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Il calcolo dei volumi delle riserve in Agisoft Metashape è una delle applicazioni più utili della fotogrammetria con droni nei settori minerario, edile, estrattivo, della gestione degli inerti e dei lavori di movimento terra.
Invece di misurare manualmente una pila di materiale, un rilevamento con drone può acquisire centinaia o migliaia di fotografie sovrapposte che vengono elaborate in Metashape Professional per creare un modello digitale di elevazione (DEM) preciso. A quel punto puoi tracciare un poligono attorno alla pila e calcolarne il volume rispetto a un piano di riferimento definito.
Per ottenere risultati affidabili, però, non basta semplicemente tracciare un contorno attorno al cumulo. La precisione del rilievo, la sovrapposizione delle immagini, il georeferenziazione, il posizionamento dei poligoni e la scelta del piano di riferimento possono tutti influire sul volume finale.
Questa guida spiega come calcolare il volume di un cumulo in Agisoft Metashape Professional, illustrando l’intero flusso di lavoro con il drone e le differenze tra i calcoli del volume con i metodi “Best Fit”, “Mean Level” e “Custom Level”.
Agisoft Metashape è in grado di calcolare i volumi delle riserve?
Sì. Agisoft Metashape Professional include strumenti integrati per misurare coordinate, distanze, aree e volumi.
Per le misurazioni delle scorte, il flusso di lavoro tipico è il seguente:
- Scatta immagini sovrapposte con il drone.
- Allinea le foto in Metashape.
- Georeferenzia e ottimizza il progetto.
- Crea la nuvola di punti o altri dati di superficie necessari.
- Crea un modello digitale di elevazione.
- Disegna un poligono attorno alla pila.
- Apri lo strumento “Misura”.
- Seleziona il piano di riferimento corretto.
- Leggi ed esporta il volume calcolato.
Lo strumento di misurazione del volume è disponibile in Agisoft Metashape Professional e funziona con forme poligonali create su un modello altimetrico.
Passo 1: Riprendi le scorte con un drone
Per ottenere misurazioni accurate delle scorte, bisogna partire da una buona acquisizione delle immagini.
La missione del drone dovrebbe garantire una copertura completa dell’intero deposito, compresa la parte superiore, i lati e il terreno circostante.
Una normale missione di mappatura nadirale può bastare per cumuli relativamente regolari, ma l’aggiunta di immagini oblique può migliorare la ricostruzione di pendii ripidi e bordi complessi.
Assicurati che:
- L’intera pila è visibile in diverse immagini.
- C’è una sovrapposizione sufficiente delle immagini.
- Le foto sono nitide e ben esposte.
- Viene ripreso anche il terreno circostante.
- Quando serve una maggiore precisione topografica, si usano RTK, PPK o punti di controllo a terra.
L’area immediatamente circostante il cumulo è particolarmente importante perché Metashape potrebbe utilizzare le quote dei contorni poligonali per definire il piano di riferimento per il calcolo del volume.
Passo 2: Aggiungi e allinea le foto
Crea un nuovo progetto in Metashape Professional e importa le immagini utilizzando:
Flusso di lavoro > Aggiungi foto
Poi seleziona:
Flusso di lavoro >: allinea le foto
Metashape individua le caratteristiche comuni tra le foto sovrapposte e ricostruisce le posizioni della fotocamera.
Dopo l’allineamento, controlla attentamente il progetto.
Controlla che:
- Tutte le telecamere principali sono allineate.
- La scorta è stata completamente ricostituita.
- Non ci sono gruppi di telecamere isolati.
- Il sistema di coordinate del progetto è corretto.
- Gli errori di riferimento sono normali.
Fase 3: Georeferenziazione del progetto
Il volume è una misura metrica, quindi il progetto deve avere la scala corretta.
Per il rilevamento professionale dei giacimenti, i metodi di georeferenziazione più comuni includono:
- Coordinate della telecamera del drone RTK
- Coordinate della telecamera PPK
- Punti di controllo a terra
- Punti di controllo rilevati
I punti di controllo indipendenti sono utili per valutare l’effettiva precisione del modello fotogrammetrico prima di fare affidamento sul volume calcolato.
Un modello 3D di grande impatto visivo non basta: se la scala o l’altitudine del modello non sono corrette, anche il volume della pila risultante sarà errato.
Fase 4: Crea il modello di superficie
Dopo l’allineamento e l’ottimizzazione, crea i dati relativi alle superfici necessari per il progetto.
