Pix4D e Metashape sono software dedicati ai professionisti della topografia e della geomatica. Generano nuvole di punti, DEM / MNS, modelli 3D, ortomosaici da foto acquisite dal drone e da camere a terra. Consentono di elaborare un rilievo, calcolare aree, volumi e persino ispezionare le strutture architettoniche. I risultati finali possono essere esportati nei formati più comuni (GeoTIFF, DXF, ecc.) ed utilizzati da GIS (QGIS) o software CAD di terze parti (AutoCAD).

Pix4D è una suite software sviluppata in Svizzera: il software di elaborazione fotogrammetrica si chiama Pix4Dmapper.

Agisoft Metashape è un software sviluppato in Russia che ha caratteristiche uniche quali velocità di calcolo e accuratezza dei risultati. Metashape è strettamente dedicato all'elaborazione fotogrammetrica. 

Le interfacce

È chiaro che l'interfaccia Metashape è molto meno intuitiva di quella di Pix4Dmapper.

Interfaccia Metashape:

Interfaccia Pix4Dmapper:

Post produzione

I flussi di lavoro di base di Pix4Dmapper e Metashape sono quasi identici: allineamento, rilevamento dei punti di attacco, costruzione della nuvola di punti e del modello 3D (mesh e texture), DEM, ortomosaico.

Importazione delle foto e elaborazione iniziale con Pix4mapper

L'importazione di foto, molto intuitiva, ci consente di vedere a colpo d'occhio le coordinate delle immagini e il sistema di coordinate:

Una volta iniziata l’elaborazione, la barra di avanzamento consente di seguirne l'evoluzione. L'avanzamento dell'elaborazione viene visualizzato sulla mappa in tempo reale. Nel mentre le immagini adottano colori diversi:

Importazione di foto e lancio dei primi trattamenti con Metashape

L'interfaccia è austera e le impostazioni numerose. Tuttavia, ogni passaggio deve essere considerato. I set di dati del prodotto (nuvola densa, mesh, trama, DEM, ortomosaico) possono essere inseriti in diversi "blocchi" all'interno dello stesso progetto che consente di variare i parametri e stabilire confronti o trattamenti qualitativi.

A differenza di Pix4Dmapper, ogni fase di post-elaborazione è configurata ed eseguita al volo. L'interesse principale è il controllo totale sul processo.

Non ci sono immagini o carte di sfondo perché Metashape è tutt'altro che cosmetico, l'efficienza viene prima di tutto.

La fase di allineamento delle foto ti consente di controllare la loro sovrapposizione e visualizzare una nuvola di punti sparsa:

È quindi possibile, nel caso di foto non allineate, eseguire l'operazione manualmente posizionando marcatori comuni alla foto non allineata e alle foto adiacenti.

In Pix4Dmapper la sovrapposizione è controllata da rayCloud, che contiene anche tutti gli elementi: sovrapposizione, posizione della telecamera, nuvola di punti, classi.

La nuvola di punti o nuvola densa

Il calcolo è integrato nella fase di elaborazione di Pix4Dmapper e da cui deriva in particolare la classificazione, l'ortomosaico e la mesh. Questo concetto di livelli rende l'utilizzo di Pix4Dmapper davvero piacevole, tutto è accessibile e selezionabile a colpo d'occhio.

La generazione della mesh e l'applicazione della sua trama (mappa UV) sono trattate separatamente in Metashape. 

Tempo di elaborazione

Per la stessa qualità e quantità di foto (alta qualità), Metashape ha generato l'ortomosaico in circa 2:30 contro 3:20 per Pix4Dmapper. Sembra che il potere e la capacità di utilizzo delle risorse materiali degli algoritmi giochino a favore di Metashape.

Una volta completato il progetto, le operazioni successive sono molto più lunghe in Pix4Dmapper, alcuni delle quali sembrano non avere tutte le informazioni di quelle di Metashape. 

La generazione del DEM (15 minuti) e il modello 3D con texture 3D (1h40) sono operazioni da eseguire utilizzando Pix4Dmapper a posteriori. 

Questo in aggiunta alle 3:20 già completate.

Confronto Ortofoto

Metashape ortomosaico , file tif 2.1 GB:

Orthomosaic Pix4Dmapper , file tif 1GB:

Attenzione! L'ortofoto sembra essere più pixelata e quindi di risoluzione inferiore rispetto a quello di Metashape. Non lo è, è un'ottimizzazione della velocità di visualizzazione.

Risoluzioni comparative di ortomosaici:

Pix4mapper con un GSD di 0.965 cm / px :

Sotto, Metashape con un GSD quasi identico di 0,937 cm / px:

Difficile stabilire differenze! Le due immagini sono quasi identiche.

Confronto Volumi

Una delle differenze degne di nota che ho notato è che il DEM Metashape può essere generato dalla nuvola di punti o ortomosaico senza passare attraverso la mesh. In questo modo il tempo di elaborazione è notevolmente ridotto.

Pix4Dmapper deve costruire il suo modello di mesh da cui verranno eseguiti i calcoli di volume / area / distanza.

Le forme che delimitano gli stock o le forme possono essere esportate e riutilizzate come parte di un monitoraggio del volume in uno come nell'altro software.

In Metashape le misurazioni vengono eseguite a partire dal puntamento manuale del modulo per scegliere il piano di riferimento che dovrà rimanere identico per i seguenti valori di cubatura (base del piano).

Ecco i risultati secondo i piani di riferimento:

In Pix4Dmapper si utilizza rayCloud per calcolare distanze, perimetri, superfici e volumi:

L'ordine di grandezza è rispettato in entrambi i software. Ovviamente, i volumi non possono essere strettamente uguali in quanto l'area selezionata è leggermente diversa.

Per informazione, la differenza tra le misurazioni effettuate in situ con il cliente e Metashape è dell'ordine di +/- 5m ³ su un piano di riferimento di 259.17m di altitudine.

Conclusione

Entrambi i software sono una questione di preferenze personali e competenze in fotogrammetria e informatica.

Pix4Dmapper e più adatto per gli operatori meno propensi alla tecnica a causa di una gestione molto semplice e intuitiva a spese del controllo sull'elaborazione.

La presentazione dei risultati è più significativa per il cliente finale, spesso più esperto in topografia convenzionale o laser (LiDAR) che in fotogrammetria.

Metashape è molto più sofisticato e richiede una buona conoscenza della teoria della fotogrammetria. Offre funzionalità avanzate, tra cui: correzioni ottiche avanzate, riconoscimento automatico degli obiettivi a terra, allineamento manuale delle foto, uso delle maschere, possibilità di moltiplicare blocchi ed eseguire diversi trattamenti e / o impostazioni. Per riassumere: controllo assoluto.

Metashape consente di elaborare progetti di grandi dimensioni. E’ possibile elaborare migliaia di scatti anche simultaneamente su più workstation all'interno di un cluster parallelizzando i calcoli e moltiplicando le CPU. 

Infine, Metashape è in grado di estrarre fotogrammi da un'acquisizione video quando il software di pianificazione del volo non ha abbastanza opzioni per scattare foto di qualità. Un'acquisizione video può essere interessante per catturare una scogliera o seguire una strada tortuosa in FPV.

Un ringraziamento al team Flyingeye.fr le immagini.