DSM vs DTM in Agisoft Metashape: differenze e flusso di lavoro

Capire la differenza tra un DSM e un DTM in Agisoft Metashape è fondamentale per chiunque utilizzi la fotogrammetria con i droni per applicazioni nei settori del rilevamento topografico, dell’edilizia, dell’estrazione mineraria, dell’ingegneria, della silvicoltura o dei sistemi informativi geografici (GIS).

Entrambi i prodotti rappresentano l’altitudine, ma descrivono superfici molto diverse. Un modello digitale di superficie (DMS) include oggetti come edifici, alberi e veicoli, mentre un modello digitale del terreno (MDT) è pensato per rappresentare il terreno sottostante, senza copertura vegetale.

Scegliere il modello altimetrico sbagliato può influire in modo significativo sulle misurazioni, sulle curve di livello, sull’analisi del drenaggio, sui calcoli di scavo e riempimento e su altri risultati geospaziali.

In questa guida ti spieghiamo la differenza tra DSM e DTM in Agisoft Metashape, quando usare ciascuno dei due modelli e il flusso di lavoro corretto per crearli entrambi partendo dalle immagini riprese dal drone.

Cos’è un DSM?

Un modello digitale di superficie (DSM) rappresenta l’altitudine della superficie visibile ripresa dal drone o dalla fotocamera.

Questo significa che il modello altimetrico può includere:

• Edifici
• Alberi e vegetazione
• Veicoli
• Macchine edili
• Scorte
• Formazioni rocciose
• Altri oggetti visibili nelle immagini

Se un drone sorvola un’area urbana, per esempio, il tetto di un edificio diventa parte del DSM perché è la superficie visibile dall’alto.

Lo stesso vale per le chiome degli alberi in una foresta o per i macchinari in funzione in un cantiere.

Un DSM è quindi utile ogni volta che l’altezza dell’intera superficie visibile è importante.

Cos’è un DTM?

Un modello digitale del terreno (DTM) serve a rappresentare l’altitudine del terreno sottostante, piuttosto che la sommità degli oggetti che si trovano sopra di esso.

Edifici, vegetazione, veicoli e altri oggetti non a terra dovrebbero quindi essere esclusi dal modello del terreno.

Questo rende un DTM particolarmente utile per:

• Cartografia topografica
• Generazione delle curve di livello
• Progettazione stradale
• Pianificazione dei lavori
• Lavori di sterro
• Calcoli di scavo e riempimento
• Analisi del drenaggio
• Modellizzazione idrologica
• Rilevamenti in miniera e in cava

In Agisoft Metashape Professional, per creare un DTM corretto, di solito è necessario classificare la nuvola di punti in modo da separare i punti del terreno dagli oggetti fuori terra.

DSM vs DTM: qual è la differenza principale?

Il modo più semplice per capire la differenza è immaginare un rilevamento con un drone sopra un edificio circondato da alberi.

Nel DSM, la superficie altimetrica segue il profilo del tetto, le chiome degli alberi e il terreno circostante.

Nel DTM, l’obiettivo è quello di rimuovere gli edifici e la vegetazione e ricostruire il terreno che si trova sotto o intorno a essi.

Come creare un DSM in Agisoft Metashape

Il flusso di lavoro DSM è in genere più semplice perché l’obiettivo è quello di preservare la superficie ricostruita visibile.

Passo 1: Allinea le foto

Importa le immagini del drone e seleziona:

Flusso di lavoro >: allinea le foto

Metashape calcola le posizioni delle fotocamere e genera la ricostruzione fotogrammetrica iniziale.

Prima di continuare, controlla che le telecamere siano allineate correttamente e che il progetto utilizzi il sistema di riferimento coordinato appropriato.

Fase 2: Crea la nuvola di punti

Per i flussi di lavoro che richiedono una nuvola di punti, seleziona:

Flusso di lavoro >: creazione della nuvola di punti

La nuvola di punti rappresenta la superficie ricostruita visibile nelle fotografie e può includere il terreno, i tetti, gli alberi e altri oggetti.

Fase 3: Crea il DEM

Seleziona:

Flusso di lavoro > Creazione del modello DEM

Scegli i dati di origine appropriati e includi le informazioni sulla superficie necessarie per il progetto.

Dato che l’obiettivo è creare un DSM, gli oggetti in superficie rimangono parte del modello altimetrico.

Una volta generato, il DSM può essere visualizzato nella vista Ortho ed esportato per applicazioni GIS o ingegneristiche.

