studio metodologico e rilievi per la costruzione del modello 3D di un sito di cava

Le aree di cava si presentano come oggetti molto complessi per la realizzazione di un rilievo topografico con le metodologie “classiche” in quanto, vista l’estensione e la particolarità dell’andamento delle superfici con piani variamente inclinati sui terrazzamenti e superfici concave o convesse nelle scarpate, si andrebbe incontro all’inevitabile perdita di dettagli del dato ed a una notevole durata dei tempi di rilievo. Lo scopo della presente tesi è quello di definire una metodologia che sia di facile riproducibilità ed applicazione a tutti quei siti di rilievo, anche di diversa natura, che presentino problematiche simili o ad esso riconducibili. La cava oggetto di studio, situata in località “Poggio alla Penna” presso l’abitato di Pomaia, si presenta come valido sito per testare l’integrazione di alcune delle più moderne tecnologie in campo topografico, come il laser scanner a tempo di volo ed il GPS con sistema RTK, evidenziandone i pregi e la sua sfera di applicazione. La metodologia del laser scanner terrestre (TLS) consente di rilevare in tempi notevolmente contenuti la geometria dell’intera area, associando peraltro all’informazione metrica anche l’immagine fotografica reale. La metodologia GPS consente una georeferenziazione dei punti rilevati con il laser ed un controllo sulla precisione finale degli elaborati. Con la fusione di queste due tecnologie è stato possibile ricavare i seguenti prodotti: 1) un modello tridimensionale a mesh triangolari, colorato con colori reali grazie alla fotocamera integrata al laser; 2) della cartografia georiferita a grande scala (1:1000), sia in formato 2D che in 3D e con la possibilità di inserire come sottofondo una fedele immagine dell’oggetto ottenuta attraverso l’elaborazione dei dati laser scanner; 3) il DTM (modello digitale del terreno) dell’area di rilievo, cioè una nuvola di punti 3D georiferiti che rappresentano con opportuno grado di dettaglio, scelto dall’operatore, l’andamento del terreno; Seguendo le metodologie sviluppate nella presente tesi è possibile analizzare tutti gli aspetti più significativi dell’oggetto da rilevare e fornire alla committenza un rilievo completo in ogni aspetto

CARTOGRAPY IN THE EXPLOITATION OF NATURAL AND CULTURAL HERITAGE: 3D LASER SCANNER APPLICATIONS

La presente proposta è relativa all’utilizzo dei rilievi Laser Scanner 3D per la valorizzazione dei beni culturali e naturali. Alla base di ogni intervento volto alla valorizzazione dei beni culturali e naturali è fondamentale che ci sia un percorso di conoscenza che non sia solo storico-artistico come accade spesso, ma anche attraverso la conoscenza accurata delle sue caratteristiche (posizione, forma, geometria, materia e colore), dettagli fondamentali per tutelare e valorizzare il patrimonio. La tecnologia del laser scanner 3D consente di ottenere risultati di eccellente qualità in tempi relativamente brevi e di intervenire in ambienti complessi laddove altre tecniche mostrano numerosi limiti. L’innovativa metodologia di rilievo rivela la sua efficacia non solo nell’acquisizione e restituzione dei dati, ma soprattutto nella rappresentazione cartografica. Rispetto alle altre tecniche, il rilievo non è parziale ma completo e oggettivo: tutto ciò che è presente nel range di azione del laser scanner 3D viene rilevato senza alcuna distinzione. Il suo impiego risulta, pertanto, essenziale per rilevare e acquisire informazioni su beni particolarmente articolati ed irregolari, su parti inaccessibili o comunque non facilmente raggiungibili (notevoli altezze, presenza di asperità, ecc.), su elementi delicati, evitandone il contatto diretto. In questa nota sono riportati alcuni esempi applicativi della metodologia laser scanner 3D ed il beneficio delle relative informazioni cartografiche attraverso il rilievo di alcuni importanti beni culturali di grande valenza architettonica, storica e naturale quali il, gli ipogei di piazza della città di Matera e di un tratto del torrente Gravina di Matera che intaglia formazioni coerenti determinando suggestivi paesaggi.The present paper deals with the use of the 3D Laser Scanner ion the development of natural and cultural resources. Any intervention pointed to the development of natural and cultural resources needs to learn, besides the fundamental historical and artistic knowledge, some of their characteristics such as location, form, geometrical aspects, material properties and colour, all features that must be considered basic for both the safeguard and the development of the resource itself. The 3D Laser Scanner technology enables to obtain in a short time excellent results and to be active in particular environments where other techniques result to be rather limited. This technique is particularly effective not only in the acquisition and rendering processes, but also in cartographic representation of data. Compared to other technique, the 3D Laser Scanning is complete and objective: everything that is in the activity range of the used instrument is completely registered without any distinction. Ultimately, its use results to be absolutely necessary to survey and collect information in case of quite irregular and articulated structures, of very difficult or completely inaccessible parts and of fragile elements, avoiding the direct contact. Some examples of the use of the 3D Laser Scanner technique are here quoted emphasizing the advantages of the cartographic information as result from the survey of some important cultural resources relevant from architectural, historical and natural points of view, in particular: the Santuario della Palomba, the Vittorio Veneto Square in Matera hypogees, and a part of the Gravina di Matera, a torrent deeply incised in limestones rocks that creates striking sceneries

