Utilizzo della fotogrammetria SfM terrestre per il monitoraggio dei versanti: considerazioni sulle precisioni per applicazioni a lunga distanza

La fotogrammetria digitale Structure-from-Motion (SfM) oggi è molto utilizzata poiché permette di ottenere modelli digitali completi e ad alta precisione con operazioni semplici tanto nella fase di misura, attuata mediante una normale fotocamera ed eventualmente basata su una rete di appoggio topografico, quanto in quella di analisi dati. Si tratta di una tecnologia versatile che risulta utile sia in ambito topografico/geomorfologico [Westoby et al., 2012], sia in ambito architettonico [Teza et al., 2016]. In questo lavoro sono presentati i risultati di una campagna di misura esclusivamente terrestre, quindi realizzata senza l’ausilio di sistemi aerei quali droni, finalizzata al rilievo di un versante in zona aquilana. Lo scopo è quello di capire se sia possibile o meno realizzare monitoraggi del terreno realmente utili per misurare variazioni morfologiche mediante comparazione di modelli multitemporali ottenuti con procedure di acquisizione dati a basso costo. Tali procedure sono caratterizzate da una logistica di lavoro semplice e indipendente, senza l’uso di punti di controllo a terra (Ground Control Points, GCPs), tenendo ben presente il fatto che, in condizioni di emergenza, un rilievo terrestre è fortemente vincolato alla accessibilità delle aree su cui è possibile camminare ed alla visuale spesso ostruita dalla presenza di vegetazione. Si sottolinea pertanto che la valenza del lavoro si riferisce essenzialmente al monitoraggio rapido e in presenza di fattori ostativi all’uso di GCPs, anche se alcuni dei risultati ottenuti riguardo alla risoluzione e alla scelta di una particolare fotocamera rispetto ad un’altra hanno validità generale. È infatti di particolare interesse comprendere quale sia la risoluzione spaziale realmente ottenibile, la quale dipende dall’ottica della camera utilizzata per gli scatti e dalla distanza di lavoro, ma anche dalla copertura raggiungibile da osservazioni terrestri. È chiaro che, nel quadro di un monitoraggio libero e a basso costo, si tratta altresì di valutare le prestazioni, in termini di bontà dei modelli fotogrammetrici ottenuti, di fotocamere di fascia medio-alta ma non necessariamente di tipo professionale. Si parla cioè di apparecchi acquistabili con cifre contenute in alcune centinaia di euro e non migliaia. Per questo lavoro sono state utilizzate due fotocamere digitali di produzione Nikon: la D3300 e la Coolpix P520. Inoltre, per avere un riferimento stabile e preciso per scopi di confronto e validazione dei risultati, è stato utilizzato un laser scanner terrestre (TLS) long range Optech ILRIS-ER [Optech, 2017]. Il presente lavoro si aggiunge, completandole, alle esperienze precedenti condotte presso la sezione di Bologna dell’INGV e inerenti al confronto SfM e TLS [Pesci et al., 2015; Teza et al., 2016], all’ottimizzazione del numero di scatti fotografici [Pesci e Teza, 2016], alla valutazione della risoluzione del modello fotogrammetrico in funzione del pixel a terra [Pesci et al., 2016a] e alla valutazione dei risultati ottenibili con fotocamere diverse ma compatibili [Pesci et al., 2016b].