerca

L’IGAG-CNR, con particolare riferimento alla sede di Cagliari, è impegnata nella ricerca e nello sviluppo di metodologie incentrate sul rilievo fotogrammetrico di prossimità con SAPR. Tali ricerche trovano particolare applicazione nell’indagine ambientale; per la documentazione lo studio e la valorizzazione nel settore dei Beni Culturali, anche attraverso la realizzazione di paesaggi virtuali; per la valutazione dello stato di degrado di siti minerari e industriali; per lo studio delle dinamiche in atto negli ambienti costieri;  per l’ispezione di infrastrutture in aree urbane ed extraurbane. Il nostro team può essere coinvolto anche a supporto delle strategie di intervento in situazioni di emergenza per documentare scenari derivanti da eventi eccezionali e calamità naturali. Negli ultimi anni la nostra ricerca si è basata sull‘applicazione di diversi metodi di elaborazione fotogrammetrica, anche in collaborazione con ditte che sviluppano software commerciali. Tra questi, il software Reality Capture si è rivelato un ottimo strumento per i nostri scopi. Questo software è stato sviluppato da Capturing Reality s.r.o. con sede a Bratislava, Slovacchia (https://www.capturingreality.com/), con la quale stiamo portando avanti un proficuo rapporto di collaborazione. Reality Capture ha, tra le sue peculiarità, la possibilità di ottenere modelli fotogrammetrici di alta qualità e precisione con tempi di elaborazione molto brevi (rispetto ad altri software commerciali) utilizzando grandi set di dati contenenti immagini eterogenee, acquisite anche con diversi tipi di sensori ottici. Reality Capture è una soluzione software di fotogrammetria all-in-one che estrae automaticamente modelli 3D accurati da un insieme di immagini ordinarie e/o scansioni laser. Si tratta di un software unico che spinge il limite di ciò che può essere fatto con i metodi fotogrammetrici e riconosciuto per la sua  elevata velocità di elaborazione, garantendo un livello di precisione e qualità superiore. La ricerca nel campo della ricostruzione 3D sviluppata dai ricercatori dell’IGAG-CNR, con il supporto della Capturing Reality, ha permesso di mettere a punto metodi veloci ed efficaci, applicabili in molteplici contesti per ottenere in tempi rapidi elaborati digitali accurati ed efficaci. 

Indagini sulle aree degradate 

Esempio di studio di una miniera abbandonata a cielo aperto. L’indagine è stata posta in essere pianificando il rilievo fotogrammetrico con i nostri SAPR per la valutazione dello stato di degrado del sito minerario. Lo studio è stato focalizzato principalmente sullo stato dell’erosione superficiale e sulla sua evoluzione, che ha causato un drenaggio profondo concentrato, l’erosione e il trasporto di materiale minerario di scarto e di potenziali inquinanti al di fuori dell’area mineraria. Il monitoraggio operato attraverso il confronto di modelli digitali multitemporali ha permesso un’analisi accurata dei processi in atto, utile per la predisposizione di interventi di mitigazione del degrado. 

Indagini nel settore dei Beni Culturali 

Esempio di documentazione 3D di Siti di interesse Storico-Archeologico.  Le ricerche in questo ambito consentono di ottenere una dettagliata documentazione 3D, per lo studio delle caratteristiche geometriche, dimensionali e dello stato di conservazione, a supporto di eventuali interventi di restauro e progetti di valorizzazione di siti e monumenti. La ricostruzione 3D rappresenta inoltre uno strumento indispensabile per la virtualizzazione di siti, monumenti e oggetti , consentendo la fruizione da remoto della documentazione ottenuta, al fine di agevolare e supportare la ricerca multidisciplinare e la fruizione dei siti di interesse storico-archeologico anche attraverso sistemi di divulgazione multimediale.  

Il rilievo fotogrammetrico di prossimità con i sistemi SAPR sulle cave antiche di lapidei, rappresenta uno strumento efficace per produrre ricostruzioni DSM e 3D dettagliate al fine di ottenere importanti informazioni sulle tipologie e sulle tecniche di sfruttamento delle georisorsorse nel passato. I modelli 3D di dettaglio consentono infatti di evidenziare le tecniche di coltivazione, di valutare i volumi dei materiali estratti e l’accumulo dei detriti, le caratteristiche geometriche e dimensionali e la possibile destinazione dei manufatti lapidei. Queste applicazioni nel campo della ricerca sono alla base di possibili futuri progetti di valorizzazione dei siti e consentono anche  di indagare sulle interazioni tra patrimonio storico-archeologico e processi ambientali in atto, offrendo un indispensabile supporto alla pianificazione delle misure di salvaguardia e conservazione. 

Attività sul campo 

  • Rilievi fotogrammetrici di prossimità con SAPR e da terra. 
  • Documentazione e monitoraggio  siti degradati e di interesse storico-archeologico.  
  • Indagini di controllo su infrastrutture. 

Prodotti 

  • Ortofoto, nuvole di punti dense, DSM, modelli 3D georeferenziati, ricostruzione di modelli 3D texturizzati, documentazione fotografica. 
  • Ricostruzione 3D di strutture e manufatti a differenti scale d’indagine. 
  • Modelli virtuali per la studio e la valorizzazione di siti e monumenti.  
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