L’applicazione di strumenti di segmentazione e classificazione delle nuvole di punti ottenute da rilievo tridimensionale integrato, permette di organizzare delle banche dati digitali funzionali alla modellazione H-BIM e all’interrogazione del database stesso, nell’ottica di ottimizzare il processo scan to Bim e al contempo essere un documento interrogabile e consultabile in tutte le fasi del processo di digitalizzazione e di gestione

Francesco Viroli

Gabriele Giau

Italian

Archivio istituzionale della ricerca - Università di Ferrara

paesaggio urbano3.2021URBAN DESIGNRivista trimestrale - Anno XXXIII - 3.2021 Dicembre - Sped. in a.p. - 45% art. 2 comma 20/b, legge 662/96 DCI Umbria - Codice ISSN 1120-3544paesaggio urbanoURBAN DESIGNMarcello Balzani04 BALZANIDisegno per non dimenticareGiovanni CorbelliniFrom Flat to De Flat: NL Architects’ Designing by WritingDa Flat a De Flat. Scrittura e progetto secondo NL ArchitectsPROGETTO ∙ DESIGN20Federica Maietti, Fabiana Raco, Manlio Montuori,  Claudia PescosolidoThe After the Damages International Academy32 RISCHIO ∙ RISKDario Rizzi, Francesco ViroliProcedure metodologiche di modellazione HBIM140 RAPPRESENTAZIONE ∙ REPRESENTATIONGiovanni CorbelliniLiving Together in Interesting TimesVivere insieme in tempi interessantiEVENTI ∙ EVENTS148Francesco MarinelliOpen Source Campus - Rebirth of the former Nanterre School of ArchitectureCampus Open Source - Rinascita dell’ex-scuola di Architettura di NanterrePROGETTO ∙ DESIGN6Marcello BalzaniPer la moltitudine del diversoVESCOVO162Nicoletta GandolfiThe porticoes of Bologna: a meeting place and a world heritage siteI portici di Bologna: un luogo di incontro patrimonio mondialeMEMORIA ∙ MEMORY116Lorenzo TintiInfrastructures and program integration: perspectives within design practiceInfrastrutture e integrazione programmatica: prospettive all’interno della pratica progettualeINFRASTRUTTURE ∙ INFRASTRUCTURES124Gabriele Giau, Francesco ViroliApplications of tools and procedures in integrated digital survey data processing for H-BIMApplicazioni di strumenti e procedure per l'elaborazione dei dati da rilievo digitale integrato per l’H-BIMRILIEVO ∙ SURVEY132Drawing not to forgetThe application of segmentation and classification tools to point clouds from integrated three-dimensional survey, allows to organize digital databases functional to H-BIM modeling as well as to interrogation of the database itself, aiming the optimization of scan-to-Bim process and at the same time represent a open and avaible document at all stages of the building digitization and management process.L’applicazione di strumenti di segmentazione e classificazione delle nuvole di punti ottenute da rilievo tridimensionale integrato, permette di organizzare delle banche dati digitali funzionali alla modellazione H-BIM e all’interrogazione del database stesso, nell’ottica di ottimizzare il processo scan to Bim e al contempo essere un documento interrogabile e consultabile in tutte le fasi del processo di digitalizzazione e di gestione.Gabriele GiauFrancesco ViroliApplicazioni di strumenti e procedure per l'elaborazione dei dati da rilievo digitale integrato per l’H-BIMApplications of tools and procedures in integrated digital survey data processing for H-BIMRilievo digitale integrato del Teatro Sociale di Novi (MO). DIAPReM, Dipartimento di architettura, Università degli studi di Ferrara.3D integrated digital survey of Teatro Sociale di Novi (MO). DIAPReM, Department of Architecture, University of Ferrara.RILIEVO ∙ SURVEY3.2021 paesaggio urbano133La progettazione di interventi di restauro del patrimonio architettonico viene sempre più spesso svolta attraverso processi H-BIM in grado di integrare informazioni di carattere tecnico con le specificità proprie del costruito esistente. In questo contesto, la procedura scan to Bim è una prassi che si va consolidando congiuntamente alla definizione di protocolli mirati ad aumentare l’efficienza delle fasi di elaborazione dei dati di rilievo, anche in termini di tempi e costi.Nuvole di punti prodotte da rilevi digitali integrati costituiscono modelli morfo metrici di elevata accuratezza e precisione che, importati e indagati direttamente all’interno dei software di authoring, costituiscono una base sulla quale modellare le geometrie dei manufatti con maggiore precisione. I database sono spesso costituiti da un elevato numero di coordinate, tanto più se relativi a edifici di notevoli dimensioni o di pregio storico e architettonico, quindi particolarmente complessi. Si cateterizzano da un’abbondanza di informazioni che per alcune fasi del processo di modellazione risultano sovrabbondanti, mentre sono imprescindibili per altre, come per le rappresentazioni dei dettagli, nonché per la comprensione delle geometrie degli elementi dell’architettura