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martedì 22 dicembre 2009

A che servono i dati LIDAR

L'altro giorno mi sono trovato a discutere di possibili applicazioni ed usi dei dati Lidar, con tre diversi clienti in ambito regionale, comunale ed utilities.
C'è evidentemente un interesse crescente per questi dati. L'interesse nasce dalle applicazioni che si iniziano a vedere in giro, e dalle aspettative che genera il Piano Straordinario per il Telerilevamento del Ministero dell'Ambiente, che metterà a disposizione sul PCN i dati Lidar relativi al 30% del territorio nazionale.

Ieri ne parlavo con Mario, compagno d'avventura nel tour dell'ERDAS Easy Mapping, con cui abbiamo presentato gli strumenti per classificare le nuvole di punti al fine di isolare DEM e DSM, e per estrarre importanti informazioni sull'edificato ed altre strutture in ambito urbano.
La nostra sensazione è che, nonostante se ne parli tanto e ci sia grossa curiosità in giro, la consapevolezza sulle potenzialità dei dati LIDAR in quanto tali è scarsa, perché ciò che viene utilizzato in genere sono soltanto i prodotti derivati: DTM raster che vengono usati in ambiente GIS, trascurando tutto il valore informativo di cui è invece ricca la nuova di punti.

Tornerò sul tema perché ho in mente alcune idee su come i dati Lidar possono essere usati per l'aggiornamento dei Database Topografici. Nel frattempo segnalo alcune risorse utili per chi ha voglia di capire in due parole che cosa sia la Light Detection And Ranging (LiDAR, appunto). Ho visto ad esempio questo video sul Blog italiano di AutoCAD Map 3D di Gimmi Perego, che ringrazio per lo spunto, e lo ripropongo perché spiega con belle animazioni ed in termini semplici come funzionano i rilievi Lidar fatti con l'elicottero.




Inoltre sul sito del Servizio Geologico della Regione Emilia Romagna abbiamo trovato una paginetta che illustra con un buon compromesso tra il divulgativo ed il tecnico come funziona un rilievo LIDAR, e da cui riprendo alcune immagini ringraziando gli autori. "Ciò che si ottiene con un rilievo Lidar è una distribuzione di punti per ognuno dei quali si otterranno le coordinate e la quota (XYZ) ed il valore dell’ intensità riflessa. Analizzando i punti riflessi si osserva un ritorno multiplo del segnale, ed in presenza di vegetazione (non eccessivamente densa) il Lidar penetra riflettendo punti a vari livelli della fronda e al suolo".
Dalla nuvola di punti si possono così ottenere sia il modello digitale di superficie (in inglese DSM, Digital Surface Model) che il modello digitale del terreno (DTM, Digital Elevation Model), con una risoluzione che dipende dalla densità della nuvola di punti e dagli algoritmi utilizzati per l'estrazione di queste informazioni.
Questa figura in particolare illustra molto bene come sia possibile passare:
(a) dal Modello digitale di superficie DSM, a

(b) un Modello digitale del terreno DTM;

(c) sottraendo poi l'altezza del terreno dagli oggetti in superficie (DSM - DTM) si ottiene il DSM normalizzato, (cioè riferito ad una superficie orizzontale); il DSM normalizzato a sua volta ci mette a disposizione

(d) il Modello degli oggetti, vettoriale, che potremo usare per l'aggiornamento del DB Topografico.