Palazzo dei Priori a Perugia: dal rilievo multi-sensore alla generazione degli elaborati multimediali per progettare interventi di miglioramento sismico

Il mondo del 3D è sempre più focalizzato sulla fase di estrazione dei dati e sempre meno sulle fasi di data acquisition che oramai si danno per consolidate, attraverso i numerosi sistemi disponibili sul mercato con soluzioni più o meno valide, e in grado di garantire la qualità necessaria per il raggiungimento degli obiettivi del lavoro di rilievo.

È comunque vero che sia la fase del rilievo, che quella di estrazione dei dati, non possono essere separate “ad infinitum”, ed anzi non lo potranno mai essere veramente, poiché il risultato è basato su diversi fattori, come le specifiche dei sistemi impiegati, le modalità operative e anche e soprattutto le capacità e l’efficienza di chi i dati li rileva sul campo.

In ogni caso, indipendentemente dalla tipologia e dalla copertura del dato di rilievo sia esso a scala territoriale o architettonica la fase di “estrazione dei dati” rappresenta almeno il 70% del lavoro, se non in alcuni casi anche l’80% comprendendo le attività di elaborazione, pulizia dei data set, e soprattutto le elaborazioni specifiche di tipo tecnico come estrazione di mappe, profili, sezioni o ortofoto, ma anche modelli 3D e popolazione dei DB d’uso nei processi BIM o degli attuali Digital Twin.

Il caso studio del Palazzo dei Priori a Perugia

Nel caso di cui a questa nota editoriale, l'obiettivo del lavoro è stato quello di realizzare un modello 3D del Palazzo con elevato grado di dettaglio geometrico funzionale ad un primo livello del BIM del bene necessario per la progettazione degli Interventi di Miglioramento Sismico, e contestualmente quello di mappare cromaticamente ogni sala, stanza e vano dell’edificio tramite l’acquisizione di immagini a 360° con particolare attenzione per quelle di maggior pregio.

A tale scopo si è ritenuto necessario utilizzare la tecnica di rilevamento fotogrammetrico da UAS integrata con quella del laser scanning terrestre.

In accordo e su richiesta della stazione appaltante il materiale prodotto è stato integrato nelle gallery promozionali della GNU e potrà essere utilizzato in futuri progetti orientati al Digital Twin della città di Perugia.

Nella realizzazione del lavoro si è cercato di mantenere la massima precisione in tutte le fasi, poiché l’uso del modello finale è stato orientato a tutte le scale di letture del manufatto. Dal contesto urbano al corpo principale del Palazzo dei Priori, con una definizione continua e precisa nella struttura metrica sia interna che esterna. Considerata l’importanza del manufatto, oltre alle strutture, sono stati documentati gli impianti primari, così come i paramenti a 360°, ma rigorosamente a livello di Nuvole di Punti in modalità RGB.

Il Workflow operativo

Per garantire le precisioni richieste è stata realizzata una rete geo-topografica primaria costituita da 15 stazioni esterne alla struttura e altrettante interne ai locali principali necessarie per ottenere l’”ossatura” rigida e stabile del rilevamento nel suo complesso. A partire dalle stazioni topografiche sono stati rilevati i punti di dettaglio necessari per la georeferenziazione del rilievo laser scanning (convenzionalmente chiamati marker) e fotogrammetrico da UAS (convenzionalmente chiamati GCP).

Il processo di lavorazione si basa sulla produzione di Nuvole di Punti 3D da utilizzare per l’estrazione di tutte le informazioni necessarie per il raggiungimento degli obiettivi. Le nuvole di punti 3D possono essere utilizzate in maniera disgiunta per estrarre i tradizionali elaborati 2D quali piante, prospetti e sezioni così come i modelli 3D.

Come è noto agli operatori del settore la gestione di grandi molti di dati che inevitabilmente si generano con questo tipo di approccio strumentale rappresenta un aspetto non trascurabile nella gestione del progetto sia dal punto di vista del rilevatore che da quello del committente. Per tale ragione, nel caso in esame, si è concordato con la stazione appaltante di suddividere l’intero rilevamento in 11 dataset ognuno associato ad un Livello Funzionale del Palazzo da trattare separatamente con possibilità di riunificazione grazie all’istituzione di un univoco sistema di riferimento.

Lo schema di cui sopra in figura descrive il flusso di lavoro seguito che ha visto impegnate complessivamente 5 persone per circa 3 mesi nella fase del rilievo totale e restituzione degli elaborati, per una superficie complessiva di 29500 mq e di circa 71 Miliardi di punti laser scanner acquisiti.

Acquisizione dei dati

Nel paragrafo che segue, le fasi primarie ed operative del workflow generale (di seguito WF_) di esecuzione del lavoro, ovvero:

Le immagini fotografiche da UAS hanno interessato tutte le pareti esterne del Palazzo con particolare attenzione alle coperture e sono state eseguite con sistema DJI Mavic 2 PRO che ben si presta per scenari non troppo estesi.
Le immagini acquisite e successivamente elaborate con software professionale (Agisoft Metashape) hanno consentito di generare la nuvola di punti impiegata ad integrazione delle aree non rilevabili tramite laser scanner quali le coperture e le pareti esterne non accessibili. Tramite il suddetto processo fotogrammetrico è stata generato l’ortofotopiano delle coperture.

Il rilevamento laser scanner ha interessato il complesso edilizio in tutte le sue parti interne ed esterne e, come precedentemente anticipato, è stato suddiviso in 11 Livelli funzionali per un totale di 1943 scansioni realizzate con l’ausilio di strumentazione P40 e RT360 di Leica Geosystems.

In corrispondenza delle sale di maggior pregio sono state acquisite immagini panoramiche 360° ad alta risoluzione con una camera tradizionale Canon 650D dotata di sistema Nodal Ninja per un totale di 30 postazioni.
Per ogni postazione strumentale sono state acquisite le relative immagini fotografiche con camera interna per quanto riguarda RTC360 e con camera esterna per quanto riguarda il sistema P40 al fine di ottenere nuvole di punti con associati i rispettivi valori RGB. Tutte le immagini acquisite, ricondotte al formato navigabile *.mov, consistono nel dataset di circa 1973 immagini sferiche.

L'ARTICOLO CONTINUA NEL PDF IN ALLEGATO....

Nei prossimi paragrafi si parlerà di:

• Estrazione dei dati;
• Modello 3D;
• Uso delle immagini.