Statistica e rilievo

1. DEFINIZIONE. La fotogrammetria è quella tecnica di rilievo che consente di definire la posizione, la forma e le dimensioni degli oggetti sul terreno, utilizzando le informazioni contenute in opportune immagini fotografiche degli stessi oggetti, riprese da punti diversi. È la scienza che consente di ottenere informazioni affidabili di oggetti fisici e dell'ambiente circostante mediante processi di registrazione, misura e interpretazione delle immagini fotografiche e digitali formate dall'energia elettromagnetica radiante e da altri fenomeni fisici. È la scienza che consente di estrarre informazioni da immagini e di presentarle all'utente in modo efficace. Si può definire come una geometria proiettiva. Rappresenta uno strumento di acquisizione di dati metrici e tematici; è una procedura di rilevamento, prospezione e documentazione delle realtà territoriali, ambientali,

più di 200 m)

• Fotogrammetria dei vicini: oggetti interessati sono situati a una distanza inferiore a 300m
• Fotogrammetria dei lontani: oggetti interessati sono a distanze maggiori di 300m

In base al tipo di elaborazione, la ricostruzione degli oggetti rilevati si ottiene:

• con dispositivi fisici che riproducono all’inverso il fenomeno della presa. È l’azione fisica di componenti ottici, meccanici ed elettronici a ricostruire le corrispondenze geometriche
• FOTOGRAMMETRIA ANALITICA: elaborando numericamente opportune misure effettuate direttamente sui fotogrammi. La ricostruzione è affidata alla modellazione matematica supportata dall’elaborazione digitale

In base al tipo di fotografia utilizzata:

• FOTOGRAMMETRIA CLASSICA: le fotografie sono ottenute dallo sviluppo di emulsioni fotosensibili su pellicola o su lastre di vetro
• FOTOGRAMMETRIA DIGITALE: le fotografie sono ottenute sotto forma

Numerica e organizzate in un grigliato di pixel. Possono essere ottenute da una macchina digitale o per scansione di una fotografia tradizionale.

In ogni caso i prodotti finali ottenibili dalla fotogrammetria possono essere di due tipi:

• Prodotti immagine, derivati da immagini originali per trasformazioni geometriche più o meno complesse:
• Raddrizzamento di immagini o fotopiano (applicabile ad oggetti piani)
• Attraverso un modello geometrico tridimensionale l'immagine
• Ortofoto: viene geometricamente corretta in modo che la scalasia uniforme
• Accorpamenti di immagini singole raddrizzate o ortorettificate per realizzare una copertura unitaria dell'area di interesse
• Mosaici
• Prodotti numerici puntuali o vettoriali, in cui la restituzione passa attraverso la determinazione di punti oggetti in un sistema di riferimento tridimensionale:
• Cartografie: carte topografiche planimetriche con informazioni altimetriche
• Disegni architettonici

vettoriali in proiezione ortogonale• Profili

SVILUPPO STORICO DELLA FOTOGRAMMETRIA. La storia della fotogrammetria è legata alla storia della geometriadescrittiva e alla formulazione della teoria della prospettiva; mentre nella sua applicazione è legata alla storia dell’ottica, della fotografia.

Fasi:

• fase pionieristica (1850-1900). La fotogrammetria fu fondata da Aimé Laussedat, che nel 1851 ne indicò i procedimenti, basati suuna intersezione in avanti in cui le misure venivano ottenute dai fotogrammi. La misura delle grandezze sul fotogramma erafonte di errori dovuti alla distorsione degli obiettivi fotografici. Fu Ignazio Porro che nel 1865 cercò di rimediare a tali errori,integrando questa tecnica con il fotogoniometro, uno strumento che permetteva di misurare gli angoli delle direzioni che vannodal centro dell’obiettivo ai punti dell’oggetto fotografato
• fase analogica e stereoscopica (1900-1960). La stereoscopia

Il principio della marca mobile permise di superare le difficoltà del riconoscimento dei punti omologhi su due fotogrammi diversi. Nel 1909 si costruì lo stereo-autografo, grazie al quale fu risolto il problema di passare da una coppia di fotogrammi alla proiezione orizzontale, non attraverso il calcolo delle coordinate dei singoli punti in modo analogico. Si aprì l'era dei punti, ma in maniera continua utilizzando elementi fisici restitutori analogici. La Prima guerra mondiale vide l'introduzione della fotogrammetria aerea per la produzione di carte di media e grande estensione.

Fase analitica (dal 1960 in poi). I mezzi di calcolo erano limitati e impedivano di sviluppare le procedure analitiche necessarie per passare dalla prospettiva (fotografia) alla proiezione ortogonale (carta). A partire dagli anni '60, l'avvento dei calcolatori elettronici con grande capacità di calcolo (e piccole dimensioni) ha indirizzato lo sviluppo della

fotogrammetria verso unaimpostazione analitica del problema. Essa prevede che il passaggio da una coppia stereoscopica di fotogrammi alla relativaproiezione ortogonale avvenga tramite lo sviluppo numerico di un certo numero di equazioni elaborate dal computer.

• A partire dagli anni ’90 è stato possibile produrre e utilizzarefase digitale. immagini numeriche, cioè immagini digitali,L’impiego di queste immaginistrutturate in una matrice di piccoli elementi detti pixel. ha dato luogo alla fase digitale dellafotogrammetria che svolge le procedure connesse attraverso un computer.

16PRINCIPIO DI BASE DELLA FOTOGRAMMETRIA. Per poter determinare le posizioni dei punti di un oggettonell’ambiente reale del territorio utilizzando le posizioni dei punti corrispondenti sulla fotografia, è necessario definire le relazionifra le posizioni tridimensionali dei punti dell’oggetto e quelle delle loro immaginigeometriche sul piano della fotografia (lastra).

A ogni punto dell'oggetto tridimensionale A, B, ... (spazio corrisponde un punto omologo Al, Bl, ... sul piano della lastra (spazio oggetto) immagine). La fotografia è quindi una prospettiva centrale (tutti i raggi provenienti dal mondo esterno vengono convogliati attraverso le lenti dell'obiettivo in un punto e proiettati su uno schermo che li intercetta), in base alla quale i segmenti che congiungono i punti dell'oggetto con le loro corrispondenti immagini (stella proiettante) si incontrano tutti in un punto O, distante pochi centimetri dal piano dell'emulsione fotografica (lastra), detto centro di presa. È un punto dell'obiettivo della camera; la distanza di O dal piano della lastra è detta distanza principale e indicata con p. Essa si mantiene fissa e può essere considerata uguale alla distanza focale dello stesso obiettivo (p = f). Il punto di proiezione di O sul piano della lastra è detto punto