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Nuvola di punti 3D — estrazione automatica dei piani

GMS NX importa nuvole di punti 3D prodotte da Matterport, droni fotogrammetrici o LiDAR terrestre, e ne estrae automaticamente i piani delle discontinuità con il loro β/α e un indice di planarità. Niente AI: solo geometria pura (RANSAC + PCA).

Quando usarlo

  • ✅ Hai una scansione Matterport del fronte roccioso
  • ✅ Hai una fotogrammetria da drone processata in Pix4D / Metashape / Agisoft → nuvola densa
  • ✅ Hai una scansione LiDAR terrestre (TLS) di un versante

  • ✅ Vuoi rilevare giaciture su versanti inaccessibili (falesia marina, parete sopra strada di transito, gallerie pericolose)

  • ❌ Hai solo foto 2D di un fronte → l'AI non estrae piani da una singola foto, e neanche RANSAC. Servono almeno 50-100 punti 3D per piano.

  • ❌ Hai una mesh chiusa (modello CAD, BIM): RANSAC trova solo le facce planari grandi, perde le geometrie complesse.

Apertura

Dal menu in alto:

  1. File → Importa da → Importa nuvola 3D…

Si apre il modal "Importa nuvola 3D · estrazione piani".

Procedura

1. Carica la nuvola

Trascina il file nell'area di drop, oppure clicca per sfogliare:

Formato Tipo Note
.ply ASCII Lo standard per fotogrammetria. Solo ASCII, non binario.
.obj mesh / point set Vengono usati solo i vertici, le facce sono ignorate
.xyz text 3 colonne X Y Z separati da spazio o tab
.txt text 3 colonne Stesso formato di .xyz
.csv text con header Header X,Y,Z (case-insensitive)

Limite di dimensione: 60 MB per file. Per nuvole più grandi, ricampiona in CloudCompare (sub-sampling spaziale) prima di caricare.

Il viewer 3D mostra subito la nuvola (Three.js, orbita libera con mouse).

2. Imposta i parametri RANSAC

Sotto la drop area:

  • Tolleranza (default 0.05 m) — distanza massima punto–piano perché il punto sia considerato inlier del piano. Per nuvole precise (LiDAR) usa 0.01-0.02 m. Per fotogrammetria meno precisa o nuvole rumorose usa 0.05-0.10 m.
  • Punti minimi per piano (default 100) — soglia di inliers sotto cui un piano viene scartato. Più alto = solo piani grandi/forti, più basso = anche piani piccoli (rischio falsi positivi).
  • Numero massimo di piani (default 8) — quanti piani estrarre prima di fermarsi. Aumenta se ti aspetti tante famiglie diverse.

3. Premi "Estrai piani"

GMS:

  1. Esegue RANSAC iterativo: a ogni round campiona 3 punti casuali, calcola il piano che li unisce, conta gli inliers entro tolleranza.
  2. Itera 200-500 volte e tiene il piano con più inliers.
  3. Rimuove quegli inliers dalla nuvola (tutti i punti del piano non sono più disponibili per i prossimi piani).
  4. Per ogni piano accettato calcola la direzione normale precisa con PCA (Jacobi eigendecomposition) sul cluster di inliers, poi converte la normale in (β, α).
  5. Ripete fino a esaurire i piani significativi o raggiungere il numero massimo richiesto.

Tempo tipico: 3-15 secondi per nuvole di 10 000 - 100 000 punti.

4. Verifica e seleziona

Si popola la lista piani trovati a destra. Per ogni piano:

Colonna Significato
n° progressivo (ordine di estrazione = ordine di importanza)
Imm. β° direzione di immersione del piano
Incl. α° inclinazione
Inliers numero di punti che sostengono il piano
RMS scarto quadratico medio punti–piano (m) — più basso = piano più planare
Planarità indicatore PCA: 1 - λ₃/λ₁ — 100% = perfettamente piano, <80% = sospetto

Nel viewer 3D ogni piano è un disco semitrasparente colorato sulla nuvola: puoi vederne la posizione e l'orientazione.

Spunta i piani che vuoi importare (default: tutti).

5. Aggiungi al progetto

Premi "Aggiungi i piani selezionati":

  • Ogni piano selezionato diventa una giacitura in tabella Discontinuità, con β e α già calcolati
  • Nelle note del giunto GMS scrive: Estratto da nuvola 3D · n inliers · planarità XX%
  • I giunti rimangono non assegnati ad alcuna famiglia (puoi farlo poi manualmente o col k-means automatico)

Tarare RANSAC sui propri dati

La qualità dell'estrazione dipende molto dai parametri RANSAC. Strategia consigliata:

  1. Prova con i default. Se trovi 3-8 piani con planarità >90% e RMS basso, sei a posto.
  2. Se trovi troppi piani (rumore): aumenta Punti minimi o riduci la Tolleranza.
  3. Se trovi troppo pochi piani (mancano facce evidenti): riduci Punti minimi o aumenta la Tolleranza.
  4. Se i piani estratti hanno β/α molto diversi tra loro mentre sull'occhio sono simili: la nuvola è troppo rumorosa, ricampiona o filtra in CloudCompare prima.

Workflow misto: nuvola + Compass

Spesso conviene combinare: estrai i piani principali dalla nuvola 3D (le grandi facce planari del versante, scivolose da raggiungere a piedi) e poi integra con misure puntuali Compass sui giunti accessibili a mano. Ottieni così copertura completa + dati di dettaglio dove servono.

Pre-processing in CloudCompare (opzionale ma consigliato)

Per nuvole grandi o rumorose, un pre-processing in CloudCompare (gratuito, opensource) prima di esportare in .ply ASCII migliora moltissimo i risultati:

  1. Sub-sampling spaziale (es. 0.01 m) — riduce numero di punti senza perdere dettaglio
  2. SOR filter (Statistical Outlier Removal) — toglie i punti spurii volanti
  3. Crop della sola zona di interesse — niente cielo, niente alberi, niente strada

Limitazioni note

  • Solo .ply ASCII: il formato binario non è supportato. In CloudCompare: Save as → PLY → ASCII.
  • Niente classificazione: GMS non distingue strato vs frattura vs faglia. Tutti i piani vengono importati come "discontinuità". L'interpretazione resta del geologo.
  • Niente .las / .e57 / .glb: i formati LiDAR binari e Matterport nativi non sono ancora supportati. Convertili in .ply ASCII via CloudCompare o tool simile.
  • Sistema di coordinate: GMS usa il sistema della nuvola "così com'è". Se la tua nuvola è georeferenziata (es. WGS84 UTM), GMS la tratta come nuvola locale — la geolocalizzazione dei piani sulla mappa va fatta a mano in Dati progetto.

Vedi anche

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