Un flusso di lavoro tipico è il seguente:
Flusso di lavoro >: creazione della nuvola di punti
seguito da:
Flusso di lavoro > Creazione del modello DEM
Il Modello Digitali di Altitudine che ne risulta rappresenta l’altitudine della superficie rilevata.
Per misurare i cumuli, è importante che il cumulo stesso rimanga parte della superficie.
Non classificare automaticamente il cumulo come oggetto non a terra se il tuo obiettivo è misurarne il volume.
DSM o DTM per il volume delle scorte?
Questa è una distinzione importante.
Un modello digitale di superficie (DSM) riproduce gli oggetti che si trovano sopra il terreno, compreso lo stesso cumulo di materiale.
Un modello digitale del terreno (DTM) “a terra nuda” cerca di eliminare gli elementi in superficie.
Dato che il cumulo è l’oggetto che vuoi misurare, la superficie utilizzata per il calcolo del volume deve rispettare la geometria del cumulo.
La base sottostante la pila viene quindi stimata utilizzando il piano di riferimento selezionato o un’altra superficie di riferimento adeguata.
Passo 5: Apri il DEM nella vista ortogonale
Fai doppio clic sul DEM nel riquadro “Workspace” per aprirlo nella vista ortofotometrica.
Questo offre una rappresentazione dall’alto verso il basso del modello altimetrico e rende più facile definire con precisione i confini del cumulo.
Puoi usare l’ortomosaico come riferimento visivo mentre disegni il poligono, ma il calcolo effettivo del volume si basa sul modello altimetrico.
Passo 6: Disegna un poligono attorno alla pila
Seleziona lo strumento ” Disegna poligono ” dalla barra degli strumenti.
Clicca intorno alla base della pila per definirne i confini.
La qualità di questo poligono è davvero fondamentale.
Quando puoi, posiziona i vertici del poligono sul terreno circostante, proprio alla base del cumulo, invece che sul pendio stesso.
Un poligono troppo piccolo potrebbe escludere del materiale, mentre uno che si estende troppo oltre il cumulo potrebbe includere terreno superfluo nel calcolo del volume.
Passo 7: Calcola il volume delle scorte
Dopo aver disegnato il poligono, fai clic con il tasto destro sulla figura e seleziona:
Misura…
Apri il:
Scheda “Volume “.
Metashape mostra tre opzioni di piano di riferimento supportate:
- La scelta migliore
- Livello medio
- Livello personalizzato
La scelta del piano di riferimento può influire in modo significativo sul volume calcolato, soprattutto quando il cumulo si trova su un terreno in pendenza o irregolare.
Piano di miglior adattamento
L’opzione ” Adatta al meglio ” crea un piano di riferimento in base alle quote dei vertici del contorno del poligono.
A differenza di un semplice piano orizzontale, il piano di miglior adattamento può seguire l’inclinazione generale del terreno intorno al palo.
Questo lo rende particolarmente utile quando una riserva si trova su un terreno relativamente pianeggiante ma in pendenza.
Per molte rilievi di cumuli di materiale, il metodo “Best Fit” è un punto di partenza pratico perché il piano di base viene ricavato dalle quote lungo il perimetro del cumulo.
Piano di livello medio
L’opzione ” Livello medio ” crea un piano di riferimento orizzontale basato sull’altitudine media dei vertici del poligono.
Questo metodo può funzionare bene quando il terreno sotto il cumulo è più o meno pianeggiante.
Tuttavia, se il cumulo si trova su un pendio evidente, un piano medio orizzontale potrebbe non rappresentare accuratamente il terreno originario sottostante il materiale.
In questi casi, l’opzione “Best Fit” potrebbe fornire un’approssimazione più realistica.
Livella personalizzata
L’opzione ” Livello personalizzato ” ti permette di definire manualmente l’altezza del piano di riferimento.
Questo è particolarmente utile quando:
- La scorta si trova su una lastra di cemento già nota.
- L’altezza della base si ricava dai disegni tecnici.
- Stai monitorando ripetutamente la stessa area di stoccaggio.
- È necessario che tutti i rilievi utilizzino esattamente lo stesso livello di riferimento.
Dopo aver inserito il livello desiderato, premi ” Aggiorna ” per ricalcolare il volume.
Volume superiore, inferiore e totale
Metashape riporta diversi valori di volume.
Il “Volume sopra” indica il materiale che si trova al di sopra del piano di riferimento selezionato.
