3D Mapping with Agisoft Metashape: The Complete Guide to Professional Photogrammetry
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Mappatura 3D con Agisoft Metashape: Guida completa alla fotogrammetria professionale

Pubblicato il da admin

La fotogrammetria è diventata una tecnologia essenziale per creare modelli 3D dettagliati di ambienti e oggetti del mondo reale. Che si tratti di rilievi, archeologia, ingegneria o effetti visivi, la conversione di fotografie in dati 3D accurati non è mai stata così accessibile. Questa guida completa spiega come utilizzare Agisoft Metashape per produrre ricostruzioni 3D di alta qualità, ortofoto e modelli digitali di elevazione (DEM) dalle tue immagini, utilizzando un flusso di lavoro efficiente e professionale.

Indice dei contenuti

1. Cos’è la fotogrammetria?

La fotogrammetria è la scienza e la tecnologia che permette di ottenere informazioni 3D affidabili sugli oggetti fisici e sull’ambiente attraverso la registrazione, la misurazione e l’interpretazione di immagini fotografiche. In parole povere, significa trasformare le foto 2D in modelli 3D.

Funziona analizzando più immagini sovrapposte di una scena, identificando i punti in comune tra di esse e calcolando le relazioni spaziali utilizzando la triangolazione e la geometria della fotocamera. Il risultato è una ricostruzione digitale dell’oggetto o del paesaggio fotografato, con texture dettagliate, geometrie e dati altimetrici.

Questa tecnica è ampiamente utilizzata in settori come:

Con l’avvento degli UAV (droni) e di potenti software desktop come Metashape, la fotogrammetria è ora accessibile a professionisti e ricercatori. Leggi anche “Come trasformare le immagini dei droni in modelli 3D con Agisoft Metashape”..

2. Perché usare Agisoft Metashape?

Agisoft Metashape è una piattaforma di fotogrammetria di livello professionale progettata per creare modelli 3D accurati, DEM, ortofoto e altro ancora a partire da dati fotografici. Supporta flussi di lavoro avanzati per la mappatura da drone, la fotografia terrestre, le fotocamere multispettrali e la scansione industriale. Leggi anche “Come creare modelli 3D da foto con Agisoft Metashape: Tutorial passo dopo passo”.

Ecco perché Metashape è apprezzato da migliaia di professionisti in tutto il mondo:

  • Precisione: Metashape offre una precisione da rilievo quando si utilizzano GCP, geotag RTK/PPK o calibrazione della fotocamera.
  • Ingresso flessibile: Funziona con immagini RGB, multispettrali, termiche, fisheye e persino scansionate.
  • Automazione: Automatizza i progetti utilizzando lo scripting Python o l’elaborazione batch per ottenere velocità e coerenza.
  • Scalabile: Gestisci da 20 immagini a oltre 20.000 con l’accelerazione della GPU e l’elaborazione di rete.
  • Multipiattaforma: Disponibile su Windows, macOS e Linux.

A differenza degli strumenti che utilizzano solo il cloud, Metashape ti dà il pieno controllo dei tuoi dati, fondamentale per i settori sensibili alla privacy come la difesa, l’urbanistica o l’archeologia. Leggi “5 potenti funzioni di Agisoft Metashape che probabilmente non stai usando (ancora)”.

3. Hardware e configurazione consigliati

La fotogrammetria richiede molte risorse, soprattutto durante la generazione di nuvole dense e mesh. Per ottenere prestazioni ottimali con Metashape:

  • CPU: Intel i7/i9 o AMD Ryzen 7/9 con almeno 6 core (12 thread)
  • GPU: GPU NVIDIA con supporto CUDA – RTX 3070/4070 o superiore è altamente raccomandata
  • RAM: Minimo 32 GB, idealmente 64 GB o più per i dataset di grandi dimensioni.
  • Storage: SSD per il sistema e le cartelle di elaborazione (1 TB+)
  • Monitor: Un display di grandi dimensioni (4K opzionale) è utile durante l’editing manuale, soprattutto per le nuvole dense e la rifinitura delle maglie.

Se elabori set di dati estremamente grandi, prendi in considerazione la possibilità di utilizzare l’elaborazione in rete con più macchine che eseguono Metashape Pro. La distribuzione di GPU e RAM può ridurre drasticamente il tempo totale di elaborazione.

4. Cattura delle foto: Suggerimenti e buone pratiche

Un buon input equivale a un buon output. La qualità della tua ricostruzione fotogrammetrica dipende molto da come vengono scattate le foto. Queste buone pratiche si applicano sia che tu stia usando un drone, una fotocamera a mano o una DSLR montata su treppiede.

