DSM extraction and vegetation volume estimation from UAV photogrammetric survey in a park area

This master project thesis was developed in the rear of the project called FOGLIE – Fruition of Goods Landscape in Interactive Environment – whose objectives were the creation of DTM and high resolution orthoimages for whole Parco dell’Adda (Province of Bergamo), 3D digital photogrammetric models and quantitative classification of selected cultural evidences. In this thesis, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are used as a new typology of aircraft for high resolution survey in small test areas. Simple compact cameras were used in order to reduce costs and improve the simplicity. Two different UAVs (Sensefly Swinglet and Mikrokopter Hexakopter) and different compact cameras (Canon IXUS 1200 Camera and Tetracam ADC Lite Agricultural Camera) were utilized for photogrammetric flights. The purposes of this master project are determining a best fitting method for aerial triangulation of UAV-based images through ERDAS Leica Photogrammetry Ensuite (LPS) software with comparing different methods, investigating the effectiveness of direct georeferencing in triangulation process, producing an accurate Digital Surface Model (DSM) and orthomosaic and finally estimating vegetation volume through surface interpolation and differentiation of height canopy model The results in the thesis project show the best feasible solution to triangulate UAV-based images, from which an adequately accurate DSM is extracted, and assess the ease of use of UAVs and compact cameras for a low-cost purposes. On the other hand, vegetation volume estimation is achieved.

Questa tesi di laurea magistrale è stata sviluppata seguendo il progetto chiamato FOGLIE - Fruizione Dei Beni del Paesaggio in un Ambiente Interattivo – i cui obiettivi erano la creazione di un Modello Digitale del Terreno (DTM), di orto-immagini ad alta risoluzioni per tutto il Parco dell’Adda (Provincia di Bergamo), di modelli fotogrammetrici digitali 3D e di una classificazione quantitativa di selezionate testimonianze culturali. In questa tesi sono stati utilizzati gli Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), una nuova tipologia di velivoli per indagini ad alta risoluzione in piccole aree di prova. Al fine di ridurre i costi e migliorare la semplicità, sono state adoperate semplici camere compatte. Per i voli fotogrammetrici, sono stati impiegati due diversi UAV (SenseflySwinglet e MikrokopterHexakopter) e due diverse camere compatte (Canon Consumer Camera e Tetracam CIR Agricultural Camera). Gli scopi di questo progetto di laurea sono la determinazione del miglior metodo per la triangolazione aerea di immagini ricavate da UVA, tramite il software Leica PhotogrammetryEnsuite (LPS) con comparare metodi differenti, un’indagine sull’efficacia della georeferenziazione diretta nei processi di triangolazione, la creazione di un Modello Digitale di Superficie (DSM) accurato e di estrazione ortomosaica e infine la stima del volume di vegetazione attraverso modelli di interpolazione della superficie e di differenziazione dell’altezza della chioma degli alberi. I risultati ottenuti nel progetto di tesi mostrano la miglior soluzione possibile per la triangolazione di immagini ricavate da UAV, dalle quali è possibile ricavare un accurato Modello Digitale di Superficie (DSM), e valuta la facilità dell’uso di velivoli UAV e di camere compatte per fini a basso costo. D’altra parte è stata ottenuta la stima del volume di vegetazione.