storica, in particolar modo ordini Gerarchizzazione dei database Al fine di sfruttare in maniera completa le potenzialità informative intrinseche al modello a nuvola di punti, si rende necessario gerarchizzare il dato adottando scelte metodologiche e strumentali secondo criteri dettati in primo luogo in relazione e apparati decorativi. Inoltre, il peso informatico di questi modelli, può provocare difficoltà di gestione in relazione alle disponibilità hardware e software sia del gestore finale, sia dei tecnici coinvolti nella filiera di progettazione.alle caratteristiche del luogo e dell’architettura stessa, ma anche in base alle finalità del rilievo e del progetto, o alle necessità della committenza. Posto che ogni banca dati ha caratteristiche proprie, risulta impossibile generalizzare, tuttavia due organizzazioni tipiche possono essere:- la divisione dell’edificio in contesto, involucro esterno e spazi interni, a loro volta segmentati in livelli di piano e corpi scala;- la divisione in unità strutturali, qualora presenti, in caso di rilievi finalizzati all’indagine di vulnerabilità sismica.Palazzo Merenda, Forlì: rilievo tridimensionale gerarchizzato in due livelli: esterno e interno. TekneHub-DIAPReM, Dipartimento di architettura, Università degli studi di Ferrara.Palazzo Merenda, Forlì: 3D survey hierarchized in two layers: external and internal. TekneHub-DIAPReM, Department of Architecture, University of Ferrara.paesaggio urbano 3.2021134 3.2021 paesaggio urbano135Il prodotto è un database generale che consente interrogazioni e visualizzazioni multi-scalari: può essere facilmente scomposto in sottolivelli al massimo della definizione, per estrazioni di dettaglio o modellazione di famiglie parametriche, o composti in modelli complessivi a maglia più larga, opportunamente decimati e ottimizzati.Anche il metodo di acquisizione dei dati tridimensionali di rilievo, con il conseguente controllo dell’errore che ne deriva, può essere un criterio di gerarchizzazione adottato: ad esempio, un manto di copertura acquisito con la fotogrammetria può rimanere un componente digitale sovrapposto ma separato rispetto al rilievo effettuato con laser scanner terrestre.In queste operazioni è prerogativa essenziale mantenere lo stesso sistema di riferimento, anche tra i diversi software coinvolti, per effettuare una segmentazione che consenta l’assemblaggio delle parti e la composizione di modelli specifici oggetto di singole elaborazioni.L’applicazione di algoritmi che facilitano gli automatismi di segmentazione e classificazione delle nuvole di punti di manufatti del patrimonio architettonico è un campo di ricerca attivo (Grilli, 2017), ma, data la complessità e la varietà intrinseca di questi modelli, ad oggi, le operazioni continuano ad essere manuali e gestite criticamente dall’operatore in relazione agli obbiettivi specifici.The design of interventions of restoration on architectural heritage is increasingly carried out through H-BIM processes capable of integrating technical information with the specific features of the existing buildings. In this context, scan to Bim process is a practice that is being consolidated together with the definition of protocols that aim to increase the efficiency of survey data processing steps, also in terms of time and costs.Point clouds produced by integrated digital survey techniques are morpho-metric models of high    levels of accuracy and precision. These, imported and investigated directly in the authoring softwares, represent a basis on which it is possible to model the geometries of the buildings with greater precision. Databases often consist of a large number of coordinates, all the more so if they are related to constructions of considerable size or to buildings of historical and architectural value, therefore particularly complex. They are catheterized by an abundance of information that for some steps of the modeling process are superabundant, while they are essential for others, such as for the representations of details, as well as for the understanding of the geometries of the elements of historical architecture, especially orders and decorative apparatuses. Furthermore, the weight of these models can cause management difficulties in relation to the hardware and software availability of both the final manager and the professionals involved in the design chain.Database hierarchization In order to fully exploit the information inherent in the point cloud model, it is necessary to hierarchize the data by adopting methodological and instrumental choices according to criteria dictated primarily in relation to the characteristics of the place and of the architecture itself, but also in based on the purposes of the survey and of the project, or on the needs of the client. Given that