Droni e fotogrammetria per la ricostruzione batimetrica. = UAV and photogrammetry for bathymetric reconstruction.

Fiumi e torrenti svolgono un ruolo di fondamentale importanza nei processi idraulici, geologici ed ecologici che modellano il territorio. Essi trasportano acqua, sedimenti e sostanze chimiche, alterando in maniera continuativa gli ambienti attraversati. La gestione dei corpi idrici superficiali, tanto quanto la progettazione di nuove opere, è sempre basata su rilievi geometrici che possono essere svolti in maniera tradizionale o mediante pratiche e tecnologie innovative, che semplificano notevolmente l’attività in campo, pur mantenendo accuratezze molto elevate. Una tra le tecnologie maggiormente utilizzate ad oggi è quella della fotogrammetria da aereo o da aeromobile a pilotaggio remoto (APR), tali strumenti permettono acquisizioni di aree estese in tempi ridotti. La fotogrammetria è una tecnica che, sfruttando la visione stereoscopica, permette la ricostruzione di modelli tridimensionali di oggetti e territori partendo da singoli fotogrammi. Questa pratica trova però degli ostacoli quando è necessario ricostruire superfici batimetriche di mari, torrenti e laghi a causa dell’effetto di rifrazione provocato all’interfaccia tra aria e acqua. Il lavoro svolto ha previsto l’applicazione di algoritmi per la determinazione della batimetria a partire da rilievi fotogrammetrici effettuati lungo un’asta fluviale. L’area di indagine si è concentrata su un tratto del Torrente Orco nei pressi del Comune di Montanaro (TO) per una lunghezza complessiva di 120 metri. Il lavoro ha previsto l’acquisizione di numerosi fotogrammi mediante aeromobile a pilotaggio remoto (APR) e la successiva elaborazione dei dati. Nello specifico, i singoli fotogrammi sono stati elaborati mediante tecniche di Structure-from-Motion (SfM) che hanno permesso il passaggio da modelli bidimensionali a modelli 3D, nuvola di punti densa, Mesh e Texture, Tiled model, modello di elevazione del terreno e della superficie (DTM e DSM) e ortomosaico. Tuttavia, la principale problematica da risolvere era quella di determinare la mappatura batimetrica dell’alveo, per tale motivo sono state acquisite diverse sezioni batimetriche mediante l’ausilio di un ricevitore GPS/GNSS da usare successivamente con sezioni di controllo, oltre a numerosi punti di battigia e qualche punto di pelo libero. In generale la fotogrammetria, a causa del fenomeno della rifrazione che si presenta nell’interfaccia aria acqua, tende a sottostimare la reale profondità dell’acqua, a tal fine è stato applicato un algoritmo che permette la correzione di questo dato al fine di determinare una mappatura del fondale il più verosimile possibile. Infine, è stato dedicato un capitolo all’analisi di approcci alternativi, prettamente basati su tecniche machine learning, finalizzati alla correzione dei dati batimetrici.