Come creare un DTM in Agisoft Metashape

Il flusso di lavoro DTM richiede una fase di classificazione aggiuntiva perché è necessario separare edifici, alberi e altri oggetti dal terreno.

Passo 1: Crea la nuvola di punti

Dopo aver allineato e ottimizzato le foto, crea la nuvola di punti utilizzando:

Flusso di lavoro >: creazione della nuvola di punti

Fase 2: Classifica dei punti al suolo

Seleziona:

Strumenti > Nube di punti > Classifica dei punti al suolo

Metashape analizza la nuvola di punti e cerca automaticamente di identificare i punti che appartengono al terreno.

Il processo di classificazione utilizza parametri quali angolo massimo, distanza massima, pendenza massima del terreno, dimensione della cella e raggio di erosione.

Non esiste una combinazione universale di valori che funzioni alla perfezione per ogni set di dati. I terreni agricoli pianeggianti, le foreste fitte, le aree urbane e le cave ripide richiedono impostazioni di classificazione diverse.

Fase 3: Controlla la classificazione del terreno

La classificazione automatica dovrebbe essere considerata un punto di partenza, piuttosto che essere accettata ciecamente come risultato finale.

Controlla le aree intorno agli edifici, ai muri, alla vegetazione, agli argini, ai bordi degli scavi e ai terreni ripidi.

Se necessario, riassegna manualmente i punti classificati in modo errato prima di generare il DTM.

Passaggio 4: Crea il DTM

Seleziona:

Flusso di lavoro > Creazione del modello DEM

Usa la nuvola di punti come fonte e seleziona la classe “Ground” per il modello del terreno. Se il progetto lo richiede, puoi aggiungere altre classi appropriate, come ad esempio “Road”.

Il modello altimetrico che ne risulterà si baserà sui punti identificati come terreno, anziché sull’intera superficie visibile.

Cosa è meglio per un ortomosaico: il DSM o il DTM?

Sia i dati DSM che quelli DTM possono essere utili per generare ortomosaici, ma la scelta giusta dipende dal tipo di progetto.

Negli ambienti urbani e nelle aree con molte strutture in superficie, mantenere la geometria della superficie può essere importante per una corretta proiezione dell’immagine.

Per i progetti in cui l’obiettivo è ottenere un ortomosaico orientato al terreno, un DTM può rappresentare una superficie di riferimento più adatta.

Metashape Professional supporta i modelli altimetrici georeferenziati e la generazione di ortomosaici nell’ambito del flusso di lavoro di mappatura professionale.

DSM o DTM per l’edilizia?

I progetti edilizi spesso richiedono entrambe le cose.

Un DSM può documentare lo stato visibile completo di un cantiere, comprese le strutture, le attrezzature, le pile di materiale e gli elementi temporanei.

Un DTM è più indicato quando gli ingegneri devono analizzare il terreno sottostante, confrontare le quote di progetto o eseguire calcoli relativi ai lavori di movimento terra.

Ad esempio, un appaltatore che monitora un cantiere nel corso del tempo potrebbe usare un DSM per documentare le condizioni attuali della superficie, ma ricorrere a modelli del terreno per l’analisi degli scavi e del livellamento.

DSM o DTM per i volumi delle riserve?

Per i calcoli relativi alle riserve, il modello altimetrico corretto dipende da cosa si sta misurando e dalla superficie di riferimento usata per il calcolo del volume.

Una riserva è di per sé un oggetto fuori terra, quindi rimuoverla automaticamente nell’ambito di una classificazione “terra nuda” eliminerebbe ovviamente proprio l’elemento che va misurato.

Per questo motivo, i calcoli del volume dovrebbero basarsi su una superficie che mantenga la geometria del cumulo, utilizzando al contempo un piano di base o una superficie di riferimento adeguati per il calcolo.

Questo è un ottimo esempio del motivo per cui un DTM non è automaticamente la scelta giusta per ogni attività di mappatura professionale.

DSM o DTM per le curve di livello?

Quando le curve di livello devono rappresentare il terreno reale, di solito è meglio usare un DTM.

Se le curve di livello vengono generate direttamente da un DSM in un ambiente urbano o con vegetazione, potrebbero seguire il profilo di tetti, alberi e altri oggetti fuori terra.

Questo può portare a linee di contorno che non rispecchiano la topografia reale del sito.

La classificazione del terreno prima della generazione delle curve di livello può quindi essere fondamentale per i rilievi topografici.

La fotogrammetria riesce a vedere il terreno sotto gli alberi?

