Analisi comparativa delle tecniche di acquisizione 3D per la geodocumentazione
Un recente studio condotto da un gruppo di ricercatori delle Università di Trieste, Roma Sapienza e Texas A&M Qatar ha analizzato l’accuratezza di diverse tecniche di acquisizione 3D per la documentazione geologica.
Lo studio, pubblicato su Remote Sensing, ha messo a confronto la fotogrammetria SfM-MVS e le tecnologie LiDAR integrate nei dispositivi iOS per valutare l’affidabilità dei modelli tridimensionali prodotti.
Fotogrammetria e LiDAR a confronto nella documentazione geologica
L’obiettivo della ricerca è stato quello di testare l’affidabilità di strumenti di acquisizione 3D comunemente utilizzati per la documentazione geologica.
Il caso di studio si è concentrato su una trincea di 20 metri situata in un’area soggetta a subsidenza dovuta alla presenza di doline nel comune di Enemonzo, in Italia. Sono state utilizzate diverse metodologie, tra cui:
- Fotogrammetria terrestre e aerea con un drone DJI Air 2S e una fotocamera Nikon D5300.
- Acquisizione con sensore LiDAR di un iPhone 13 Pro tramite le app 3D Scanner e PIX4Dcatch.
I ricercatori hanno confrontato la precisione metrica e l’affidabilità dei modelli ottenuti con ciascuna tecnologia.
Accuratezza dei modelli 3D e applicazioni geologiche
I risultati dello studio evidenziano che la fotogrammetria basata su immagini georeferenziate può generare modelli con errori di scala contenuti, ma l’orientazione dei modelli risultanti non è sempre adeguata per applicazioni che richiedono dati metrici precisi. L’allineamento delle immagini è particolarmente critico nelle acquisizioni effettuate lungo assi collineari.
Le acquisizioni con il sensore LiDAR degli iPhone hanno prodotto modelli con una scala più accurata, ma con deformazioni superficiali dovute a errori di mappatura simultanea e localizzazione (SLAM). Tra le app testate, PIX4Dcatch si è distinta per la capacità di generare modelli con orientamento corretto.
Implicazioni per la geodocumentazione e la ricerca geologica
L’uso crescente di strumenti di acquisizione 3D di fascia consumer solleva interrogativi sulla loro affidabilità per la ricerca scientifica.
Lo studio sottolinea la necessità di verificare la precisione dei modelli in base al contesto applicativo.
Errori non corretti possono compromettere la validità dei dati raccolti, rendendo necessarie strategie di calibrazione e validazione in campo.
PIX4Dcatch si è dimostrata la soluzione più efficace tra le app testate per i dispositivi iOS, offrendo modelli ben orientati e scalati.
L’integrazione di metodi tradizionali di georeferenziazione, come i punti di controllo a terra (GCP), rimane essenziale per garantire l’affidabilità dei dati nelle analisi geologiche.
Conclusioni e prospettive future della tecnologia LiDAR per la geologia
L’analisi comparativa evidenzia il potenziale delle tecnologie digitali per la documentazione geologica, ma anche i loro limiti.
La fotogrammetria SfM-MVS e i sensori LiDAR su dispositivi mobili possono essere strumenti utili, purché utilizzati con consapevolezza delle loro limitazioni.
L’integrazione tra tecniche tradizionali e nuove soluzioni digitali può migliorare la qualità delle ricostruzioni 3D, ampliando le possibilità di applicazione per la ricerca geologica, il monitoraggio ambientale e la conservazione del patrimonio geologico.
Vai alla ricerca originale: https://doi.org/10.3390/rs14205187