Photogrammetry analysis for a landslide simulation experiment

Within photogrammetry and Digital image Correlation (DIC) it is possible to analyze the dynamic reconstruction of a landslide. DIC is a non-contact technique able to measure full-field displacements and strains by comparing digital images at different stages of deformation and it plays a major role in structural monitoring applications. For this the open matlab code developed by Eberl was used and modified (Eberl, MATLAB Central File Exchange , 2021). The purpose was to analyze the displacement and velocity of different nodes during the experiment with two kinds of transformations, homography and homogeneous transformation. Furthermore, the use of a synchronized stereo-camera system was used for the reconstruction of 3D models obtained from dense image matching. The quality of 3D reconstruction depends on critical factors such as camera calibration and image network geometry. The goal of this thesis was to check if the three-cameras system was able to build a precise 3D model of a landslide and to estimate the differences when adopting different cameras positions, configurations, reference systems, Ground Control points (GCP) or external orientations. This was achieved by conducting different tests in the laboratory. The results of the 2D DIC and 3D reconstruction were compared, and they demonstrate the possibility to characterize the deformation mechanism of a slope with both.

Nell'ambito della fotogrammetria e della correlazione di immagini digitali (DIC) è possibile analizzare la ricostruzione dinamica di una frana. La DIC è una tecnica senza contatto in grado di misurare spostamenti e deformazioni a pieno campo confrontando immagini digitali a diversi stadi di deformazione e svolge un ruolo importante nelle applicazioni di monitoraggio strutturale. Per questo è stato utilizzato e modificato il codice matlab aperto sviluppato da Eberl (Eberl, MATLAB Central File Exchange, 2021). Lo scopo era quello di analizzare lo spostamento e la velocità di diversi nodi durante l'esperimento con due tipi di trasformazioni, omografia e trasformazione omogenea. Inoltre, l'uso di un sistema di stereo-camera sincronizzato è stato utilizzato per la ricostruzione di modelli 3D ottenuti da densa corrispondenza di immagini. La qualità della ricostruzione 3D dipende da fattori critici come la calibrazione della telecamera e la geometria della rete di immagini. L'obiettivo di questa tesi era di verificare se il sistema a tre telecamere fosse in grado di costruire un modello 3D preciso di una frana e di stimare le differenze adottando diverse posizioni delle telecamere, configurazioni, sistemi di riferimento, punti di controllo a terra (GCP) o orientamenti esterni . Ciò è stato ottenuto conducendo diversi test in laboratorio. I risultati del DIC 2D e della ricostruzione 3D sono stati confrontati e dimostrano la possibilità di caratterizzare il meccanismo di deformazione di un pendio con entrambi.