Comprendere le specifiche di precisione dello scanner

Questo articolo illustra, dal punto di vista della teoria degli errori topografici, il significato normativo di ciascuna specifica di precisione di uno scanner laser 3D, le differenze tra di esse e il modo corretto di interpretarle nella scelta del dispositivo e nel collaudo del progetto. Aiuta a distinguere concetti facilmente confondibili, come accuratezza (accuracy) e precisione, precisione relativa e assoluta, e la precisione del risultato post-elaborato rispetto a quella dell'output diretto in tempo reale, e spiega come le condizioni di prova e i criteri statistici influiscono sui valori dichiarati.

1. Panoramica dei termini

La tabella seguente riassume le specifiche di precisione centrali di questo articolo, con il loro significato normativo e la formulazione tipica presente nelle specifiche tecniche. Le definizioni complete sono fornite nei paragrafi successivi.

2. Accuratezza (Accuracy) e precisione (Precision)

2.1 Definizioni nella teoria degli errori topografici

Nella teoria degli errori topografici, gli errori di osservazione sono classificati per natura in errori sistematici (regolari, riducibili tramite calibrazione o correzione) ed errori casuali (detti anche errori accidentali; distribuiti statisticamente e non del tutto eliminabili). Su questa base, i termini relativi alla precisione sono definiti come segue:

• Precisione: il grado di dispersione degli errori di misura, che riflette solo l'errore casuale, quantificato di solito tramite misure di dispersione come l'errore quadratico medio o la deviazione standard. In topografia, quanto più vicine sono tra loro le osservazioni ripetute, tanto maggiore è la precisione.
• Accuratezza: il grado di vicinanza di un risultato misurato al suo valore vero, influenzato da errori sistematici e casuali. Quando l'errore sistematico non è trascurabile, il risultato può scostarsi dal valore vero nel suo complesso anche se la precisione è elevata.
• Veridicità (Trueness): il grado di vicinanza della media di un gran numero di osservazioni ripetute al valore vero, che riflette principalmente l'entità dell'errore sistematico.

La loro relazione può riassumersi come: Accuratezza = Veridicità (errore sistematico piccolo) + Precisione (errore casuale piccolo).

Per i dati della nuvola di punti, quanto più concentrati sono i campioni ripetuti dello stesso punto, tanto maggiore è la precisione; quanto più vicine al valore vero sono le dimensioni e le coordinate misurate, tanto maggiore è l'accuratezza. Entrambe vanno valutate separatamente e non possono sostituirsi a vicenda.

2.2 Significato ingegneristico

• Un'elevata precisione non implica un'elevata accuratezza. Uno spessore della nuvola di punti ridotto e misure ripetute molto coerenti indicano soltanto un errore casuale piccolo; se è presente un errore sistematico, le dimensioni misurate possono comunque scostarsi dal valore vero nel loro complesso.
• Alcune specifiche di dispositivo usano specifiche di precisione come la «ripetibilità» o lo «spessore della nuvola di punti» come dichiarazione principale di precisione, il che viene facilmente interpretato come una specifica di accuratezza. Nella scelta e nel confronto occorre distinguerle.
• Il nucleo del collaudo del progetto è di solito l'accuratezza, cioè quanto le dimensioni e le coordinate misurate concordano con i valori veri.

2.3 Natura della specifica di 5 mm del Lixel L3

La precisione relativa di 5 mm dichiarata per il Lixel L3 si ottiene confrontando le distanze punto a punto misurate all'interno della nuvola di punti con un riferimento (valore vero) stabilito da una stazione totale. Caratterizza «l'accuratezza della misura dimensionale» e appartiene alla categoria dell'accuratezza, non a una semplice specifica di precisione.

3. Precisione relativa e precisione assoluta

In topografia, la valutazione della precisione si divide in coerenza interna e coerenza esterna: la prima valuta la concordanza interna tra le osservazioni, mentre la seconda valuta l'accuratezza complessiva rispetto a un riferimento esterno indipendente ad alta precisione (il valore vero). La precisione relativa e quella assoluta di una nuvola di punti corrispondono rispettivamente a queste due valutazioni.

