Il nuovo standard del rilievo geo-topografico: positioning avanzato, AR per il picchettamento e fotogrammetria speditiva

Evoluzione nelle tecnologie per il rilievo geo-topografico

Il rilievo geo-topografico si basa oggi su due tecnologie consolidate:

1. la topografia classica con stazioni totali;
2. i sistemi GNSS per il posizionamento satellitare.

La progressiva convergenza tra queste soluzioni è stata accelerata dall’eliminazione della SA (Selective Availability) nel 2000, che ha favorito in modo decisivo la diffusione del rilievo GNSS ad alta precisione.

In seguito, non più di 10-15 anni fa, cominciarono ad essere disponibili diverse stazioni totali che integravano una videocamera che serviva a determinare punti topografici non visibili direttamente, o target che venivano puntati in maniera automatica sfruttando l’analisi di immagine.

Alla stessa maniera, alcuni sistemi GNSS nel corso degli ultimi anni hanno aggiunto all’antenna diverse device, tra cui quella più diffusa è una camera fotografica che permette di risolvere il problema dell’inaccessibilità dei punti topografici. Un paletto di confine, un manufatto al di là della recinzione, un punto notevole di una facciata, ed altre situazioni geo-topografiche tra le mille che gli operatori possono incontrare nel loro lavoro quotidiano, possono essere risolte in questa maniera.

Perché il sistema GNSS S999 è un game changer per il rilievo geo-topografico

Il sistema GNSS S999, da poco rilasciato da STONEX, e distribuito da CRISEL per il centro Italia, è stato sviluppato pensando a 2 ambiti.

Il rilievo 3D di punti notevoli o anche di piccole porzioni di manufatto, e il picchettamento di punti a terra, che inquadrati con una camera posizionata sul lato inferiore della testa GNSS, permette di determinare e documentare la delicata fase di picchettamento.

Considerato che il sistema GNSS S999 è anche integrato da un sistema IMU, è possibile operare anche con la palina inclinata, laddove sia impossibile posizionarla sulla verticale esatta del punto. Unendo questa funzionalità e la cattura 3D del contesto operativo, il sistema rappresenta il massimo della produttività possibile per tutti i contesti operativi.

Come funziona la fotogrammetria speditiva con S999

Il sistema GNSS S999, opera su 1408 canali in multi-costellazione, e garantisce un posizionamento preciso e affidabile, supportando tutti i segnali GNSS tra cui GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, IRNSS e BeiDou.

Il modem 4G integrato e la radio UHF da 1 Watt garantiscono il massimo della connettività, sia via internet, sia con Basi Reference locali.

Con il sistema IMU a bordo dell'apparato, si possono effettuare misure con inclinazione della palina fino a 60°.

Il plus del ricevitore S999 è legato oltre alle performance del GNSS, anche e soprattutto alla dotazione delle due fotocamere che permettono, impiegando il Software Cube-a, di effettuare sia il picchettamento basato su sistemi AR, che la misurazione di punti inaccessibili grazie alle funzioni fotogrammetriche.

Le caratteristiche del sistema GNSS S999
Ricevitore - Traccia tutti i sistemi GNSS, su tutte le frequenze disponibili L1/L2/L5, etc. Ha disponibili 1408 canali.
Positioning - Le precisioni operative sono di 2.5 mm + 0.1 ppm RMS in orizzontale e 3.5 + 0.4 ppm in verticale. In modalità RTK siamo rispettivamente su 8mm e 15 mm e 1 ppm. Con PPP e SBAS a <20 e <60 cm RMS.
Antenna GNSS - Antenna geodetica con soppressione multipath e centro di fase a zero.
Radio modem - Tx-RX 1w su 420-470 MHz e 902,4 - 928. Portata 3-4 km in ambienti urbani e fino a 10 km in condizioni ottimali. Modem interno LTE/UMTS/GSM con scheda Nano SIM.
Camere fotografiche - 2MP per ambedue le camere, 30 fotogrammi/s e 5 per quella frontale. 72° e 75° di campo visivo.
Connessioni esterne - USB C per ricarica e trasferimento dati Bluetooth 2.1, Wi-fi. RTCM 3.x e NMEA 0183.
Alimentazione - Batteria integrata 3.6 V da 13.6 Ah e supporto per carica rapida. 12 VC fino 10 ore di operatività. Tempo di ricarica 4 ore circa.
Specifiche fisiche - 139 mm x 74, 1065 g. Operatività da -40° a 60° C. IP68 resistenza a caduta da 2m.

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Picchettare in Realtà Aumentata (AR)

Picchettare dei punti diventa facile e intuitivo, poiché basta identificare il punto e la sua posizione associata, e quando ci si avvicina all’area, in automatico il software passa dalla fotocamera frontale a quella inferiore per inquadrare il punto da picchettare, visualizzandolo in modalità AR.

Misura di punti extra topografici

Poiché il sistema integra una camera fotografica utilizzabile in modalità singolo scatto, sequenza o video, nella fase di elaborazione è possibile ricavare tutti i punti misurabili tramite fotogrammetria, anche quelli non direttamente accessibili durante il rilievo.

Infatti, il software di elaborazione estrarrà le diverse foto che l’operatore sceglierà, e le stesse potranno essere impiegate per misurare punti difficili o inaccessibili. Per utilizzare questo processo, sarà necessario impiegare l'app Cube-a, la quale fornirà in maniera istantanea le coordinate calcolate, che saranno registrate ed aggiunte ai punti misurati in modalità classica.

S999 - Stakeout with Camera

Creazione di 3D Point Cloud e Mesh

Oltre alla misurazione dei singoli punti, è possibile sfruttare il post-processing dei video acquisiti in campo sull’intera area di rilievo, così da generare ulteriori dati fotogrammetrici in modo completo e accurato.

Per fare questo si impiegherà Cube-3D, e come risultato si avranno delle Point Cloud fotogrammetriche, da cui generare un modello 3D tradizionale o semplicemente delle mesh.

In alternativa al post-processing, l’intero flusso può essere gestito direttamente in campo tramite Cube-a e VScloud di Stonex, con un’elaborazione dei dati quasi in tempo reale. In questo modo è possibile ottenere il modello 3D - Point Cloud o Mesh - già durante il rilievo, visualizzandolo e gestendolo immediatamente dal controller Android con la versione 7 di Cube-a.

Riferimenti:

• Sistema GNSS S999
• Il positioning per tutti
• Fotogrammetria speditiva o di 4^ generazione
• Topografia. Brevi cenni