  • Sovrapposizione dell’immagine: Cerca di ottenere almeno il 70-80% di sovrapposizione frontale e il 60-70% di sovrapposizione laterale.
  • Illuminazione coerente: Evita ombre, cieli sovraesposti o superfici altamente riflettenti. Le giornate nuvolose sono spesso le migliori per il terreno.
  • Messa a fuoco fissa: Usa la messa a fuoco manuale o blocca l’autofocus per evitare di spostare la messa a fuoco tra uno scatto e l’altro.
  • ISO basso: mantieni un ISO basso per ridurre il rumore (si consiglia ISO 100-200).
  • Velocità dell’otturatore: Una velocità dell’otturatore elevata (1/800s o superiore) evita l’effetto mosso.
  • Angolo della telecamera: Per i rilievi con il drone, includi immagini nadir (dritte verso il basso) e oblique (angolate) per una migliore acquisizione della geometria.
  • Dati EXIF: Conserva i metadati originali; Metashape li utilizza per il geotagging e le informazioni sull’obiettivo.

Quando riprendi oggetti piccoli o spazi interni, usa un treppiede e una distanza costante. Assicurati che l’illuminazione sia uniforme ed evita i riflessi speculari. Leggi anche “10 consigli da professionista per ottenere modelli 3D migliori con Agisoft Metashape”.

5. Flusso di lavoro completo in Metashape

Questo è uno schema passo-passo di un tipico flusso di lavoro di fotogrammetria con Agisoft Metashape Professional. Puoi eseguire ogni fase manualmente o automatizzare il processo con script Python o elaborazione batch.

Passo 1: Aggiungere le foto

Trascina le immagini o utilizza il menu: Flusso di lavoro > Aggiungi foto. Se il tuo progetto prevede più fotocamere o sessioni, raggruppa le immagini in gruppi.

Passo 2: Allineare le foto

Vai su Flusso di lavoro > Allinea le foto. Scegli una qualità alta o media e attiva l’adattamento adattivo del modello della fotocamera. Questo genera una nuvola rada e calcola le posizioni della fotocamera.

  • Precisione: una maggiore precisione migliora l’allineamento della telecamera ma aumenta il tempo di elaborazione.
  • Limite dei punti chiave: lasciare il valore predefinito (40.000).
  • Limite dei punti di vincolo: opzionale, più basso per i set di dati di grandi dimensioni.

Passo 3: Importare o posizionare i punti di controllo del terreno (opzionale)

Se lavori con una precisione da rilievo, importa i GCP e segnali manualmente. Quindi ottimizza nuovamente l’allineamento della telecamera dal menu Strumenti > Ottimizza Telecamere.

Passo 4: Creare una nuvola densa

Seleziona il flusso di lavoro > Costruisci nuvola densa. Scegli la qualità (si consiglia Medio o Alto). L’opzione di filtraggio della profondità può essere impostata su Aggressivo per ridurre il rumore o Mite per conservare i dettagli.

Passo 5: Costruire la rete

Vai su Flusso di lavoro > Costruisci maglia. Scegli la fonte dei dati: Nuvola densa o Mappe di profondità. Imposta il numero di facce in base alle esigenze di output. Per il terreno, usa il tipo di superficie Height Field; per gli oggetti, usa Arbitrary.

Passo 6: Creare la texture (opzionale)

Usa il flusso di lavoro > Build Texture per generare una mappa texture di alta qualità sul tuo modello mesh. La mappatura delle texture è essenziale per la visualizzazione e la presentazione 3D, meno per gli output geospaziali.

Passo 7: Creare DEM e ortomosaico

Per creare prodotti topografici, costruisci un modello di elevazione digitale (DEM) e un’immagine ortomosaico dalla nuvola densa o dalla mesh. Puoi anche generare curve di livello (ad esempio, a intervalli di 1 m) per i flussi di lavoro CAD/GIS.

Passo 8: Esportazione dei risultati

  • Nuvola di punti: LAS, LAZ, XYZ, PLY
  • DEM: GeoTIFF, IMG, XYZ
  • Ortomosaico: GeoTIFF, PNG, JPEG
  • Mesh: OBJ, FBX, 3D PDF, GLB, USDZ
  • Contorni: DXF, SHP

Usa File > Export per ogni tipo di dati. La denominazione dei file e la coerenza del sistema di coordinate sono importanti per l’integrazione GIS.