3.1 Precisione relativa (coerenza interna, Relative Accuracy)

Definizione: lo scostamento di una qualsiasi distanza punto a punto misurata all'interno della nuvola di punti rispetto al suo valore vero, che riflette la fedeltà della geometria interna; appartiene alla coerenza interna.

Caratteristiche:

• Caratterizza la fedeltà delle dimensioni e delle forme locali. Ad esempio, se una parete è lunga davvero 5,000 m e la nuvola di punti misura 5,005 m, lo scostamento di 5 mm riflette la precisione relativa.
• Non dipende dall'RTK né dai punti di controllo a terra; è determinata principalmente dalla qualità della mappatura SLAM e dall'autocoerenza geometrica interna della nuvola di punti.

Valori di riferimento: Lixel L3 5 mm (ambiente di prova dedicato di circa 500 m²); K1 / K2 / L2 Pro circa 1 cm.

3.2 Precisione assoluta (coerenza esterna, Absolute Accuracy)

Definizione: lo scostamento delle coordinate di un punto della nuvola di punti rispetto alle sue coordinate vere in un dato sistema di riferimento (come WGS84, CGCS2000 o un sistema di coordinate di progetto), che riflette la precisione di geolocalizzazione del risultato; appartiene alla coerenza esterna.

Caratteristiche:

• Caratterizza la precisione di posizionamento di un punto nel sistema di riferimento delle coordinate, cioè lo scostamento tra le coordinate di un punto (X', Y', Z') nella nuvola di punti e le sue coordinate vere (X, Y, Z).
• Dipende dal posizionamento RTK o dai punti di controllo a terra che forniscono un vincolo di riferimento di coordinate esterno.

Valori di riferimento: Lixel L3 2 cm (fusione RTK); K1 / K2 / L2 Pro circa 3 cm.

3.3 Errori di interpretazione comuni

Errore 1: «La precisione dell'L3 è di 5 mm, quindi la posizione spaziale di ogni punto dell'edificio scansionato è accurata a 5 mm.»

Questo confonde la precisione relativa con quella assoluta. 5 mm è la precisione relativa, che caratterizza la fedeltà delle dimensioni interne; la precisione di posizionamento dell'edificio nel sistema di riferimento delle coordinate è la precisione assoluta di 2 cm. Le due significano cose diverse e non sono equivalenti.

Errore 2: «Un dispositivo valutato a 3 mm deve superare l'L3.»

Questa conclusione manca di una base di confrontabilità. Un confronto valido richiede che coincidano tutte e tre le seguenti condizioni:

1. Natura della specifica coincidente (entrambe accuratezza o entrambe precisione; alcune cifre di 3 mm sono in realtà specifiche di precisione come lo spessore della nuvola di punti);
2. Condizioni di prova coincidenti (scala del sito, presenza di punti di controllo a terra, misura statica o acquisizione dinamica, ecc.);
3. Tipo di precisione e criterio statistico coincidenti (relativa o assoluta; 1σ, 2σ o RMSE).

4. Precisione del risultato post-elaborato e dell'output diretto in tempo reale

4.1 In quale fase nasce ciascun tipo di precisione

La catena di elaborazione dall'acquisizione alla consegna è la seguente:

Dispositivo di acquisizione → Osservazione mobile (anteprima in tempo reale) → Importazione nella workstation → Post-elaborazione via software → Nuvola di punti finale

Il significato e gli scenari di applicazione della precisione in ciascuna fase sono mostrati di seguito:

4.2 Presupposti della precisione nominale della specifica

La precisione dichiarata nella specifica (p. es. i 5 mm relativi dell'L3) si riferisce alla precisione del risultato post-elaborato. Per i progetti che richiedono una precisione relativa di 5 mm, il risultato post-elaborato va usato come base di consegna; l'output diretto in tempo reale non va impiegato come sostituto.

La precisione dell'output diretto in tempo reale è inferiore a quella del risultato post-elaborato ed è usata principalmente per valutare la completezza dei dati sul campo (se è necessario riacquisire); non è il risultato di consegna finale.