È importante tenere presente questa limitazione quando si creano i DTM a partire dalle fotografie aeree.

La fotogrammetria ricostruisce le superfici visibili nelle immagini di partenza.

Se la vegetazione fitta nasconde completamente il terreno, la fotocamera del drone non riprende il terreno sotto la chioma. Metashape non può ricostruire direttamente i dettagli del terreno che non compaiono nelle foto.

La classificazione del terreno può rimuovere i punti relativi alla vegetazione e interpolare tra i punti disponibili del terreno, ma non può creare dati topografici misurati dove il terreno non è mai stato visibile.

Nei terreni con una fitta copertura boschiva, il LiDAR aereo potrebbe quindi essere più adatto, poiché i segnali laser possono a volte raggiungere il suolo attraverso le radure nella vegetazione.

Quanto sono precisi i modelli DSM e DTM?

L’accuratezza di entrambi i modelli dipende dalla qualità dell’intero flusso di lavoro fotogrammetrico.

Tra i fattori importanti ci sono:

• Altitudine di volo
• Distanza di campionamento al suolo (GSD)
• Sovrapposizione delle immagini
• Qualità della fotocamera
• Nitidezza dell’immagine
• Posizionamento RTK o PPK
• Punti di controllo a terra
• Precisione dei checkpoint
• Calibrazione della fotocamera
• Qualità della nuvola di punti
• Qualità della classificazione del terreno

Un DTM può essere ben classificato ma comunque impreciso se il progetto originale presenta un georeferenziazione scadente.

Per le applicazioni di livello topografico, dovresti usare, quando possibile, punti di controllo indipendenti per valutare la precisione orizzontale e verticale assoluta del modello finale.

Come esportare DSM e DTM da Metashape

Una volta creato il modello altimetrico, seleziona:

Esporta file > Esporta > Esporta DEM

Il GeoTIFF è uno dei formati più diffusi perché mantiene il georeferenziazione e può essere importato in applicazioni come QGIS e ArcGIS.

Il DSM o il DTM così ottenuto può poi essere utilizzato per ulteriori flussi di lavoro relativi a GIS, CAD, ingegneria e analisi del terreno.

DSM o DTM in Agisoft Metashape: quale scegliere?

Il modello giusto dipende interamente dalle informazioni che ti servono dal sondaggio.

Scegli un DSM quando:

• Ti serve tutta la superficie visibile.
• Gli edifici e la vegetazione sono elementi rilevanti per l’analisi.
• Stai documentando le condizioni attuali del sito.
• Ti servono le quote del terreno o le informazioni sugli ostacoli.
• Stai lavorando con strutture o elementi in superficie.

Scegli un DTM quando:

• Ti servono le quote del terreno nudo.
• Stai generando le curve di livello del terreno.
• Stai analizzando il drenaggio o le pendenze.
• Ti occupi di progettazione stradale o di infrastrutture.
• Ti servono i dati del terreno per i lavori di sterro o di livellamento.
• Dal modello altimetrico bisogna rimuovere gli edifici e la vegetazione.

In molti progetti professionali, la soluzione migliore è generare sia un DSM che un DTM dallo stesso progetto Metashape. Ogni modello risponde a una serie diversa di domande e, insieme, forniscono una rappresentazione più completa dell’area rilevata.

Domande frequenti

Agisoft Metashape può creare sia modelli DSM che DTM?

Sì. Agisoft Metashape Professional supporta la generazione di DSM e DTM georeferenziati. Per creare un DTM, di solito è necessario classificare la nuvola di punti in modo da poter utilizzare la classe “Ground” per la generazione del DEM.

Un DEM è la stessa cosa di un DSM?

DEM è un termine generico che indica un modello digitale di elevazione. A seconda della superficie rappresentata, un modello di elevazione può fungere da DSM o da DTM del terreno nudo.

Mi serve la classificazione del terreno per un DSM?

Di solito no. Un DSM serve a preservare la superficie visibile, compresi gli edifici e la vegetazione. La classificazione del terreno diventa importante quando l’obiettivo è creare un DTM di terreno nudo.

Un DTM è meglio di un DSM?

Non per forza. Hanno scopi diversi. Un DTM è più adatto all’analisi del terreno, mentre un DSM è più indicato quando le informazioni di cui hai bisogno includono anche oggetti in superficie.

Posso esportare un DSM o un DTM da Metashape a QGIS?

Sì. I modelli altimetrici possono essere esportati in formati georeferenziati come GeoTIFF e importati in applicazioni GIS come QGIS e ArcGIS.