Gabriele Scansioni 3D e geomatica
Come diventare un Leader della fotogrammetria termica con Metashape (DEM e Ortofoto termica)9/26/2023 Il tutorial seguente descrive l'elaborazione dei dati aerei, ottenuti da un rilievo aerofotogrammetrico, multispettrale, termografico professionale, svolto con la Micasense Altum. In particolare vedremo in questo articolo come:
- Esportare l'Ortomosaico. Quest'oggi ti vorrei parlare dunque del , drone con sei canali (multispettrale), che ho testato personalmente fino all'estrazione del dato termico. Caratteristiche del Dataset Tra le caratteristiche di questo dataset di 1074 fotografie emerge una GSD Multispettrale di 5.2 cm e un'altitudine 120 metri da terra. Ogni fotografia è stata registrata in sei bande (179 x 6 bands): Blu, Verde, Rossa, Red edge, NIR e la banda LWIR che riguarda il termico. Il set di dati dell'azienda MicaSense può essere scaricato al seguente link: https://ageagle.com/data-set/altum-pt-data-of-a-blueberry-field/ Aggiungere le fotografie Posso importare le fotografie dalla loro cartella, selezionando da Workflow > Add Photos e poi faccio click su Apri. Ripeto l'operazione per tutte le sei cartelle con le foto. Dalla finestra di dialogo che appare dopo aver premuto su Apri, scelgo l'opzione Multi-camera system, seleziono di importare le 179 fotografie basandomi sui meta-dati (in questo modo ogni foto conterrà un gruppo di 6 bande al suo interno) e faccio click su Ok. Locate reflectance panels Per far selezionare al software in automatico le fotografie dei pannelli che servono per la riflettanza, come da escludere, seleziono dal pannello Tools > Calibrate Reflectance. Da questo pannello è possibile cliccare sull'opzione Locate panels. Dopo qualche istante saranno disabilitate queste tre fotografie che riguardano i pannelli usati per la calibrazione della riflettanza; queste foto sono state raggruppate ed escluse dal processo di elaborazione fotografica. Mi viene richiesto se voglia importare dei dati esterni da un file Csv, ma non è in mio possesso, dunque procedo facendo click su No. Avviare la calibrazione della riflettanza Qui ti consiglio di riferirti sia ai parametri di riflettanza che ai valori che sono stati registrati dal sensore durante il sole: in questo modo posso calibrare in base ai dati del pannello e alle informazioni contenute nei meta-data dell'immagine. Per confermare faccio click sul tasto Ok . Allineare le fotografie Posso eseguire l'allineamento faccio click su Workflow > Align photos e controllo che i parametri impostati siano con accuratezza alta (o massima), con la preselezione generica (per velocizzare il processo) e che si tenga conto dei punti di legame (tie points). Si preme sul tasto Ok per proseguire. Al termine di questa procedura Metashape ci mostrerà la corretta posizione di ogni singola fotocamera e la nuvola di punti, tutto questo all'interno della finestra modello. L'allineamento è andato molto bene. Ottimizzare l'allineamento Per ottimizzare l'allineamento fotografico si dovrà andare nel pannello Reference e cliccare sull'icona a forma di Stella. Si aprirà quest'altro pannello dal quale generalmente andiamo a selezionare i valori fondamentali delle lenti della fotocamera e faccio click su Ok per ottimizzare la posizione delle fotocamere. Costruisci la Point Cloud Per costruire la nuvola di punti vado su Workflow >Build Point Cloud. Da questa finestra che si apre, ti consiglio di impostare una qualità media /alta, un filtraggio delicato, mi accerto che siano flaggate le impostazioni Calculate Point Colors (per ricostruire una nuvola colorata) e poi anche Calculate point confidence (per verificare che i punti che sono stati ricostruiti siano affidabili, consistenti). Premo dunque sul tasto Ok per avviare questa procedura. Per annullare questo procedimento Eventualmente posso fare click sul tasto Cancel. Selezione del canale Termico Vado dal menu Tools >Set Primary Channel e seleziono il sesto canale, che è il canale LWIR, che mi interessa perchè è quello termico. Faccio click su Apply e poi su OK. Noterai che nella barra Photos le immagini sono diventate di colore grigio, attivando quindi solamente il sesto canale. Batch process Per velocizzare un po' le procedure canoniche di creazione del DEM e dell' Ortofoto, utilizzo lo strumento di programmazione in lista dei processi (Batch process). Batch process > Build DEM Posso fare click su Add e questa seleziono Job type > Build DEM. Utilizza queste opzioni consigliate e procedi cliccando sul tasto Ok. Apparirà in questo momento la finestra di avanzamento che mostra lo stato di ricostruzione del DEM, per annullare l'operazione dovrei fare click sul pulsante Cancel. Batch process > Build