4.3 Errore di interpretazione

Errore: «La nuvola di punti dell'anteprima in tempo reale sul campo ha già raggiunto i 5 mm di precisione.»

Questa affermazione è errata. L'output diretto in tempo reale sul campo ha una precisione di relativa 1 cm / assoluta 2,5 cm (RMSE); 5 mm è la precisione relativa del risultato post-elaborato. Le due non vanno confuse.

5. Specifiche di precisione e specifiche di assetto

Le specifiche di questo paragrafo appartengono a due categorie di natura diversa e vanno comprese separatamente:

• Specifiche di precisione: ripetibilità e spessore della nuvola di punti; caratterizzano la dispersione delle osservazioni e riflettono l'entità dell'errore casuale;
• Specifiche di assetto: orizzontalità e verticalità; caratterizzano la capacità del dispositivo di orientarsi rispetto alla direzione della gravità, e i loro errori sono sistematici e influiscono sull'orientamento geometrico complessivo del risultato.

Le due non possono convertirsi l'una nell'altra né sostituire una specifica di accuratezza.

5.1 Ripetibilità (Repeatability)

Definizione: il grado di concordanza tra osservazioni ripetute della stessa grandezza in condizioni identiche (stesso dispositivo, stesso oggetto, stesso metodo, in breve tempo), quantificato di solito tramite la deviazione standard o l'errore quadratico medio delle osservazioni ripetute.

Note:

• La ripetibilità è la misura quantitativa della precisione nel caso più rigoroso di «condizioni di osservazione del tutto identiche» e riflette solo l'errore casuale.
• Il concetto corrispondente è la riproducibilità, cioè la concordanza dei risultati dopo aver cambiato le condizioni di osservazione (altro dispositivo, operatore, momento o sito). Poiché le condizioni sono allentate, la sua dispersione è di solito maggiore di quella della ripetibilità.
• Un'elevata ripetibilità indica soltanto risultati stabili, non risultati vicini al valore vero. Se è presente un errore sistematico, le osservazioni ripetute possono scostarsi dal valore vero in modo stabile.

Gerarchia concettuale: la precisione è il concetto superiore; la ripetibilità e la riproducibilità sono le sue due misure concrete in diverse condizioni di osservazione. La relazione è: sotto la precisione (la dispersione delle osservazioni) si trovano la ripetibilità (condizioni del tutto identiche) e la riproducibilità (condizioni cambiate).

Valore di riferimento: ripetibilità del Lixel L3 2 cm.

5.2 Spessore della nuvola di punti (Point Cloud Thickness)

Definizione: l'intervallo di dispersione, lungo la normale del piano, dei punti campionati più volte sullo stesso piano; appartiene alla categoria della precisione.

Note:

• Questa specifica caratterizza il grado di convergenza della mappatura e il livello di rumore, riflette l'entità dell'errore casuale e non caratterizza l'accuratezza della misura dimensionale.
• Quanto minore è il valore, tanto minore è la dispersione lungo la normale del piano, e tanto più sottile e pulito appare il risultato.
• Uno spessore della nuvola di punti ridotto non implica che la dimensione misurata di quel piano sia accurata al valore corrispondente.

Relazione con la ripetibilità: entrambe sono manifestazioni concrete della precisione e differiscono per la dimensione misurata.

Valori di riferimento: spessore della nuvola di punti del Lixel L3 ≤5 mm; spessore della nuvola di punti del Lixel L2 Pro 5 mm.

5.3 Orizzontalità e verticalità

Entrambe derivano dalla capacità del dispositivo di misurare il proprio assetto rispetto alla direzione del filo a piombo (gravità), ma caratterizzano oggetti diversi e vanno distinte.

Orizzontalità (Levelness)

Definizione: lo scostamento del piano di riferimento orizzontale stabilito dal dispositivo rispetto al piano orizzontale vero (il piano perpendicolare alla linea del filo a piombo).

• Caratterizza l'accuratezza del riferimento orizzontale e influisce sull'assetto orizzontale complessivo della nuvola di punti.
• Un'orizzontalità insufficiente inclina la nuvola di punti nel suo complesso, manifestandosi come pavimenti di piano non in bolla, differenze di quota graduali all'interno dello stesso piano, e stratificazione o disallineamento alle giunzioni di più segmenti di dati.
• Influisce in modo rilevante sulla misura delle quote, sul disegno dei piani, sul calcolo dei movimenti di terra, ecc.