Integrazione della fotomodellazione nel processo di rilievo. Applicazioni alle costruzioni alpine tradizionali in pietra

This contribute shows the most significant results of the Interreg-AlpStone research in relation to the methods of survey for stone constructions. The Alpine territory located in the area between Italy and Switzerland presents a rich architectural heritage which has an important value both from the cultural (for the local traditions) and real-estate (for touristic and residential aims) points of view. In order to recover these typical buildings it needs in primis to find the survey methodology that best fits the goal. The buildings realized with stone materials are characterized, for their nature, by a high degree of irregularity, which is still more evident in abandoned buildings. This irregularity can't be ignored because it could affect several aspects of the redevelopment (seismic and thermal renovation, space management,…). Techniques of survey with laser scanner and photomodelling have been tested. Photomodelling turned out to be a convenient technique because of its cheapness, its facility of use and its practicality in territories such as the Alpine ones, with impervious paths. The degree of detail of the photomodelling is lower than the one of laser scanner. Nevertheless, for the recovery, the survey based on the multi-images correlation turned out to be largely sufficient for a careful critical analysis of instabilities, deformations and inflections of the building components. The only inconveniences are the time employed for the photos snapshots and the difficulty in modeling the natural context near the architectural heritag

L'apporto delle nuove tecnologie di rilievo nel restauro

La visualizzazione e l’elaborazione di dati acquisiti con il laser scanner 3D (nelle point clouds) e con lo scanner a luce strutturata (nelle mesh), forniscono un significativo apporto per rilevare l’edificio storico e le sue strutture murarie per il restauro. Recenti esperienze in collaborazione con ENEA hanno evidenziato che è necessario attuare una sintesi tra le informazioni della rappresentazione digitale, quelli del tradizionale contatto con l’architettura e i contributi della ricerca storica e d’archivio, per impostare l’intervento conservativo. La scelta dei punti tramite i quali rappresentare il monumento è sempre una operazione culturale. L’architetto, con le sue specifiche competenze, deve gestire le operazioni di misura del monumento con i diversi metodi e deve guidare gli specialisti del settore in tutte le fasi attuative per garantire la precisa restituzione dell’edificio. L’utilizzo del rilievo manuale, del laser scanner 3D HDS300 Leica Geosystem e dello scanner a luce strutturata Breuckmann SmartScan 3D HE, è stato utilizzato per affrontare l’analisi di alcuni apparecchi murari e lo studio delle tipologie di degrado della scuola Angelo Mai a Roma

HERITAGE AND LAND GOVERNANCE: THE USE OF 3D SURVEYING TECHNIQUES FOR THE CULTURAL HERITAGE CONSERVATION

Le tecniche di rilevamento nel campo dei beni culturali sono in continua e costante evoluzione. Il presente contributo vuole descrivere come l’autore ha vissuto nella propria attività accademica ed in seguito professionale, all’interno di una azienda spin off dell’Università di Brescia, lo sviluppo di tali tecniche e le problematiche che l’evoluzione tecnologica introduce.Survey techniques in the cultural heritage field are always in progress. This paper intends to describe how the author is experimenting with their development and the critical aspects of the evolution technology in his own academic activity and later also in the professional one, inside the spin-off company of the University of Brescia

Rilievo integrato presso il Borgo Schirò (PA)

