Rilievo e ripristino del lastrico stradale storico nelle attività di manutenzione delle sottoreti di servizio: il caso di Bolsena

Non potendo usare il drone, si è optato per un rilievo “fotogrammetrico in movimento” di nuova generazione

Attività che sembrano di routine, come la manutenzione del lastrico di una cittadina storica come Bolsena nell'alto Lazio, nei fatti non lo sono affatto, soprattutto quando la prescrizione del committente richiede una documentazione pre e post intervento, che possa garantire un ripristino del lastricato che da sempre ha caratterizzato il sito.
L'azienda che deve realizzare il lavoro non ha scelta, o realizza una mappatura fotografica, classificando e numerando il materiale in maniera certa, affinché lo stesso possa essere ripristinato esattamente dove il medesimo era "in situ", o non può rispondere alle specifiche operative imposte.

Pertanto sarebbe costretta a rilevare per via fotogrammetrica l'intera pavimentazione della cittadina, con costi e tempi operativi fuori dai budget previsti per la documentazione tecnica.
È questo il caso del Comune di Bolsena (VT), in relazione a lavori di manutenzione straordinaria del tratto di rete fognaria che insiste sotto il selciato di via delle Piagge, dove era richiesta la ricostruzione completamente conforme con la situazione ante-opera.

Via delle Piagge congiunge Piazza San Rocco con Piazza della Rocca, è percorribile a piedi e presenta alcuni tratti con brevi cavedi sotto gli edifici. Questa caratteristica, oltre al fatto di essere un centro storico, non permetteva un rilievo da drone, e si è quindi optato per un rilievo di tipo “fotogrammetrico in movimento” di nuova generazione.

La tecnologia di ultima generazione messa a disposizione dalla CRISEL srl di Roma ha rappresentato il punto di svolta del progetto. Si tratta di un sistema basato su Visual Slam (VS), che impiega un complesso algoritmo (proprietario) di calcolo via cloud che utilizza, oltre ai dati di VS anche tantissimi altri parametri come velocità, inclinazione, direzione, distanza dall’oggetto, esposizione, ecc. Un sistema introdotto sul mercato da STONEX da appena 1 anno da STONEX, di cui Crisel è distributore per il centro Italia.

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Il sistema XVS nasce nella fucina delle idee legate alla fotogrammetria di 4^ generazione come il mondo dell'SfM, della computer vision e del successivo mondo Visual SLAM, già alla base del primo sistema coniato da Google come progetto TANGO. Ma questo è semplicemente un excursus sulle tecnologie e sui progetti di contesto, poiché l'innovativa potenzialità del sistema XVS di STONEX rappresenta più una singolarità, che un classico prodotto.

XVS ha infatti una catena di valori che permette di ottenere un modello 3D del tutto singolare, ovvero una qualità unica nel suo genere, e con una performance metrologica anch'essa unica, se si pensa che il sistema è basato sulla sola acquisizioni di immagini e di dati di posizione relativa, come quella ottenuta con i sistemi di IMU.
A dire il vero il sistema ha anche una unica pecca, dovuto al fatto che per ottenere delle buone immagini, è necessario operare alla luce del giorno, o quantomeno non al buio. Ma si sa, la fotografia in generale, a meno che non sia di tipo notturna, ha necessità di buona luce.
Ma andiamo a vedere perchè il sistema XVS è così specifico per attività di rilievo e modellazione 3D di tipo fotorealistica, ovvero:

• È basato su un sistema di ripresa di video-immagini, associato ad un sistema di tracker IMU e un algoritmo di validazione on the fly della traiettoria;
• Effettua riprese dinamiche;
• É assistito da un tablet con a bordo un sw di controllo iterativo di congruità e precisione della porzione di rilievo;
• É basato su due sistemi di ripresa, di cui uno in alta risoluzione e l'altro in bassa, poiché finalizzato alla sola ricostruzione V-SLAM;
• Elaborazione avanzata via servizi cloud;
• Generazione di modello 3D fotorealistico e in Point Cloud;
• Precisioni compatibili nell’ambito di rilievi architettonici e ingegneristici;
• Dimensionamento del rilievo basato su target mobili.

I vantaggi del sistema XVS sono legati innanzitutto al rapporto prezzo/prestazioni del tutto nuovo per il mercato dei sistemi di rilievo di tipo SLAM, e in secondo luogo perché l’approccio al rilievo del modello 3D, coniuga sia l’aspetto di tipo fotorealistico, sia quello del modello digitale perfettamente compatibile con la definizione dei Digital Twin dell’attuale fase di digitalizzazione dei manufatti storici e non.

Il modello è quindi perfettamente misurabile, e dallo stesso è possibile estrarre sezioni, profili, piante e prospetti definiti all’interno dell’ambiente operativo accessorio di CUBE e PointCAB. I dati estratti sono poi compatibili con il classico CAD attraverso il formato DXF e delle ortofoto derivate dal modello fotogrammetrico.

Dimensionamento e georeferenziazione

Il rilievo è stato affrontato collocando 8 target sul percorso delle riprese, rilevati con un sistema GPS la dove possibile, e con una Stazione Totale per le zone senza visibilità GNSS. La necessità di georeferenziare in maniera solida il rilievo, nasce dal fatto che lo sviluppo dell’area di rilievo è molto complessa, e in questa maniera le derive tipiche dei sistemi IMU vengono contenute fortemente.
L’acquisizione dei dati in campo si avvale di un’APP installata su un tablet Windows che guida l’operatore, fornendo indicazioni sulla qualità della copertura fotogrammetrica, stimando in tempo reale le precisioni.

In relazione alla lunghezza del percorso si è optato per dividere il rilievo in due sessioni, caricate successivamente sul software in cloud ed elaborati in un unico progetto, ottenendo quindi un’unica nuvola di punti.
La definizione della nuvola ottenuta, utilizzando il software PointCAB ha permesso l’elaborazione di ortofoto molto nitide in cui si apprezzano i dettagli più piccoli, mentre dopo l’esportazione in ambiente CAD è stato possibile mappare i singoli ciottoli.

I professionisti coinvolti nell'operazione

Alle attività di rilievo ed elaborazione hanno partecipato diversi attori e diverse professionalità, L’incarico del rilievo è stato affidato allo Studio GEOARCHI Engineering del Geom. Leandro Millacci, mentre l’esecuzione dei rilievi finalizzati all’inquadramento e georeferenziazione hanno visto in campo il Geom. Andrea Tellini, il quale ha successivamente realizzato anche la stesura finale degli elaborati CAD di progetto.

L’operatività sul campo per l’intera fase di acquisizione dati con il sistema XVS è stata invece assicurata da Crisel srl, distributore per Lazio, Umbria e Toscana dei prodotti topografici e 3D, ed eseguita dal Dott. Paolo Di Giusto con il supporto di Massimo Dottori, responsabile commerciale di Stonex per l’area viterbese.
Al termine delle operazioni di elaborazione del modello 3D, è stato prodotto un video demo dell’intero percorso di rilievo.