Verticalità (Verticality)

Definizione: lo scostamento delle strutture verticali della nuvola di punti (come pareti, pilastri, montanti di facciata continua) rispetto alla direzione del filo a piombo vera.

• Caratterizza la fedeltà al filo a piombo delle strutture verticali e influisce sulla correttezza della geometria delle facciate.
• Una verticalità insufficiente fa apparire le pareti inclinate nella nuvola di punti, rende i disegni di prospetto incoerenti con la realtà, e fa accumulare e amplificare con l'altezza lo scostamento nella parte alta degli edifici alti.
• Influisce in modo rilevante sul rilievo delle facciate, sull'ingegneria delle facciate continue, sull'ispezione della verticalità, ecc.

Relazione: l'orizzontalità e la verticalità sono geometricamente complementari e provengono dallo stesso sistema inerziale di misura dell'assetto. Una volta che il riferimento orizzontale si inclina, la fedeltà al filo a piombo delle strutture verticali si scosta di conseguenza, per cui le specifiche di solito caratterizzano questa capacità con un'unica specifica di precisione di assetto (indicata come orizzontalità o verticalità).

Amplificazione dell'errore con la distanza: gli errori di assetto si esprimono come grandezze angolari, e lo scostamento di posizione che provocano cresce linearmente con la distanza, stimabile come scostamento di posizione ≈ distanza × tan(errore angolare). Prendendo 0,005° come esempio:

• a 10 m di distanza, corrisponde a circa 0,9 mm;
• a 100 m di distanza, a circa 8,7 mm;
• a 200 m di distanza, a circa 17,5 mm.

Pertanto, in scene di grande estensione o nei lavori con edifici alti, la precisione di assetto influisce sul risultato molto più che nelle scene di piccola scala.

Ruolo della fusione RTK: il vincolo di posizione assoluta fornito dall'RTK sopprime la deriva a lungo termine dell'assetto inerziale e migliora notevolmente la precisione di assetto. Nell'L3, è di 0,02° senza fusione RTK e migliora a 0,005° con fusione RTK.

Valori di riferimento: orizzontalità del Lixel L3 0,02° (senza RTK) / 0,005° (fusione RTK); orizzontalità del Lixel L2 Pro 0,03° (senza RTK) / 0,015° (fusione RTK).

5.4 Confronto delle quattro specifiche per natura

5.5 Scenari di applicazione delle specifiche

• Per progetti con esigenze di pulizia della nuvola di punti (p. es. disegni ad alta precisione, presentazione di risultati 3D), è rilevante lo spessore della nuvola di punti.
• Per progetti con esigenze di coerenza del risultato (p. es. rimisura periodica, monitoraggio delle deformazioni), è rilevante la ripetibilità.
• Per progetti con esigenze di riferimento orizzontale e quota (p. es. piante dei piani, calcolo dei movimenti di terra), è rilevante l'orizzontalità.
• Per progetti con esigenze sulle strutture verticali (p. es. rilievo delle facciate, ingegneria delle facciate continue, ispezione della verticalità di edifici alti), è rilevante la verticalità.

6. Precisione relativa all'RTK

Il posizionamento RTK è la fase chiave con cui un risultato ottiene la precisione di coordinate assolute.

6.1 Definizione di RTK

L'RTK (Real-Time Kinematic, posizionamento differenziale di fase portante cinematico in tempo reale) ottiene in tempo reale coordinate assolute di livello centimetrico tramite il calcolo differenziale di fase portante tra una stazione di riferimento e una stazione mobile. La sua funzione è determinare la posizione assoluta del dispositivo in un dato sistema di riferimento (come WGS84, CGCS2000), cioè longitudine, latitudine e quota.