6. Ottimizzare la precisione

Sebbene Metashape sia in grado di produrre modelli visivamente accurati a partire da set di foto di base, il raggiungimento di una precisione da rilievo richiede un’impostazione e un perfezionamento intenzionale durante il flusso di lavoro. Ecco le tecniche essenziali per garantire un’elevata precisione:

  • Usa droni abilitati RTK/PPK: Le immagini geotaggate dai droni RTK riducono la necessità di GCP e migliorano la precisione dell’allineamento.
  • Punti di controllo a terra (GCP): Per le applicazioni professionali, usa i GCP misurati con il GNSS per ancorare il tuo progetto alle coordinate reali. Segna i GCP in almeno 3-5 immagini ciascuno.
  • Calibrazione della telecamera: Usa un profilo di calibrazione noto o abilita l’adattamento del modello della fotocamera nella fase di allineamento. Evita la messa a fuoco automatica durante l’acquisizione.
  • Ottimizza le telecamere: Dopo aver aggiunto GCP o marker, esegui sempre Strumenti > Ottimizza Telecamere per ridurre gli errori di riproiezione.
  • Controlla l’errore RMS: Nel riquadro Riferimento, controlla i residui del GCP. Punta su < 2 cm in X, Y e Z per ottenere risultati di alta precisione.
  • Usa le barre di scala: Per la scansione di oggetti senza GPS, aggiungi delle barre di scala per garantire una scala metrica.

Puoi anche ridurre la distorsione e migliorare la densità della nuvola di punti utilizzando fotocamere a obiettivo fisso, evitando gli effetti fisheye grandangolari e garantendo una lunghezza focale costante.

7. Errori comuni e come risolverli

Anche gli utenti più esperti si imbattono in problemi di fotogrammetria. Ecco gli errori più comuni riscontrati nei progetti Metashape e come risolverli.

📌 Telecamere disallineate

  • Problema: alcune immagini non si allineano o i risultati dell’allineamento appaiono deformati.
  • Causa: Sovrapposizione insufficiente, terreno senza caratteristiche o sfocatura da movimento.
  • Soluzione: Aumenta la sovrapposizione, rimuovi le immagini sfocate o aggiungi manualmente i marcatori. Prova a riallineare con un aumento dei punti chiave/di collegamento.

📌 Maglia morbida o incompleta

  • Problema: la mesh finale non ha caratteristiche nitide o presenta dei buchi.
  • Causa: Scarsa qualità delle nuvole dense, ombre o oggetti in movimento nelle foto.
  • Soluzione: Migliora la coerenza della foto, applica un leggero filtraggio, usa le mappe di profondità come fonte della mesh, riempi le lacune manualmente con gli strumenti di modifica della mesh.

📌 DEM o ortomosaico imprecisi

  • Problema: le superfici di elevazione sono irregolari o contengono artefatti.
  • Causa: Nubi dense o rumorose, posizioni sbagliate della telecamera.
  • Soluzione: Migliorare il set di immagini, riottimizzare l’allineamento, pulire la nuvola rada/densa prima della generazione del DEM.

📌 Si blocca durante l’elaborazione

  • Problema: errore di memoria esaurita o crash del sistema durante la creazione di una nuvola densa o di una mesh.
  • Causa: Un set di dati di grandi dimensioni supera la capacità del sistema.
  • Soluzione: Riduci l’impostazione della qualità, usa la suddivisione dei pezzi o attiva l’elaborazione a piastrelle. Assicurati che lo spazio libero su disco e la RAM siano sufficienti.

Suggerimento: Salva sempre il progetto prima delle fasi intensive e attiva il salvataggio automatico nelle Preferenze.

 

8. Esportazione e formati di file

Una volta completata la ricostruzione 3D, puoi esportare i dati in un’ampia gamma di formati per scopi GIS, CAD, web, AR/VR o di documentazione. Le opzioni di esportazione si trovano alla voce File > Export e variano a seconda del tipo di dati selezionati.

Esportazione della nuvola di punti

  • Formati: LAS, LAZ, PLY, XYZ
  • Casi d’uso: Modellazione topografica, classificazione della vegetazione, confronto LiDAR

Modello di elevazione digitale (DEM)

  • Formati: GeoTIFF (.tif), IMG
  • Casi d’uso: Analisi del terreno, modellazione delle inondazioni, calcolo delle pendenze

Ortomosaico

  • Formati: GeoTIFF, JPEG, PNG
  • Casi d’uso: Pianificazione urbana, studi sull’uso del territorio, ispezione delle infrastrutture

Modelli a rete

  • Formati: OBJ, FBX, 3DS, STL, COLLADA, GLB, USDZ, 3D PDF
  • Casi d’uso: Integrazione AR/VR, visualizzazione architettonica, stampa

Contorni

  • Formati: SHP, DXF, DWG
  • Casi d’uso: Mappatura topografica, pianificazione ingegneristica

Prima di esportare, assicurati di assegnare il sistema di proiezione corretto nel riquadro Riferimento per evitare errori di geolocalizzazione. Controlla anche le impostazioni di risoluzione e scala, se applicabili.

