Fotogrammetria vs LiDAR: quale metodo è più adatto a te?

Fotogrammetria e LiDAR sono due tecnologie leader nell'acquisizione di dati 3D, ciascuna con punti di forza unici. Fotogrammetria Utilizza le immagini per creare modelli, mentre il LiDAR, spesso chiamato radar laser, utilizza impulsi laser per misurazioni precise della distanza. Con l'adozione sempre maggiore di flussi di lavoro 3D in settori come l'edilizia, la topografia e la conservazione dei beni culturali, è essenziale capire quando utilizzare ciascun metodo. Questa guida confronta entrambi gli approcci per aiutarti a scegliere lo strumento più adatto alle tue esigenze.

 

 

Che cosa è la fotogrammetria

"Fotogrammetria è la scienza e la tecnologia che consente di ottenere informazioni affidabili sugli oggetti fisici e sull'ambiente attraverso il processo di registrazione, misurazione e interpretazione di immagini fotografiche e modelli di immagini radianti elettromagnetiche e altri fenomeni.

 

Esistono molte varianti di fotogrammetriaUn esempio è l'estrazione di misurazioni tridimensionali da dati bidimensionali (ad esempio, immagini); ad esempio, la distanza tra due punti che giacciono su un piano parallelo al piano dell'immagine fotografica può essere determinata misurando la loro distanza sull'immagine, se la scala dell'immagine è nota. Un altro esempio è l'estrazione di intervalli di colore e valori accurati che rappresentano quantità come albedo, riflessione speculare, metallicità o occlusione ambientale da fotografie di materiali ai fini del rendering basato sulla fisica. da Wikipedia

 

 

Che cosa è Lidar

Il Lidar (anche LIDAR, acronimo di "light detection and ranging" o "laser imaging, detection and ranging") è un metodo per determinare le distanze puntando un oggetto o una superficie con un laser e misurando il tempo impiegato dalla luce riflessa per tornare al ricevitore. Il Lidar può operare in una direzione fissa (ad esempio, verticale) oppure può scansionare più direzioni, in una speciale combinazione di scansione 3D e scansione laser.

 

Il Lidar ha applicazioni terrestri, aeree e mobili. È comunemente utilizzato per creare mappe ad alta risoluzione, con applicazioni in topografia, geodesia, geomatica, archeologia, geografia, geologia, geomorfologia, sismologia, silvicoltura, fisica dell'atmosfera, guida laser, mappatura laser a falda (ALSM) e altimetria laser. da Wikipedia

 

 

Fotogrammetria vs. LiDAR: un confronto

Parametro	Fotogrammetria	LiDAR generale	Scanner LiDAR Eagle
Precisione	2–5 cm in condizioni ideali	Tipico 1–3 cm; LiDAR di livello topografico ≤1 cm possibile	2 cm a 10 m, 3 cm a 20 m, 5 cm a 40 m
Velocità di scansione	Più lento; dipende dal numero di immagini e dal tempo di elaborazione	Veloce; scansione in tempo reale fino a 1.000.000 di punti/sec nei modelli di fascia alta	200.000 punti/sec, scansiona 150 m × 150 m in <5 min, supporta movimenti di 20 km/h
Intervallo di scansione	Limitato dall'altitudine della telecamera e del drone; spesso 50-100 m dal soggetto	Varia ampiamente: corto raggio (30–70 m), lungo raggio (fino a diverse centinaia di m)	Raggio 40–70 m (>10–80% di riflettività), Portata effettiva 80–140 m
Angolo di scansione (FOV)	Dipende dall'obiettivo della fotocamera; generalmente sono necessarie immagini più strette e sovrapposte	Tipicamente 360° in orizzontale, 30–70° in verticale	360° orizzontale, 59° verticale
Metodo di imaging	Utilizza fotografie 2D RGB o multispettrali per ricostruire modelli 3D	Utilizza impulsi laser per misurare le distanze direttamente	Utilizza luce laser (905 nm, Classe 1) più Fotocamera da 48 MP per panorami HDR 8K
Supporto per nuvole di punti colore	Sì (dalle texture delle immagini); solitamente mappato in seguito	Raramente (a meno che non sia abbinato a una fotocamera o a sensori multispettrali)	Sì, supporta nuvole di punti a colori reali + texture panoramiche
Formati di output	Ortofoto, mesh testurizzate, DEM, nuvola di punti (ad esempio, OBJ, GeoTIFF, PLY)	Formati di nuvole di punti (LAS, PLY, E57); a volte scansioni 3D grezze	PLY, PNG+OBJ, Gaussian splash PLY, supporta output di roaming
Supporto SLAM	No (richiede GPS/punti di controllo geolocalizzati)	Disponibile in molti moderni sistemi LiDAR mobili	Sì, con SLAM interno/esterno in tempo reale + coordinate GPS/relative
Dipendenza dall'illuminazione	Necessita di una buona illuminazione; non può funzionare al buio	Non influenzato dall'illuminazione; funziona in aree buie, notturne o in ombra	Funziona in tutte le condizioni di luce, supporta HDR e acquisizione 3D in condizioni di scarsa illuminazione
Peso	< 1,5 kg	1–10+ kg	1,5 kg
Batteria e durata	In genere 20-30 minuti per volo con drone	Varia da 1 a 5 ore	12000mAh, 1 ora di funzionamento, supporta la ricarica durante l'uso