6.2 Cifre chiave

Le cifre di precisione RTK del Lixel L3 sono:

• Precisione orizzontale (planimetrica): 0,8 cm + 1 ppm
• Precisione verticale (altimetrica): 1,5 cm + 1 ppm
• Guadagno massimo d'antenna: 4,0 dBi
• Costellazioni supportate: BDS / GPS / GLONASS / Galileo / QZSS / NavIC / SBAS (più dell'L2 Pro standard)

Qui «+1 ppm» significa che l'errore cresce linearmente con la distanza dalla stazione di riferimento, aumentando di 1 mm per ogni km aggiuntivo. Ad esempio, a 5 km dalla stazione di riferimento, la precisione planimetrica è di circa 0,8 cm + 5 × 1 mm = 1,3 cm.

6.3 Effetto dello stato di fusione RTK sul risultato

Per i progetti che richiedono coordinate assolute (p. es. allineamento per geolocalizzazione, fusione dei risultati di più dispositivi, sovrapposizione con disegni CAD), l'RTK va attivato.

7. Criteri statistici della precisione: 1σ / P68 / P95 / RMSE

Una stessa cifra di precisione significa cose diverse secondo il criterio statistico. Chiarire il criterio statistico è presupposto per confrontare le specifiche di precisione e concordare il collaudo del progetto.

7.1 Spiegazione dei termini

• Errore quadratico medio (Mean Square Error): la specifica di precisione fondamentale in topografia, definita come la radice quadrata positiva della media aritmetica dei quadrati degli errori veri delle osservazioni; la sua forma matematica coincide con la radice dell'errore quadratico medio (RMSE). Quanto minore è l'errore quadratico medio, tanto più densa è la distribuzione degli errori e tanto maggiore è la precisione. Nella valutazione della precisione delle nuvole di punti, è spesso espresso tramite l'errore quadratico medio dei residui dei punti omologhi o dei residui di distanza.
• Deviazione standard (σ): una misura della dispersione degli errori di osservazione, pari alla radice quadrata positiva della varianza, che riflette principalmente l'errore casuale. Quando gli errori seguono approssimativamente una distribuzione normale, la probabilità che un errore vero cada nell'intervallo ±1σ è di circa il 68,3 %, e in ±2σ di circa il 95,4 %. Quando l'errore sistematico è trascurabile, l'errore quadratico medio e la deviazione standard sono approssimativamente uguali.
• Percentile (Percentile, Pxx): un'espressione statistica secondo cui una proporzione convenuta degli errori dei punti di misura cade entro l'intervallo corrispondente; P68 significa, ad esempio, che circa il 68 % degli errori dei punti di misura è entro tale intervallo.

7.2 Confronto dei criteri statistici comuni

7.3 Effetto del criterio statistico sul valore numerico

Il valore dichiarato per uno stesso livello di precisione può differire di un fattore due secondo il criterio. Prendendo l'L3 come esempio: se la precisione relativa è dichiarata secondo P95, il valore corrispondente è di circa 10 mm invece dei 5 mm secondo P68.

Per il confronto e il collaudo, vanno seguiti questi principi:

• Quando una specifica non indica σ né un percentile, si intende di solito come il criterio 1σ / P68;
• Quando una norma di collaudo richiede il criterio 2σ, occorre convertire in modo attivo;
• Le cifre secondo percentili diversi (p. es. P68 e P95) non possono confrontarsi direttamente.

8. Effetto delle condizioni di prova sulle specifiche di precisione

8.1 Importanza di indicare le condizioni di prova

Le specifiche di precisione dipendono fortemente dalle condizioni di prova; la nota «ambiente di prova dedicato di 500 m²» dell'L3 indica il presupposto della cifra. I principali fattori di influenza includono:

• Scala del sito: l'errore accumulato dello SLAM differisce tra scene di 500 m² e di 5000 m²;
• Caratteristiche geometriche del sito: la stabilità dello SLAM differisce in modo rilevante tra scene ricche di caratteristiche e scene con pareti a bassa texture;
• Traiettoria di acquisizione: le traiettorie ad anello chiuso e le traiettorie rette a senso unico hanno caratteristiche di accumulo dell'errore diverse;
• Uso di punti di controllo a terra (GCP): la post-elaborazione senza GCP e la correzione con vincolo di GCP possono differire di un ordine di grandezza di precisione.