Il lavoro qui presentato consiste in un rilievo integrato (Topografico/GPS statico/NRTK/Laser Scanner) di un piccolo contesto extraurbano siciliano, Borgo Schirò, noto per le vicende storiche che portarono alla sua costruzione a seguito dell’emanazione della legge n.1 del 2 gennaio 1940, per il superamento del latifondo. Data la natura varia degli elementi da rilevare (edifici, arredo urbano, strade) sono state adottate tecniche di acquisizione diversificate per ognuno di essi, le quali, in forma integrata, hanno permesso un utile confronto finale degli elaborati prodotti, offrendo la possibilità di effettuare analisi qualitative altamente accurate su singoli casi strutturali ed elevati gradi di dettaglio nei casi architettonici focalizzati. Le tempistiche notevolmente contenute e l’esiguità del numero degli operatori necessari alle operazioni di acquisizione ed elaborazione dei dati, rendono soddisfacenti gli esiti raggiunti e chiaramente proficua l’integrazione delle metodologie di rilievo adottate.The work here shown consists of an integrated survey (Topographic/static GPS/NRTK/Laser Scanning) of a small Sicilian extraurban context, Borgo Schirò, known for the historical events that led to its construction, following the issuance of the law n. 1 of January 2nd 1940, for the elimination of the latifondium. Given the different nature of the elements to be surveyed (buildings, urban elements, roads) different techniques of metric data acquisition were used for each of them. The integration of all of them, allowed a useful comparison of the final products, offering the possibility of making highly accurate qualitative analysis on the individual structural cases and a high level of detail in the architectural cases focused. The reduced timing and the very small number of operators needed for data acquisition and processing, make the achieved outcomes satisfactory and the integration of survey methods adopted clearly successful

Dal rilievo alle rappresentazioni ad alta risoluzione dello spazio architettonico continuo. Il caso di studio del complesso dell’Abbazia di Pomposa.

Il progetto di rilievo e rappresentazione ad alta risoluzione dell’Abbazia di Santa Maria di Pomposa nasce con l’obiettivo di mettere a confronto differenti metodologie di rilievo e rappresentazione, valutare le prestazioni e le soluzioni più idonee finalizzate ad ottenere un rilievo e una rappresentazione complessiva dell’intero complesso abbaziale, che consenta restituzioni e analisi multi-scalari. Il presente contributo presenta alcuni dei risultati ottenuti dall’utilizzo integrato di tecniche di rilievo 3D e illustra alcune tipologie di analisi e rappresentazioni grafiche che possono essere condotte e riprodotte a partire dal dato complesso e multi-scalare acquisito. Il contributo mostra come tale approccio non sia destinato ad un singolo caso studio, ma partendo da esso possa essere esteso ad altri contesti che presentino simili criticità e potenzialità comunicative, spesso ricorrenti nel campo del rilievo e della rappresentazione dei Beni Culturali

Il laser scanner terrestre per il rilevamento e la modellazione di zone “instabili”: il versante sottostante il Tempio di Giunone (Agrigento)

Lo studio descrive le operazioni del rilevamento laser scanner terrestre del versante sottostante il Tempio di Giunone nella Valle dei Templi di Agrigento. Il versante è caratterizzato dalla presenza di grossi blocchi rocciosi che si sono staccati dal basamento sommitale sul quale è costruito il Tempio; tale condizione evidenzia una situazione di generale “instabilità” che potrebbe nel tempo mettere a rischio le strutture archeologiche a causa di successivi distacchi. Il lavoro è stato principalmente finalizzato alla verifica dell’utilizzo delle tecniche laser scanning per la produzione di informazioni metriche utili per l’interpretazione geologica dei fenomeni in atto e per le analisi geotecniche. Il modello tridimensionale prodotto ha consentito un’accurata valutazione dei volumi e delle giaciture dei blocchi instabili ed è risultato particolarmente utile per lo studio geologico del versante anche in relazione a successive operazioni di monitoraggio o di integrazione con altre tecniche di rilievo

Principali tecniche e strumenti per il rilievo tridimensionale in ambito archeologico

The increase of 3D acquisition and modeling techniques applied to archeology is due principally to (i) their capacity to survey archeological artifacts with high precision and a non-contact approach and (ii) the possibility to create 3D digital models useful for data analysis, simulation and preservation. These benefits in terms of knowledge oblige the contemporary archaeologist to acquire a better understanding of 3D acquisition and modeling principles and practice. This evidence arises from the necessity of adopting a common language for experts in 3D data management and archaeologists with the principal aim being the understanding of each other’s requirements and sharing of the purposes of the project. In this article the authors propose a concise but exhaustive explanation of the working principles of active and passive 3D acquisition techniques. For each one a description of instruments and methodologies is developed, pointing out pros and cons of every technique. In conclusion, a sensor fusion approach is presented as an interesting solution to increase the instrument performances while obtaining at the same time a quality improvement of 3D acquisition and modeling results. A final multi-resolution application about Pompeii Forum 3D modeling follows and closes the article