each database has its own characteristics, it is impossible to generalize, however two typical organizations can be:- the division of the building into context, external envelope and internal spaces, in turn segmented into floor levels and stairwells;- the division into structural units, if present, in the case of surveys aimed at the investigation of seismic vulnerability.The product is a general database that allows multi-scalar queries and visualizations: it can be easily decomposed into sublevels at maximum definition, for detailed extractions or modeling of parametric families, or composed into Database del patrimonio costruito esistente, gerarchizzato per corpi scala. DIAPReM-TekneHub, Dipartimento di architettura, Università degli studi di Ferrara.Database del patrimonio costruito esistente, gerarchizzato per livelli di piano. DIAPReM-TekneHub, Dipartimento di architettura, Università degli studi di Ferrara.Built Heritage database, hierarchized by stairwells. DIAPReM, TekneHub, Department of Architecture, University of Ferrara.Built Heritage database, hierarchized by floors. DIAPReM, TekneHub, Department of Architecture, University of Ferrara.paesaggio urbano 3.2021136 3.2021 paesaggio urbano137Balzani, M., Maietti, F., Mugayar Kühl, B., (2017) “Point cloud analysis for conservation and enhancement of modernist architecture” in The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-2/W3, 2017 3D Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures, 1–3 March 2017, Nafplio, GreeceBalzani, M., Rossat, L., Rac, F., Mugayar Kühl, B., (2020) “3d city modelling toward conservation and management. The digital documentation of Museu do Ipiranga - USP, San Paulo, Brazil” in The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLIV-4/W3-2020, 5th International Conference on Smart City Applications, 7–8 October 2020, Virtual Safranbolu, Turkey (online)Brusaporci, S., Centofanti, M., Maiezza, P., Tata, A., Ruggieri A., “Per una riflessione teorico-metodologica sulla procedura HBIM di modellazione informativa dei beni architettonici” in Riflessioni, l’arte del disegno/il disegno dell’arte atti del 41° convegno internazionale dei docenti delle discipline della rappresentazione congresso della Unione Italiana per il Disegno (Perugia 2019), a cura di Paolo Belardi, Gangemi Editore, Roma, 2019, pp. 449-456BibliografiaGabriele GiauArchitetto, borsista di ricerca, DIAPReM/TekneHub, Dipartimento di Architettura, Università degli Studi di Ferrara • Architect, Grant researcher, DIAPReM/TekneHub, Architecture Department - University of Ferraragiagrl@unife.itInterrogazione e accessibilità Le scelte di gerarchizzazione e organizzazione dei modelli a nuvola di punti non sono effettuate solo in ottica di modellazione e di implementazione del dato informativo nel tempo, ma costituiscono una banca dati accessibile e interrogabile che accompagna il modello in tutte le fasi del processo H-BIM. Anche grazie alla diffusione di programmi open source per la visualizzazione delle nuvole di punti, è possibile in qualsiasi momento verificare le rettificazioni e le semplificazioni necessariamente adottate nello sviluppo del modello continuo.Diventa così strategico, anche per il gestore finale, accanto agli elaborati bidimensionali e al modello BIM as-built richiesti dalle committenze, disporre di un database consultabile all’occorrenza nelle fasi di gestione dell’edificio.overall models with a larger mesh, appropriately decimated and optimized.Even the method of imput of the three-dimensional data of survey, with the consequent control of the resulting error, can be a hierarchical criterion adopted: for example, a roof covering obtained with photogrammetry can be a digital component overlapping the data obtained by a terrestrial laser scanner, but separate from each other.In these operations, it is essential to maintain the same cordinate system, even among the different software involved, to carry out a segmentation that allows the assembly of parts and the composition of specific models subject to individual processing.The application of algorithms that facilitate the automatic segmentation and classification of point clouds of architectural heritage is an active research field (Grilli, 2017), but, given the complexity and intrinsic variety of these models, to date, operations continue to be manual and critically managed by the operator in relation to specific objectives.Interrogation and accessibilityThe choices of hierarchization and organization of the point cloud models are not made only with a view to modeling and implementation of the information data over time, but constitute an accessible and searchable database that accompanies the model in all phases of the H-BIM process. Also thanks to the diffusion of open source programs for the