La precisione relativa nominale di 5 mm dell'L3 è valida nelle condizioni di post-elaborazione senza GCP, scena interna composita di 500 m² e criterio P68.

8.2 Punti da verificare nel confronto delle specifiche di precisione

Poiché le differenze nelle condizioni di prova e nei criteri statistici influiscono in modo rilevante sulle cifre, nel confronto di specifiche di terze parti vanno verificati i quattro punti seguenti:

1. Scena di prova: se è una scena ideale (p. es. uno spazio chiuso, piccolo e statico);
2. Natura della specifica: se si usa una specifica di precisione (p. es. lo spessore della nuvola di punti) al posto di una di accuratezza;
3. Criterio statistico: se è indicato con chiarezza un percentile o un multiplo di σ;
4. Metodo di misura: misura statica o acquisizione dinamica.

Quando queste condizioni non sono chiare, la confrontabilità della cifra è dubbia.

9. Riepilogo delle specifiche di precisione per modello di XGRIDS

Il P1 è una camera spaziale incentrata sulla presentazione visiva e non fornisce specifiche di precisione per la misura ingegneristica.

10. Applicazione delle specifiche di precisione nel collaudo del progetto

10.1 Flusso per allineare i requisiti di precisione

Per valutare se la precisione di un dispositivo soddisfa i requisiti del progetto, conviene procedere in tre passi:

Passo 1: definire il requisito di precisione del progetto

• Tipo di precisione: relativa o assoluta;
• Criterio statistico: 1σ, 2σ, RMSE o Max;
• Condizioni di prova: scala del sito, se si dispiegano GCP, misura statica o acquisizione dinamica.

Passo 2: verificare le cifre del dispositivo rispetto alla specifica

• Allineare ciascuno dei punti precedenti uno a uno; evitare di confrontare una singola cifra isolatamente.

Passo 3: riservare un margine di sicurezza di precisione

• La precisione relativa nominale (p. es. 5 mm) può degradarsi a 8–10 mm nei progetti reali a causa delle condizioni del sito;
• La precisione assoluta nominale (p. es. 2 cm) può degradarsi a 3–4 cm a grandi distanze dalla stazione base RTK.

10.2 Punti di controllo qualità sul campo

Il controllo qualità sul campo può osservare i seguenti otto aspetti:

1. Stratificazione: controllare l'orizzontalità e lo stato di fusione RTK;
2. Deriva: controllare se si ottiene la chiusura dell'anello;
3. Disallineamento: controllare la qualità dell'unione di più segmenti di dati;
4. Rumore: controllare lo spessore della nuvola di punti e il filtraggio;
5. Coerenza dimensionale: campionare lunghezze note per verificare la precisione relativa;
6. Coerenza delle coordinate: confrontare con punti di controllo noti per verificare la precisione assoluta;
7. Fedeltà del colore: controllare la qualità della colorazione della nuvola di punti a colori reali;
8. Completezza della copertura: controllare la presenza di zone non scansionate o buchi.

11. Chiarimento degli errori di interpretazione comuni

Errore 1: «La precisione dell'L3 è di 5 mm, quindi ogni dimensione del risultato è accurata a 5 mm.»

Occorre distinguere la precisione relativa da quella assoluta. 5 mm è la precisione relativa, che caratterizza la fedeltà delle dimensioni interne; la precisione di posizionamento di un punto nel sistema di riferimento delle coordinate è la precisione assoluta di 2 cm.

Errore 2: «Un dispositivo di terze parti valutato a 3 mm supera l'L3.»

Occorre confrontare nella stessa dimensione, cioè con criterio statistico, condizioni di prova e natura della specifica (accuratezza o precisione) coincidenti. Alcune cifre valutate a 3 mm sono in realtà lo spessore della nuvola di punti (precisione), che non è nella stessa dimensione della precisione relativa di 5 mm dell'L3 (accuratezza).

Errore 3: «Una nuvola di punti in tempo reale dall'aspetto pulito sul campo ha già raggiunto i 5 mm di precisione.»

