Valutazione degli effetti della dislocazione dei punti di appoggio sulla precisione fotogrammetrica attraverso il tool "Unmanned Photogrammetric Office"

Abstract

Al giorno d'oggi, la fotogrammetria da UAV è già diventata un'applicazione importante per l'estrazione di Modello Digitale della Superficie (DSM), ortofoto e altre informazioni utili relative alla superficie terrestre in un tempo relativamente breve. Il miglioramento tecnologico ha permesso agli UAV (Veicoli Aerei senza Pilota) di offrire numerose opportunità nella mappatura, inclusa la generazione di prodotti di mappatura con precisione di livello centimetrico. Questo può colmare il divario tra le immagini aeree convenzionali e quelle satellitari ad altissima risoluzione nelle applicazioni di mappatura. Lo scopo di questo studio è comprendere l'influenza della configurazione dei Ground Control Point (GCP) sull'accuratezza dei relativi modelli fotogrammetrici del rilievo, a partire da immagini ottenute tramite UAV. Poiché posizionare e misurare i GCP sul campo è il lavoro che richiede più tempo, è importante individuare la configurazione che soddisferà le aspettative e avrà una buona precisione. Inoltre, non sempre è possibile posizionare un GCP nel punto desiderato per motivi di accessibilità o sicurezza. La precisione delle diverse configurazioni è stata ottenuta mediante simulazione di rete con approccio rigoroso secondo il criterio di stima dei minimi quadrati ed è stata confrontata con il numero e la distribuzione dei punti di controllo a terra. Le coordinate geografiche dei GCP sono state misurate utilizzando la stazione totale. I modelli sono stati generati utilizzando il software "Agisoft Metashape Pro" sulla base di immagini acquisite utilizzando il drone "DJI Mavic Pro 2". Il software Metashape Pro è stato usato per tutte le fasi del post-processamento dall'allineamento delle immagini alla produzione di DSM e delle ortofoto georeferenziate. La qualità di un prodotto fotogrammetrico finale dipende fortemente dalla pianificazione del volo UAV. Per questo motivo è stato scelto uno strumento per la progettazione di un rilievo fotogrammetrico con UAV, denomina

Nowadays, Unmanned Aerial Vehicle photogrammetry has already become an important application for extraction of Digital Surface Model (DSM), orthophoto, and other useful information of Earth surface in a comparatively short time. Technological improvement made it possible for UAV to offer numerous opportunities, including the generation of centimetric level accuracy mapping products. This can fill the gap between conventional airborne and very high-resolution satellite imagery in mapping and studying applications. The aim of this study is to understand the influence of GCPs’ configuration in the final accuracy of the related photogrammetric model, that was conducted by means of UAV. Due to the fact that placing and measuring GCPs on-field is the most time-consuming work, it is important to find out the configuration that will meet our expectations and will have good accuracy. Moreover, it is not always possible to place a GCP in the desired point due to accessibility or safety reasons. The accuracies of different configurations were evaluated using the simulation of the bundle block adjustment with a rigorous approach by comparing GCPs’ number and distribution. The geographical coordinates of GCPs were measured using Total Station. Models were generated using “Agisoft Metashape Pro” software based on images captured using the “DJI Mavic Pro 2” drone from aligning the photos to the production of DSM and georeferenced orthophotos. The quality of a final photogrammetric product is highly dependent on the flight planning of the survey. For this reason, a tool for planning a photogrammetric survey with UAV, called “Unmanned Photogrammetric Office” (U.Ph.O) was employed. A single flight was conducted over a test field in Praglia village (Genoa, Liguria Region), involving the usage of 20 GCPs and 87 images in order to demonstrate how accuracy changes with different distributions of GCPs.