9. Strumenti avanzati e scripting Python

Metashape Professional include diverse funzioni avanzate per gli utenti aziendali, l’automazione e l’elaborazione su larga scala. Ecco gli strumenti chiave che dovresti esplorare:

API Python

Metashape supporta lo scripting con Python 3. Ciò consente l’elaborazione in batch, l’automazione di attività ripetitive e l’integrazione in pipeline più ampie. Gli script possono essere eseguiti all’avvio, dalla console o dal menu Strumenti.

Esempi di casi d’uso:

  • Importazione e allineamento in batch di centinaia di set di immagini
  • Importazione automatica dei GCP e posizionamento dei marcatori
  • Esportazione di mesh e DEM in blocco
  • Backup su cloud o generazione di report in PDF

Elaborazione della rete

Disponibile in Metashape Pro, l’elaborazione in rete ti permette di distribuire le attività più pesanti (allineamento, nuvola densa, mesh) su più postazioni di lavoro. Questo riduce notevolmente il tempo necessario per i progetti di grandi dimensioni.

Agisoft Cloud

Con una licenza valida, puoi caricare il tuo modello su cloud.agisoft.com e condividerlo con i tuoi collaboratori o clienti attraverso visualizzatori interattivi o finestre 3D integrate nel tuo sito.

Mappe di profondità e maschere

Metashape permette anche di creare mappe di profondità dalle foto originali, che possono essere utilizzate per costruire mesh più pulite o simulare condizioni di illuminazione alternative. Puoi anche applicare maschere di sfondo automaticamente o manualmente per i flussi di lavoro di scansione in interni.

10. Applicazioni e casi di studio del mondo reale

Agisoft Metashape è apprezzato da organizzazioni e professionisti di tutto il mondo. Le sue applicazioni reali abbracciano una vasta gamma di settori. Ecco alcuni esempi che dimostrano la sua potenza e flessibilità:

🏛️ Archeologia e patrimonio culturale

Gli archeologi utilizzano Metashape per creare ricostruzioni 3D di antiche rovine, manufatti e siti di scavo. Questi modelli sono preziosi per la documentazione, la pianificazione del restauro e la conservazione virtuale. La capacità di Metashape di elaborare immagini oblique e ravvicinate è ideale per i siti fragili.

🌍 Rilevamento ambientale e topografico

I geometri utilizzano i droni RTK per mappare i paesaggi e generare modelli altimetrici accurati. Questi vengono utilizzati per l’analisi del rischio di alluvione, la pianificazione edilizia e gli studi sull’erosione. Il supporto di Metashape per i GCP e le nuvole di punti dense garantisce la precisione topografica.

🏗️ Architettura e Ingegneria

Architetti e ingegneri strutturali utilizzano Metashape per le facciate degli edifici, le strutture storiche e la ricostruzione degli interni. I modelli possono essere esportati su piattaforme BIM, utilizzati per l’adeguamento o condivisi come PDF 3D interattivi con le parti interessate.

🚜 Agricoltura e silvicoltura

Utilizzando droni dotati di telecamere RGB o multispettrali, gli agronomi possono monitorare lo stato di salute delle colture, misurare il volume delle chiome o individuare i punti critici delle malattie. Gli ortomosaici e le mappe NDVI generate in Metashape supportano l’agricoltura di precisione e le previsioni di resa.

11. Ulteriori informazioni e risorse

Per approfondire le tue competenze o risolvere problemi specifici, esplora le seguenti risorse:

Ti consigliamo anche di seguire gli hashtag rilevanti come #photogrammetry, #agisoft, #drone3D su LinkedIn e Twitter per avere informazioni sulla comunità.

12. Conclusione

Agisoft Metashape offre funzionalità impareggiabili per i professionisti della mappatura 3D, del rilievo e della modellazione spaziale. Con la giusta preparazione, le immagini e il flusso di lavoro, puoi generare modelli 3D accurati e ad alta risoluzione di qualsiasi oggetto o ambiente.

Questa guida copre tutte le fasi del processo, dalla configurazione dell’hardware all’acquisizione delle foto, fino allo scripting avanzato e alle strategie di esportazione. Che tu sia un operatore di droni, un ricercatore, un ingegnere o un artista visivo, Metashape ti offre la flessibilità e la precisione necessarie per dare vita ai tuoi progetti.

Hai domande o vuoi saperne di più? Sfoglia i nostri tutorial o contatta il nostro team di assistenza per un aiuto personalizzato.