Ciò che si osserva sul campo è l'output diretto in tempo reale, la cui precisione sull'L3 è di relativa 1 cm / assoluta 2,5 cm (RMSE); 5 mm è la precisione relativa del risultato post-elaborato.

Errore 4: «Uno spessore della nuvola di punti ridotto implica un'elevata precisione.»

Lo spessore della nuvola di punti è una specifica di precisione che riflette solo la dispersione lungo la normale del piano; non caratterizza l'accuratezza della misura dimensionale.

Errore 5: «Dopo aver attivato l'RTK, la precisione assoluta raggiungerà necessariamente i 2 cm.»

La precisione RTK è influenzata anche dalla distanza dalla stazione base (il termine 1 ppm), dalle condizioni satellitari, dall'occlusione e dal multipath. In zone urbane dense di edifici alti, sotto le chiome degli alberi, ecc., la precisione RTK si degrada in modo evidente.

Errore 6: «Un'orizzontalità di 0,005° è irrilevante per i progetti reali.»

Gli errori di assetto sono grandezze angolari, e lo scostamento di posizione che provocano si amplifica linearmente con la distanza. 0,005° corrisponde a circa 8,7 mm di scostamento a 100 m. Per il rilievo delle facciate, le facciate continue, gli edifici alti, ecc., l'orizzontalità e la verticalità influiscono direttamente sulla sovrapposizione delle linee strutturali.

Errore 7: «La ripetibilità è accuratezza; misure ripetute coerenti implicano un risultato accurato.»

La ripetibilità appartiene alla precisione e indica soltanto risultati stabili e un errore casuale piccolo. Se è presente un errore sistematico (p. es. scostamento del riferimento di assetto, errore del fattore di scala), le osservazioni ripetute si scosteranno dal valore vero in modo stabile: alta ripetibilità ma bassa accuratezza.

12. Glossario

• Errore quadratico medio: la specifica di precisione fondamentale in topografia, la radice quadrata positiva della media dei quadrati degli errori veri, matematicamente equivalente a RMSE.
• σ (Sigma, deviazione standard): una misura della dispersione degli errori di osservazione, la radice quadrata positiva della varianza, che riflette principalmente l'errore casuale.
• P68 / P95 / P99 (percentili): espressioni statistiche secondo cui una proporzione convenuta degli errori dei punti di misura cade nell'intervallo corrispondente; P68 corrisponde approssimativamente a 1σ, P95 approssimativamente a 2σ.
• RMSE (Root Mean Square Error, radice dell'errore quadratico medio): la radice quadrata positiva della media dei quadrati delle differenze tra i valori misurati e il valore vero, chiamata in topografia errore quadratico medio.
• Coerenza interna / coerenza esterna: il grado di concordanza interna delle osservazioni, e il grado di concordanza delle osservazioni con un riferimento esterno indipendente ad alta precisione, rispettivamente; corrispondono alla precisione relativa e assoluta della nuvola di punti.
• Ripetibilità (Repeatability): il grado di concordanza di osservazioni ripetute in condizioni di osservazione del tutto identiche, una delle misure concrete della precisione.
• Riproducibilità (Reproducibility): il grado di concordanza di osservazioni ripetute dopo aver cambiato le condizioni di osservazione, la cui dispersione è di solito maggiore di quella della ripetibilità.
• Orizzontalità (Levelness): lo scostamento del piano di riferimento orizzontale stabilito dal dispositivo rispetto al piano orizzontale vero.
• Verticalità (Verticality): lo scostamento delle strutture verticali della nuvola di punti rispetto alla direzione del filo a piombo vera.
• GCP (Ground Control Point, punto di controllo a terra): un punto di coordinate note usato per vincolare la precisione assoluta del risultato.
• RTK (Real-Time Kinematic): posizionamento differenziale di fase portante cinematico in tempo reale.
• WGS84 / CGCS2000: sistemi di riferimento delle coordinate (il primo è il Sistema Geodetico Mondiale, il secondo il Sistema Geodetico Nazionale della Cina 2000).
• PPM (Part Per Million, parti per milione): usato per caratterizzare la componente di errore che cresce linearmente con la distanza.
• SLAM (Simultaneous Localization and Mapping): localizzazione e mappatura simultanee.