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Aggiornamento delle immagini aeree e del modello 3D della città
Sulla base dell'ultimo volo di immagini del 2022, l'Ufficio per la gestione del territorio e la geoinformazione ha aggiornato le immagini aeree e il modello 3D della città in alta risoluzione. La risoluzione è vicina al limite di quanto si può ottenere oggi con i rilievi aerei.
Al Digital Day 2021, l'applicazione web "Bonn in 3D (Si apre in una nuova scheda) " - una visualizzazione tridimensionale della città - è stata presentata come modello virtuale in 3D.
Il modello 3D della città è stato definito dalla città come il primo elemento di base di una "rappresentazione digitale" della morfologia della città.
Dal 1997, l'Ufficio per la gestione del territorio e la geoinformazione commissiona regolarmente fotografie aeree ad alta risoluzione in collaborazione con i servizi pubblici di Bonn e l'amministrazione statale per la misurazione.
Questo include anche il modello 3D della città di Bonn, che è derivato in alta risoluzione dai dati di rilevamento aereo. I prodotti di immagini aeree sono stati nuovamente aggiornati. La base dei dati è il volo del 12 settembre 2022.
La risoluzione delle immagini è ancora più elevata rispetto al volo fotografico del 2019 e si avvicina al limite di ciò che è possibile ottenere con voli aerei su larga scala con un aereo al giorno d'oggi. Ciò significa che anche i piccoli dettagli sono facilmente riconoscibili nelle immagini. L'alta risoluzione è una particolare caratteristica di qualità delle immagini aeree e del modello 3D della città di Bonn che ne deriva.
L'amministrazione comunale fornisce anche i prodotti di immagini aeree di Geobasis NRW (ad esempio per gli anni 2021 e 2023). Tuttavia, questi prodotti hanno una risoluzione al suolo molto più bassa. Siamo quindi in grado di offrire ogni anno immagini aeree aggiornate dell'area cittadina. A tal fine, selezionare le annate di immagini aeree corrispondenti come descritto sopra.
Dall'immagine aerea al modello 3D della città
Gli utenti conoscono e apprezzano l'immagine aerea ad alta risoluzione per le attività ufficiali che, insieme alla mappa della città, è uno sfondo frequentemente utilizzato per la mappatura di argomenti di ogni tipo. Questo vale anche per il modello dettagliato della città in 3D, che consente di ottenere viste impressionanti della città e voli audaci con la telecamera attraverso la città. Il prodotto è particolarmente interessante per la pianificazione delle aree urbane.
Ma come vengono creati questi prodotti affascinanti e utili?
Perché i pixel dell'ortoimmagine reale - come viene correttamente chiamata l'immagine aerea georeferenziata - sono esattamente al loro posto? Come si crea un modello digitale tridimensionale della città a partire da immagini piatte e bidimensionali?
Non è un segreto che le immagini provengano da un aereo. Forse avrete notato il ronzio sonoro dell'aereo da ripresa in un caldo lunedì autunnale senza nuvole (12 settembre 2022), che si trovava a volare a bassa quota proprio sopra il municipio all'ora di pranzo. Da est a ovest e viceversa, ancora e ancora, su tutta l'estensione della città.
A intervalli molto brevi (circa un secondo), la speciale fotocamera del velivolo scatta immagini della città con un obiettivo puntato verticalmente verso il basso in punti di innesco prestabiliti. Contemporaneamente, altre quattro telecamere scattano immagini aeree oblique (angolo di attacco di 45°). È molto importante che le immagini siano scattate in modo da sovrapporsi generosamente.
Percezione umana della profondità
Questa sovrapposizione permette di ottenere informazioni tridimensionali dalle immagini bidimensionali. Pensiamo all'occhio umano: anche in questo caso, due singole immagini sovrapposte vengono riunite e ci permettono di percepire la profondità spaziale. Se le immagini sovrapposte di entrambi gli occhi fossero sovrapposte in modo trasparente, ci accorgeremmo che gli stessi oggetti sono lontani dall'osservatore: Oggetti identici che sono lontani dall'osservatore sono vicini nella sovrapposizione (diciamo anche: la parallasse è piccola), oggetti identici che sono vicini davanti al nostro viso sono lontani nella sovrapposizione (la parallasse è grande). Abbiamo una percezione "incorporata" per queste cosiddette informazioni di profondità.
Ciò che il nostro cervello trasforma in una percezione intuitiva della profondità spaziale, senza fare calcoli, può anche essere modellato in formule matematiche. Gli elementi più importanti sono le posizioni esatte e le direzioni di visione degli occhi (o delle telecamere), nonché la posizione esatta di un oggetto nelle singole immagini bidimensionali. In questo modo si ottiene l'esatta dimensione della parallasse. Queste informazioni possono essere utilizzate per calcolare le coordinate tridimensionali dell'oggetto.
Settimane di calcoli
Solo i moderni computer e i progressi della fotogrammetria e dell'informatica degli ultimi decenni hanno reso possibile il calcolo di un punto oggetto tridimensionale per ogni pixel delle immagini ad alta risoluzione.
La difficoltà maggiore, e quindi il maggior sforzo computazionale, sta nel trovare automaticamente i pixel identici nelle immagini sovrapposte (che a volte possono essere 20 o più) - il cosiddetto image matching. Lo sforzo di calcolo puro per il modello 3D dell'area della città di Bonn a partire dalle immagini aeree si misura in diverse settimane: sono stati utilizzati diversi core di calcolo e centinaia di gigabyte di RAM. Alla fine, il modello della città e gli altri sottoprodotti creati durante i calcoli hanno occupato quasi 18 terabyte di memoria (1 terabyte è pari a 1000 gigabyte)!
