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Bastonero, Paola

UAV (Unmanned Aerial Vehicle) : esperienza sull'Abbazia di Staffarda.

Rel. Filiberto Chiabrando. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2013

Abstract:

Da sempre l’uomo ha cercato punti di osservazione che gli consentissero di “guardare dall'alto”.

Questa curiosità, nonché necessità, si protende anche nell’ambito del rilievo dell’Architettura, del Patrimonio Costruito, di quello Archeologico.

Nel corso dei secoli l’Architettura è stata oggetto di studio e di osservazione in tutte le sue forme e complessità: dalle murature ai sistemi costruttivi, dallo sviluppo degli interni ai particolari, sino alla copertura ma pure sempre attraverso rilievi svolti a terra.

La volontà di trovare un metodo che consenta un’osservazione “a volo d’uccello” ad una distanza che garantisca un elevato livello di dettaglio è dimostrata dai diversi esperimenti effettuati: dalla mongolfiera di Nadar nel XIX sec. alla personale esperienza del palo telescopico (Chiabrando et al.2010). Oggi l’applicazione dei nuovi strumenti a pilotaggio remoto, gli Unmanned Aerial Vehicle (UAV), anche nel settore del rilievo ed in particolare della fotogrammetria ha permesso di dar vita ad una nuova accezione di quest’ultima, la UAV Photogrammetry. Questa disciplina si interpone tra la Close Range Photogrammetry (terrestre) e quella aerea; la distanza ridotta, l’accuratezza e la ricchezza di dettagli deriva dalla terrestre, la possibilità di acquisire volando dall’aerea.

Se poi i prodotti dell’acquisizione vengono elaborati con software basati sulle tecniche innovative di Image Matching, si possono ottenere risultati tridimensionali a partire da immagini bidimensionali con metodi speditivi.

La presente tesi si propone, quindi, di indagare i principi di funzionamento dei sistemi UAV, il loro stato dell’arte soprattutto in riferimento alle applicazioni in ambito fotogrammetrico ed anche di studiare e sperimentare l’automazione dei processi di correlazione di immagini resi possibili dagli innovativi algoritmi di “Image MatchingTramite essi si giunge in modo speditivo a modelli tridimensionali originati da immagini stereoscopiche; tali modelli sono caratterizzati da una ricchezza informativa, da precisioni e da livelli di dettaglio non garantiti da tecniche tradizionali.

Sulla base del quadro conoscitivo acquisito, la tesi presenta anche un esperimento condotto sull’Abbazia di Staffarda. Il caso studio preso in considerazione propone l’utilizzo di un sistema UAV (HexaKopter, Mikrokopter) per la realizzazione di un rilievo da bassa quota del complesso abbaziale. I dati acquisiti sono poi stati elaborati con software ad alto livello di automazione che sfruttano le tecniche di matching per la realizzazione di prodotti 3D derivati da fotogrammi. Tali modelli sono caratterizzati, come detto, da una forte rispondenza alla realtà rappresentata, sono dotati di grande potere comunicativo, oltre a contenere un’ingente mole di informazioni.

Essi fungono pertanto da “archivio digitale” dal quale attingere informazioni anche in forma dilazionata nel tempo; opportunamente “vestiti” da immagini proiettate sulla loro superficie costituiscono inoltre un valido strumento di diffusione del valore culturale dei beni.

La ricchezza di particolari descrittivi contenuti nel modello consente anche la produzione di elaborati grafici tradizionali bidimensionali; il caso studio affrontato- evidenzia anche come i sistemi UAV coniugati alla fotogrammetria digitale sopravanzino di gran lunga tutte le tecniche di rilievo tradizionali a terra se tra gli obiettivi del rilievo vi è la documentazione accurata delle coperture degli edifici.

Relatori: Filiberto Chiabrando
Soggetti: A Architettura > AE Edifici e attrezzature per il culto
A Architettura > AP Rilievo architettonico
S Scienze e Scienze Applicate > SF Elettronica, computers, Computer science
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3453
Capitoli:

INDICE DELLE IMMAGINI

PREMESSA

1. UAV - UNMANNED AERIAL VEHICLES

1.1 - VELIVOLI SENZA EQUIPAGGIO- STATO DELL'ARTE

1.1.2- CLASSIFICAZION E

1.1.3- I PRIMI ESPERIMENTI

1.1.4- ULTIMI SVILUPPI

1.2 - USI ED APPLICAZIONI DEI SISTEMI UAV

1.2.1- AMBITO CIVILE

1.3 - NORMATIVA

1.3.1 - SCENARIO INTERNAZIONALE

1.3.2 - SCENARIO ITALIANO

2. UAV COME STRUMENTO PER IL RILIEVO DELL'ARCHITETTURA

2.1-ALTRE TECNICHE DI RILIEVO

2.1.1- RILIEVO DIRETTO

2.1.2- RILIEVO INDIRETTO

2.2 - RILIEVO FOTOGRAMMETRICO

DALLE PRIME "FOTOGRAFIE METRICHE" ALLA FOTOGRAMMETRIA con UAV

2.2.1- PRINCIPI GEOMETRICI ED ANALITICI DELLA FOTOGRAMMETRIA

2.2.2 - FOTOGRAMMETRIA ANALOGICA

2.2.3 - FOTOGRAMMETRIA ANALITICA ....

2.2.4- FOTOGRAMMETRIA DIGITALE

2.2.5 - FOTOGRAMMETRIA TERRESTRE e FOTOGRAMMETRIA AEREA

2.3 - UAV PHOTOGRAMMETRY

2.4-AUTOMAZIONE DEL PROCESSO FOTOGRAMMETRICO:

ALGORITMI DELLA FOTOGRAMMETRIA DIGITALE,

L'IMAGE MATCHING

2.4.1 - INNOVAZIONI NELLA GENERAZIONE DEI MODELLI 3D

2.4.2- "L'IMAGE MATCHING"

3-ILCASO STUDIO:

RILIEVO CON SISTEMA UAV DEL COMPLESSO ABBAZIALE DI STAFFARDA

INTRODUZIONE

3.1 - INQUADRAMENTO STORICO

L'ABBAZIA CISTERCENSE DI SANTA MARIA DI STAFFARDA

L'ORDINE CISTERCENSE

LA NASCITA DELL'ABBAZIA

STAFFARDA

IL DECLINO DI STAFFARDA

CARATTERI URBANISTICI ED ARCHITETTONICI

DORMITORI

ZONE ESTERNE ALLA CLAUSURA

INTERVENTI E RESTAURI DI MAGGIOR RILIEVO

3.2 - LA SPERIMENTAZIONE DEL SISTEMA UAV

FASI di RILIEVO

FASE PRELIMINARE: PROGETTO DEL RILIEVO

RIELABORAZIONE DATI

CONCLUSIONI

ALLEGATO

RINGRAZIAMENTI

Bibliografia

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