Droni: 7 ambiti applicativi di utilizzo per l'edilizia e il rilievo territoriale

Sistemi UAV, o droni: una rassegna degli ambiti applicativi

Possiamo classificare l'uso dei droni in edilizia e per il rilievo territoriale in 7 ambiti applicativi. Di seguito, per ognuno di essi, indicheremo alcune nozioni essenziali da sapere in funzione ai diversi usi.

Uso dei droni nell'edilizia tradizionale

In edilizia tradizionale l’uso dei droni può essere programmato dall’inizio del ciclo di lavorazione, fino al termine dei lavori per il controllo finale come la fase di “AS Built”, o addirittura per il modello 3D o video o immagini in generale, finalizzate alla costituzione degli archivi, alla promozione sui social o sui siti delle agenzie immobiliari.

La fase iniziale del progetto è sempre organizzata sulla scorta di progetti e di misure sul campo. Se non è vostro compito eseguire questa fase, potrete sempre chiedere di eseguire un rilievo via drone, così da avere una documentazione iniziale, o una mappa della zona direttamente rilevata alla data di inizio dei lavori.

Comunemente oggi, i rilievi topografici, e a volte anche quelli catastali, possono essere accompagnati da rilievi con sistemi di volo UAV, soprattutto se l’orografia del progetto è estesa e complessa. Ciò non vuol dire che anche in piccoli cantieri una ripresa dall’alto non possa essere utile.

Oltre all’uso più geo-topografico dei droni, finalizzato a rilevare e misurare attraverso l’uso della fotogrammetria, potete immaginare che in qualsiasi fase operativa, ad esempio sulle infrastrutture grandi o piccole che siano, è sempre critico avere una documentazione esaustiva. Ed è con i sistemi di volo UAV che siete in grado e in breve, di effettuare mappature e ispezioni di parti inaccessibili.

Immaginate che un sistema di volo, dotato di un buon sistema di mapping 3D, può mappare alcuni chilometri quadrati del territorio in poche ore, o alla stessa maniera documentare qualsiasi infrastruttura lineare come dighe, ponti, viadotti, e anche tunnel, etc.

Una potenzialità di interventi mai immaginati prima, se pensate al fatto che il modello 3D può comprendere tutte le tipologie di dati, come forma, dimensioni, colore, informazioni termiche e multispettrali, e altro ancora.

Un dataset completo e “multispettrale” sulla cui base è possibile fare in breve tempo analisi tra le più varie, ma anche la ricostruzione 3D delle strutture, o popolare il BIM ricostruttivo che in genere rappresenta la base operativa del CAD 3D che si richiede per qualsiasi intervento di gestione di asset importanti come grandi cantieri e complessi edilizi, infrastrutture, etc.

Droni come supporto alla documentazione di cantiere

L’uso delle immagini in generale, dei sistemi di ripresa a bordo di sistemi UAV, ma anche di sistemi laser scanner, GNSS e altre soluzioni, perfino a bordo delle gru, caratterizzano le attività di monitoraggio, o anche di misura per il movimento terra, o anche per gli stati avanzamento lavoro.

Con un breve volo si può verificare l’effettiva attività di cantiere (monitoraggio e sorveglianza), o anche misurare aree specifiche, estrarre volumi e quotature in un attimo. Realizzare attraverso strumenti digitali, verifiche metriche e di ogni altro genere, ma anche realizzare velocemente documentazione del prima e dopo la fase di intervento.

Laddove i cantieri sono di lunga permanenza, e a scala adeguata, possono implementare anche attività regolari di “change detection”, che consistono nella documentazione semi-automatica di “cambio dello stato delle cose”, volumi, manufatti, scavi e riporti di materiali, e altre misure derivate dall'analisi dei modelli digitali 3D in primis.

>>> LEGGI QUI l'articolo di approfondimento dedicato a questo argomento <<<

I rilievi geo-topografici e territoriali con droni

Le attività di rilievo di natura geo-topografica o a scala territoriale, nascono come primo ambito sperimentale e di startup del mercato dei droni, e per ciò rappresenta oltre il 45% del mercato. Pertanto è il settore applicativo più vicino al mondo dell’edilizia, come il mondo del surveying e delle informazioni geospaziali in genere, comprese applicazioni di data capture in edilizia e in tutti i settori della società.

Le tipologie di rilievi impiegando droni di diversa tipologia, sono praticamente infinite, e non resta che trovare il fornitore giusto, o attrezzarsi in house la dove le operazioni siano più semplici e di estensione limitata.