 

 

Applicazioni della fotogrammetria 

a) Patrimonio culturale e architettura

Fotogrammetria è ampiamente utilizzato nella conservazione e nella documentazione del patrimonio culturale. Attraverso l'acquisizione di immagini ad alta risoluzione, i professionisti possono ricostruire modelli 3D accurati di edifici storici, monumenti e manufatti. Questi modelli supportano i lavori di restauro, consentono la realizzazione di mostre virtuali e fungono da documentazione digitale a lungo termine in caso di danni o perdite. Secondo studi recenti, oltre il 70% dei progetti di conservazione del patrimonio culturale a livello globale ora incorpora una qualche forma di scansione 3D o fotogrammetria, a dimostrazione della sua crescente importanza nella conservazione dei beni culturali. Nel campo dell'architettura, oltre il 60% dei professionisti dichiara di utilizzare modelli fotogrammetrici per la pianificazione di interventi di ristrutturazione e l'analisi visiva.

 

b) Edilizia e Immobiliare

Fotogrammetria sta trasformando i flussi di lavoro nel settore edile consentendo un monitoraggio del cantiere più rapido e preciso. L'acquisizione di immagini tramite drone può ridurre i tempi di raccolta dei dati sul campo fino all'80%, consentendo al contempo il monitoraggio dei progressi, la stima del volume dei materiali e la verifica della conformità. Geometri e ingegneri hanno scoperto che fotogrammetria Migliora la produttività in loco e riduce le rilavorazioni. Nel settore immobiliare, gli immobili arricchiti da visualizzazioni 3D o visite guidate virtuali hanno registrato un aumento medio fino al 300% del coinvolgimento online, poiché gli acquirenti rispondono più positivamente a rappresentazioni immersive e dettagliate.

 

c) Agricoltura e monitoraggio ambientale

In agricoltura, fotogrammetria Supporta una gestione agricola più efficiente fornendo immagini dettagliate per analizzare la salute delle colture, l'efficienza dell'irrigazione e la variabilità del campo. La ricerca dimostra che le aziende agricole che utilizzano la misurazione aerea fotogrammetria può raggiungere rese superiori del 10-25%, grazie alla rilevazione precoce di problemi come infestazioni di parassiti o stress nutrizionale. Nel monitoraggio ambientale, fotogrammetria Viene utilizzato per monitorare i cambiamenti nell'uso del suolo, l'erosione costiera e la crescita della vegetazione. Consente ai ricercatori di monitorare e misurare aree con una precisione spaziale di 2-5 cm, anche in ecosistemi remoti o sensibili.

 

d) Rilievo e mappatura

Fotogrammetria Fornisce un metodo conveniente e scalabile per il rilievo topografico e la mappatura topografica, soprattutto in aree difficilmente accessibili a piedi. Consente la creazione di ortofoto accurate, mappe di contorno e modelli digitali di superficie. Rispetto ai tradizionali rilievi topografici da terra, fotogrammetria Può ridurre i tempi di progetto fino al 70% mantenendo una precisione centimetrica. La sua integrazione con i sistemi informativi geografici (GIS) supporta applicazioni nella pianificazione urbana, nello sviluppo delle infrastrutture e nella gestione delle risorse naturali. La domanda globale di dati fotogrammetrici continua a crescere, trainata dal rapido sviluppo nei settori dell'edilizia, dell'agricoltura e della tutela ambientale.

 

e) Medicina legale e ricostruzione degli incidenti

Fotogrammetria è sempre più utilizzato nella medicina legale e nella ricostruzione degli incidenti stradali grazie alla sua velocità, accuratezza e capacità di documentare le scene senza contatto fisico. Consente agli investigatori di creare modelli 3D di scene del crimine o luoghi di incidenti in pochi minuti, preservando i dettagli che potrebbero essere alterati o persi nel tempo. Gli studi dimostrano che l'utilizzo fotogrammetria Possono ridurre i tempi di indagine in loco del 50-70%, migliorando al contempo l'accuratezza e la chiarezza della documentazione della scena. Questi modelli sono utili anche in tribunale, dove le prove visive 3D sono più efficaci e facili da comprendere rispetto alle tradizionali fotografie o schizzi.

 

 

Applicazioni del LiDAR

a) Mappatura urbana e pianificazione urbana

La tecnologia LiDAR è essenziale nella pianificazione urbana, consentendo ai pianificatori di catturare la forma e la struttura delle città in modo preciso e dettagliato. Con l' Scanner LiDAR Eagle Grazie alle immagini panoramiche ultra nitide HDR 8K e al sistema a 4 telecamere da 48 MP, i professionisti possono creare mappe 3D visivamente ricche e dai colori accurati, ideali per la modellazione urbana, il monitoraggio delle infrastrutture e lo sviluppo di smart city. La precisione di 2 cm a 10 metri dello scanner garantisce misurazioni geometriche affidabili, necessarie per attività come la progettazione di impianti di pubblica utilità, la valutazione della superficie stradale e la pianificazione degli spazi pubblici. La capacità di coprire un'ampia area (150 m x 150 m in meno di 5 minuti) migliora notevolmente l'efficienza nei progetti su larga scala.