orthomosaic Per inserire l'ultimo comando nella lista delle operazioni, clicco su Add e seleziono Job type > Build Orthomosaic. Utilizza queste opzioni consigliate e procedi cliccando sul tasto Ok. Apparirà in questo momento la finestra di avanzamento che mostra lo stato di ricostruzione dell'Ortomosaico, per annullare l'operazione dovrei fare click sul pulsante Cancel. Adesso è necessario un trucco per visualizzare l'ortomosaico (in grayscale); devo andare quindi su Tools > Set Brightness , da qui posso regolare la luminosità e il contrasto facendo click su Estimate. Il valore ideale di Brightness è 110 e di Contrast 3000. Calcolare l'Indice richiesto Per calcolare l'indice termico devo fare eseguire a Metashape un calcolo per far corrispondere al pixel contenuto all'interno di questo ortomosaico, un valore corrispettivo di temperatura espressa in gradi centigradi. Quindi vado dal menu Tools > Set raster trasform . Nella casella B6 il nostro software conterrà i dati del canale termografico (LWIR). Posso inserire la formula (B6/100)- 273,15 , controllo che sia attivo il checkbox Enable transform e faccio click su Apply. Tutta l'immagine ha assunto un colore uniforme, non spaventarti. Adesso mi devo spostare sull'etichetta Palette e devo fare un'altra serie di operazioni. Dunque, come prima cosa bisogna fare clic sul tasto Update e quindi aggiornerò il grafico, in funzione di quello che abbiamo appena ricostruito poi facendo il clic sul tasto Auto potrò selezionare l'intervallo compreso tra 14.4 gradi fino a 37.7 gradi. In conclusione non ci interessa di utilizzare questa banda di falsi colori, quindi faccio click qua sul tasto Import palette > Apri e selezionerò le palette che ho precedentemente creato per questo tutorial. Come vedrai sono stati caricati i colori corrispondenti ai vari valori termici. Per confermare il tutto faccio click sul tasto Apply per assegnare i nuovi colori. Dunque potrai notare che nella parte gialla ci avviciniamo ai 37.7 gradi, mentre nella parte blu-viola è quella a temperatura più bassa, corrispondente a 14.4 gradi. Per completare faccio click sul tasto Ok. Per valutare la qualità del risultato ottenuto, muovo il mouse nello spazio modello e leggo in basso a destra i valori Index e li confronto se corrispondono al colore che ho precedentemente assegnato nelle Palette. Direi che è venuto fuori un risultato davvero ottimo. Se voglio visualizzare l'immagine anche geo-riferita ad una mappa globale RGB, posso cliccare qui in alto sull'icona Basemap. Potrai anche notare che le Basemap e la Thermical map, corrispondono perfettamente tra loro. Exporting the results Export DEM Per esportare i risultati devo selezionare File >Export >Export DEM , dal quale si aprirà una finestra di dialogo nella quale devo specificare dove voglio salvare il DEM e con quale nome. Dopo che premo invio, oppure su Ok, mi si aprirà Questa finestra. Da qui posso confermare o modificare il sistema delle coordinate WGS84 e poi anche altre altre impostazioni tra le quali ci interessa soprattutto che siano attivi appunto le opzioni presenti nei checkbox relativi alla compressione. Dopo che controllo i dati, che mi sembrano che vadano bene, posso anche controllare qua l'impostazione Raster trasform. Scelgo l'esportazione con i colori delle palette e premo sul tasto Ok. Export Orthomosaic Per esportare anche l'ortomosaico devo selezionare File >Export >Export Orthomosaic , posso scegliere la cartella di destinazione e anche decidere di salvare anche l'Alpha channel. Posso anche scegliere il colore dello sfondo, se lo voglio nero o bianco, il livello di compressione del file TIFF e anche la qualità del JPEG. Da questo pannello che si apre devo controllare che all'interno della voce Raster Trasform, sia selezionata l'opzione Index color, che si riferisce all'indice Termico che abbiamo appena calcolato. Controllo che siano flaggate anche le funzioni write tiled tif , generate tif overview, save alpha channel. Premo quindi sul tasto Ok per confermare l'esportazione dell'Ortomosaico e verrà visualizzata la finestra di avanzamento, che mostra lo stato di elaborazione corrente. Per annullare l'elaborazione eventualmente dovrai cliccare sul tasto Cancel. I formati che sono supportati per l'esportazione dell'Ortomosaico sono il Tiff o il GeoTIFF, il jpeg 2000, il JPEG standard, il PNG, il BMP, kmz di Google Earth e poi anche altri file diciamo meno diffusi. Fammi sapere che ne pensi di questa newsletter nei commenti. Se il post ti è piaciuto iscriviti a questa Newsletter e anche su YouTube: https://bit.ly/3fnWkcd Qui sotto trovi un mio video tutorial di riferimento, precedente a questo articolo.
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