Le tipologie di rilievi geo-topografici non sono infinite, ma proviamo in ogni caso a mettere almeno alcuni punti fermi, ovvero: rilievi geo-topografici integrati, rilievi fotogrammetrici classici e 3D, rilievi fotogrammetrici estesi.

Rilievi geo-topografici integrati

Consistono nella maggior parte delle operazione topografiche che richiedono quanto meno una serie di GCP (Punti di Controllo a Terra), conoscendo ovviamente le coordinate origine del rilievo, e quelle canoniche (in genere GPS) legate all’uso dei droni e dei sistemi GNSS di ausilio alla georeferenziazione dei GCP.

In linea di principio non esistono rilievi da drone senza una integrazione a terra di punti di controllo, ma parlando di rilievi integrati, dobbiamo estendere le applicazioni sorgenti dei dati ad altri ambiti, con sistemi e principi diversi, come ad esempio i sistemi Lidar, ma anche termocamere, camere iperspettrali, magnetometri, e i diversi "playload" innovativi che stanno oramai popolando in maniera diffusa il mondo dei rilievi geo-topografici.

Rilievi fotogrammetrici classici e 3D

Si intendono rilievi fotogrammetrici classici, quelli per piccole porzioni di territorio, o anche semplicemente un complesso architettonico, il cui rilievo deve essere trattato con i canoni classici della fotogrammetria, ovvero secondo piani primari di ripresa il più possibile paralleli alla superficie da rilevare.

Ad integrazione del rilievo classico, si eseguono spesso degli approfondimenti, puntando al cosiddetto Full 3D. Con cui si intende una copertura del modello a 360° e da tutti gli altri angoli di visuale.

Per fare ciò una delle funzioni che quasi tutti i droni mettono a disposizione, è la ripresa cosiddetta “circle view”, ovvero un sistema automatico che fa le riprese lungo le direttrici dall’esterno di un cerchio, verso il centro dello stesso.

Il rilievo finalizzato al 3D non finisce però qui, e per completare la mappatura, affinché nessuna zona d’ombra sia presente, è spesso necessario integrare con delle immagini riprese da terra o da apposite posizioni, che vadano a coprire le eventuali parti in ombra in particolari situazioni di forme e punti nascosti da pilastri, muri, arredi o strutture in genere.

Rilievi fotogrammetrici estesi

Per rilievi fotogrammetrici estesi si intendono porzioni di territorio che vanno oltre la classica area di 200 x 200 m. In sostanza si parla di porzione estesa del territorio, là dove il rilievo ha un’estensione tale da richiedere l’implementazione di una vera e propria maglia di punti di controllo. Ma si parla anche di rilievi fotogrammetrici estesi, nel caso di uno sviluppo lineare preminente, come nel caso di rilievi di strade, allargamenti di carreggiate o di sviluppo di rilievi complessi e su superfici oltre i 2-3 ettari.

In linea generale un rilievo fotogrammetrico di un certo livello di qualità ed estensione, richiede un intervento progettuale in mani esperte, considerando che la filosofia generale è di “ridurre il numero di scene rilevate (immagini)“, e aumentare la qualità complessiva di tipo cromatico e metrica.

Parametri di qualità e modalità operative che si ottengono per lo più con camere fotogrammetriche importanti, e che di conseguenza possono essere installate su droni professionali, in grado di portare payload importanti anche di 1-2 kg o superiori.

Quando un rilievo fotogrammetrico è esteso, è necessario intervenire con una buona topografia a terra, ovvero posizionando nell’area del rilievo un numero adeguato di GCP, rilevati in genere con sistemi GNSS la cui precisione attesa deve essere non inferiore a 1-3 cm, o 5 cm in casi particolari in cui la scala finale degli elaborati è molto alta.

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L'articolo prosegue con la descrizione dell'uso dei droni per effettuare rilievi full 3D, l'uso dei droni in abbinamento a sistemi avanzati come Laser Scanner, Camere termiche, etc., l'uso dei droni per applicazioni ispettive su infrastrutture ed edifici, etc..

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All'interno del file allegato la panoramica completa delle diverse tipologie applicative dei droni in edilizia e per il rilievo del territorio.

Leggi anche le tre “puntate” precedenti di questa Guida

1. Introduzione al mondo dei DRONI: normativa, abilitazioni e regolamento delle categorie Open, Specific, Certified
2. Pilotare un drone: tutto quello che devi sapere su come ottenere il patentino
3. Prime indicazioni operative per utilizzo dei droni in edilizia e nel rilievo territoriale