visualization of point clouds, it is possible at any time to check the adjustments and simplifications necessarily adopted in the development of the continuous model.It thus becomes strategic, even for the final manager, alongside the two-dimensional drawings and the as-built BIM model required by clients, to have a database that can be consulted when necessary during the building management phases.Database del Teatro Sociale di Novi (MO), gerarchizzato in base alla fonte di acquisizione dati. DIAPReM-TekneHub, Dipartimento di architettura, Università degli studi di Ferrara.Database of the Teatro Sociale di Novi (MO), hierarchized by data acquisition source. DIAPReM, TekneHub, Department of Architecture, University of Ferrara.Rilievo digitale integrato del Teatro Sociale di Novi (MO). DIAPReM, Dipartimento di architettura, Università degli studi di Ferrara.3D integrated digital survey of Teatro Sociale di Novi (MO). DIAPReM, Department of Architecture, University of Ferrara.Grilli, E. e Menna, F. e Remondino, F. (2017). “A review of point clouds segmentation and classification algorithms” in The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-2/W3, 2017 3D Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures, 1–3 March 2017, Nafplio, Greece, pp. 339-344Murphy, M., McGovern, E., & Pavia, S. (2009). Historic building information Modelling (HBIM). Structural Survey, 27(4), 311-327.Parrinello, S., De Marco, R., (2019). “Dal rilievo al modello: la trasposizione dell’evento sismico. From survey to the model: the graphic transposition of an earthquake” in Disegnare Idee Immagini, vol. 57, pp. 70-81.Raco, F., Galvani, G., “Procedure di rilievo tridimensionale integrato per la documentazione digitale e il progetto di trasformazione del tipo architettonico palazzo nei centri storici urbani” in Paesaggio Urbano, Maggioli, 2020, n°1, pp. 6-29Francesco ViroliDipartimento di Architettura, Università di Ferrara • Department of Architecture, University of Ferrarafrancesco.viroli@unife.itpaesaggio urbano 3.2021138 3.2021 paesaggio urbano139Direttore responsabile · Editor in ChiefAmalia MaggioliDirettore · DirectorMarcello BalzaniVicedirettore · Vice DirectorNicola MarzotComitato scientifico · Scientific committeePaolo Baldeschi (Facoltà di Architettura di Firenze)Lorenzo Berna (Facoltà di Ingegneria di Perugia)Marco Bini (Facoltà di Architettura di Firenze)Ricky Burdett (London School of Economics)Valter Caldana (Universidade Presbiteriana Mackenzie)Giovanni Carbonara (Facoltà di Architettura Valle Giulia di Roma) Manuel Gausa (Facoltà di Architettura di Genova)Pierluigi Giordani (Facoltà di Ingegneria di Padova) Giuseppe Guerrera (Facoltà di Architettura di Palermo) Thomas Herzog (Technische Universität München) Winy Maas (Technische Universiteit Delft)Francesco Moschini (Politecnico di Bari)Attilio Petruccioli (Politecnico di Bari)Franco Purini (Facoltà di Architettura Valle Giulia di Roma)Carlo Quintelli (Facoltà di Architettura di Parma)Alfred Rütten (Friedrich Alexander Universität Erlangen-Nürnberg) Livio Sacchi (Facoltà di Architettura di Chieti-Pescara)Pino Scaglione (Facoltà di Ingegneria di Trento)Giuseppe Strappa (Facoltà di Architettura Valle Giulia di Roma) Kimmo Suomi (University of Jyväskylä)Francesco Taormina (Facoltà di Ingegneria Tor Vergata di Roma)Curatore editoriale · EditorNicola TasselliRedazione · Editorial boardAlessandro Costa, Stefania De Vincentis, Federico Ferrari, Federica Maietti, Pietro Massai, Marco Medici, Fabiana Raco, Luca Rossato, Daniele Felice Sasso, Nicola TasselliResponsabili di sezione · Section editorsFabrizio Vescovo (Accessibilità), Giovanni Corbellini (Tendenze), Carlo Alberto Maria Bughi (Building Information Modelinge rappresentazione), Nicola Santopuoli (Restauro),Marco Brizzi (Multimedialità), Antonello Boschi (Novità editoriali) Luigi Centola (Concorsi), Matteo Agnoletto (Eventi e mostre)Inviati · ReportersSilvio Cassarà (Stati Uniti), Marcelo Gizarelli (America Latina), Romeo Farinella (Francia), Gianluca Frediani (Austria – Germania), Roberto Cavallo (Olanda), Takumi Saikawa (Giappone),Antonello Stella (Cina) Antonio Borgogni (Città attiva e partecipata)Progetto grafico · GraphicsEmanuela Di LorenzoImpaginazione · LayoutNicola TasselliCollaborazioni · ContributionsPer l’invio di articoli e comunicati si prega di fare riferimento al seguente indirizzo e-mail: bzm@unife.itDirezione · EditorMaggioli Editore presso Via del Carpino, 847822 Santarcangelo di Romagna (RN)tel. 0541 628111 - fax 0541 622100Maggioli Editore è un marchio Maggioli s.p.a.Filiali · BranchesMilano – Via F. 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Applicazioni di strumenti e procedure per l'elaborazione dei dati da rilievo digitale integrato per l’H-BIM

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