 

b) Infrastrutture di trasporto e gestione stradale

La tecnologia LiDAR è ampiamente utilizzata nelle infrastrutture di trasporto per la mappatura di autostrade, ferrovie, gallerie e ponti. Il raggio di scansione di 70 m e la velocità di motion capture di 20 km/h dello scanner Eagle lo rendono particolarmente adatto alla scansione mobile, ideale per l'acquisizione di lunghi corridoi come strade e linee ferroviarie. Gli ingegneri possono utilizzare questi dati per valutare l'usura, calcolare le distanze e pianificare espansioni. Le modalità di acquisizione multi-punto di vista (in prima persona, dall'alto e a 45 gradi) consentono un'efficace documentazione delle caratteristiche da diverse angolazioni, fornendo una comprensione completa degli ambienti stradali. Questa versatilità garantisce una modellazione accurata anche in aree difficili da raggiungere o pericolose.

 

c) Monitoraggio forestale e ambientale

Negli studi forestali ed ecologici, la capacità del LiDAR di penetrare nella vegetazione lo rende prezioso per valutare l'altezza degli alberi, la densità della chioma e la distribuzione della biomassa. Mentre il LiDAR tradizionale si concentra esclusivamente sulla geometria, lo scanner Eagle LiDAR va oltre combinando nuvole di punti a colori e immagini ad alta risoluzione, offrendo un contesto visivo dettagliato insieme ai dati geometrici. I ricercatori possono utilizzare questi dati per studiare lo stato di salute della vegetazione, i modelli di erosione e i cambiamenti della copertura del suolo. Inoltre, grazie alla navigazione basata su SLAM e al posizionamento assoluto e relativo supportato da GPS, Eagle è in grado di tracciare percorsi e mappare ambienti anche in foreste fitte o terreni accidentati, senza la necessità di segnali satellitari in ogni punto.

 

d) Modellazione degli edifici e mappatura degli interni

La tecnologia LiDAR è ideale per la creazione di modelli BIM (Building Information Model) accurati e mappe interne dettagliate di ambienti complessi. Lo scanner Eagle LiDAR eccelle in questo ambito grazie all'utilizzo della tecnologia SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) per la creazione di mappe 3D in tempo reale, anche in ambienti con più piani e angoli stretti. Che si tratti di scansionare un edificio storico per motivi di conservazione o di documentare un cantiere in corso, le dimensioni compatte (1,5 kg) e la portabilità di Eagle ne facilitano la movimentazione negli spazi interni. L'output a colori delle texture dello scanner, combinato con il supporto di diversi formati di file (come OBJ e PLY), garantisce la compatibilità con software di architettura e ingegneria.

 

e) Analisi mineraria, geologia e del terreno

Nel settore minerario e geologico, il LiDAR consente ai professionisti di calcolare volumi, mappare il terreno e monitorare la stabilità dei pendii. Lo scanner Eagle, con la sua frequenza di 200.000 punti al secondo e il supporto per i formati splash gaussiani, fornisce dati densi e dettagliati anche su terreni irregolari. Il laser di Classe 1, sicuro per gli occhi, garantisce un funzionamento sicuro sia in superficie che in ambienti sotterranei. I geologi possono scansionare rapidamente grandi fosse minerarie o formazioni rocciose con la certezza che i modelli risultanti riflettano sia il colore che la precisione geometrica, facilitando le valutazioni geologiche e la pianificazione della sicurezza.

 

f) Patrimonio culturale e conservazione dei siti

Per la documentazione e la conservazione di monumenti storici e siti archeologici, la tecnologia LiDAR offre una scansione non invasiva e ad alta precisione. Lo scanner Eagle LiDAR migliora questa tecnologia con vivide immagini HDR 8K, garantendo che i modelli scansionati mantengano i loro colori e texture reali, un aspetto fondamentale per l'archiviazione, il restauro e la presentazione virtuale. La sua capacità di operare senza aggancio GPS (grazie alla tecnologia SLAM) lo rende adatto per rovine interne, grotte o vicoli stretti, mentre il rapido processo di scansione garantisce che le aree sensibili vengano disturbate il meno possibile. In combinazione con opzioni di output multiformato, i dati sono pronti per la visualizzazione, l'analisi o la stampa 3D.

 

 

Conclusione

Mentre la fotogrammetria offre un elevato livello di dettaglio visivo, il LiDAR si distingue per velocità, accuratezza e prestazioni in ambienti complessi o scarsamente illuminati. Strumenti avanzati come lo scanner Eagle LiDAR forniscono immagini ad alta risoluzione, mappatura SLAM in tempo reale e risultati affidabili anche senza GPS. Per i professionisti che necessitano di dati rapidi, dettagliati e affidabili, il LiDAR è spesso la scelta più intelligente.