Il volume sottostante rappresenta le parti del DEM situate al di sotto di quel piano.
Metashape calcola anche un “Volume totale ” che tiene conto di entrambi i valori.
Per una riserva convenzionale che si trova interamente al di sopra della base di riferimento, il “Volume Above” è di solito il dato più importante.
Se il piano di riferimento interseca il terreno o se la base del cumulo è irregolare, potrebbero comparire valori sia sopra che sotto.
Quale piano di riferimento dovresti usare?
| Condizione di base | Punto di partenza consigliato |
|---|---|
| Piastra in calcestruzzo livellata | Livello standard o personalizzato |
| Quota di progetto nota | Livello personalizzato |
| Fai scorta su un terreno in pendenza | La soluzione migliore |
| Sondaggi regolari e ricorrenti | Livello personalizzato |
| Base sconosciuta ma relativamente uniforme | Adattamento ottimale |
Non esiste un unico piano di riferimento valido per ogni cumulo.
La scelta migliore dipende dalla superficie su cui viene posato il materiale.
Pile di materiale su terreni in pendenza o irregolari
I cumuli situati su terreni in pendenza sono più difficili da gestire perché la superficie originaria sotto il cumulo non è direttamente visibile.
Il piano “Best Fit” può fornire un’approssimazione della pendenza generale utilizzando le quote dei confini, ma non è in grado di ricostruire il terreno complesso nascosto sotto il cumulo.
Se serve un’elevata precisione e hai a disposizione la superficie originale ricavata da un rilevamento con drone fatto in precedenza, un approccio migliore potrebbe essere quello di confrontare la superficie attuale con una superficie di riferimento rilevata in precedenza.
Questo può fornire una rappresentazione più realistica del terreno effettivo sottostante il materiale rispetto a una semplice approssimazione planare.
Come migliorare la precisione del volume delle scorte
Ci sono diversi fattori che influenzano l’affidabilità della misurazione finale.
Usa un georeferenziazione accurata
RTK, PPK o punti di controllo a terra ben distribuiti possono migliorare la scala assoluta e la posizione del modello.
Usa punti di controllo indipendenti
I punti di controllo ti permettono di valutare la precisione del progetto completato, invece di basarti solo sugli errori stimati della fotocamera.
Conquista l’intero stock
La mancanza di immagini nelle zone con pareti ripide può causare una geometria incompleta e ridurre la precisione del volume.
Disegna il poligono con attenzione
Posiziona il confine della pila il più vicino possibile al vero punto di intersezione tra la pila e il terreno circostante.
Scegli il piano di riferimento corretto
Anche una superficie fotogrammetrica molto precisa può comunque dare un volume errato del cumulo se la base ipotizzata non rispecchia il terreno reale sottostante il materiale.
Si può calcolare il volume delle scorte senza i punti di controllo geodetici (GCP)?
Sì.
Un drone RTK o PPK che funzioni correttamente può fornire posizioni della fotocamera georeferenziate con precisione senza bisogno di punti di controllo a terra per ogni progetto.
Comunque, se la precisione ottenuta sia sufficiente o meno dipende dai requisiti del rilevamento.
Per le applicazioni relative alle scorte commerciali, all’estrazione mineraria o all’ingegneria, si consiglia vivamente di utilizzare punti di controllo indipendenti ogni volta che è necessario verificare la misura del volume.
Come monitorare il volume delle scorte nel tempo
Metashape può essere utilizzato anche per i rilievi periodici delle riserve.
Per fare confronti coerenti:
- Usa lo stesso sistema di riferimento coordinato.
- Mantieni parametri di volo simili.
- Usa metodi di georeferenziazione coerenti.
- Se possibile, usa lo stesso confine del giacimento.
- Usa lo stesso livello personalizzato o la stessa superficie di riferimento.
L’uso di un livello personalizzato costante è particolarmente utile perché permette di ricalcolare il volume rispetto esattamente alla stessa quota di riferimento ad ogni rilevamento.
Esportazione del report sulla misurazione del volume
Dopo aver calcolato il volume, Metashape ti permette di salvare il rapporto di misurazione.
Il rapporto può includere informazioni come:
- Poligono
- Modello altimetrico
- Perimetro
- Area
- Volume sopra
- Volume qui sotto
- Volume totale
I report possono essere salvati in vari formati, tra cui PDF e HTML, rendendo più facile documentare le misurazioni delle scorte per i clienti, i responsabili di progetto o i registri di inventario.
Errori comuni nella misurazione del volume delle scorte
Disegnare il poligono sul pendio della discarica
Se i vertici di contorno sono posizionati troppo in alto sul cumulo, anche il piano di riferimento calcolato come “Best Fit” o “Mean Level” potrebbe risultare troppo alto.
Come usare il livello medio su terreni in forte pendenza
Un piano orizzontale potrebbe non rappresentare bene la base inclinata di una pila di materiale.
Rimozione del materiale accumulato durante la classificazione del terreno
Se il cumulo viene classificato come oggetto non a terra ed escluso dalla superficie di quota utilizzata per la misurazione, il materiale che vuoi misurare potrebbe scomparire dal DEM.
Ignorare l’accuratezza del progetto
Il calcolo dei volumi dipende dalla scala e dalla geometria del modello fotogrammetrico. Controlla sempre la qualità del rilievo prima di utilizzare il risultato a fini commerciali.
L’uso di livelli di riferimento diversi tra i sondaggi
Se le rilevazioni di inventario ripetute utilizzano piani di riferimento diversi, le variazioni apparenti di volume potrebbero essere in parte dovute al metodo di misurazione piuttosto che a un effettivo spostamento di materiale.
Raccomandazioni finali
Calcolare il volume di un cumulo in Agisoft Metashape è semplicissimo, una volta che il modello fotogrammetrico e il DEM sono stati generati correttamente.
Il flusso di lavoro di base è il seguente:
- Scatta immagini sovrapposte di alta qualità con il drone.
- Allinea e georeferenzia le fotografie.
- Verifica l’accuratezza del sondaggio.
- Crea la superficie richiesta e il DEM.
- Apri il DEM nella vista ortogonale.
- Disegna con precisione un poligono attorno alla base del cumulo.
- Fai clic con il tasto destro del mouse sul poligono e seleziona “Misura”.
- Apri la scheda ” Volume “.
- Scegli tra “Adattamento ottimale”, “Livello medio” o “Livello personalizzato”.
- Controlla ed esporta i risultati relativi al volume.
Spesso la decisione più importante non è il calcolo del volume in sé, ma la scelta di un piano di riferimento che rappresenti in modo realistico la superficie sottostante il cumulo.
Grazie a immagini accurate riprese dai droni, a un georeferenziazione adeguata e a una superficie di riferimento definita correttamente, Agisoft Metashape Professional offre un flusso di lavoro efficiente per l’inventario periodico dei cumuli di materiale, la gestione delle cave, il monitoraggio dei cantieri e le misurazioni dei lavori di sterro.
Domande frequenti
Agisoft Metashape è in grado di calcolare i volumi delle riserve?
Sì. Metashape Professional include strumenti di misurazione del volume basati sul DEM in grado di calcolare il volume all’interno di un poligono rispetto a un piano di riferimento selezionato.
Come si misura il volume di un cumulo in Metashape?
Crea un DEM, aprilo nella vista ortofotografica, disegna un poligono attorno alla pila di materiale, fai clic con il tasto destro sul poligono, seleziona “Misura” e apri la scheda “Volume”.
Cos’è il volume “Best Fit” in Metashape?
La funzione “Best Fit” crea un piano di riferimento in base alle quote dei vertici del contorno del poligono. È utile quando il terreno sotto una pila di materiale presenta una pendenza generale.
Cos’è il “Mean Level” in Metashape?
“Livello medio” crea un piano di riferimento orizzontale basato sull’altitudine media dei vertici del poligono.
A cosa serve il “Livello personalizzato”?
La funzione “Livello personalizzato” ti permette di specificare un’altitudine di riferimento esatta. È particolarmente utile quando conosci l’altitudine di base e per ripetere i rilievi dei cumuli di materiale.
Mi serve un DEM per calcolare il volume di un cumulo?
Sì. Il flusso di lavoro di Metashape per la misurazione dei volumi basato sul DEM richiede un modello altimetrico e un poligono che definisca l’area di misurazione.
Posso calcolare il volume della riserva senza i GCP?
Sì. Le coordinate delle telecamere RTK o PPK possono fornire il georeferenziazione del progetto senza GCP, anche se si consiglia di utilizzare punti di controllo indipendenti quando è necessario verificare la precisione del rilievo.
Metashape può esportare un report sul volume delle riserve?
Sì. I rapporti di misurazione possono essere salvati nei formati PDF e HTML e possono includere informazioni su area, perimetro, quota e risultati relativi al volume.
