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Careddu, Alessio Mario

Fotogrammetria da UAV e tecniche LiDAR per il rilievo metrico 3D : la Cappella di Santa Maria dell'Abbazia di Novalesa.

Rel. Filiberto Chiabrando, Antonia Teresa Spanò. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2015

Abstract:

Introduzione

Lo scopo del lavoro è quello di presentare e analizzare le moderne tecniche di rilievo metrico 3D, quali la fotogrammetria da UAV e le tecniche LiDAR, ed i metodi di integrazione tra di esse, applicandoli al caso studio della Cappella di Santa Maria dell’abbazia di Novalesa.

All’interno della tesi viene evidenziato il ruolo fondamentale del rilievo nella conservazione e nello studio dei Beni Architettonici, e come esso sia interconnesso con molteplici discipline.

Inizialmente vengono introdotti i principi ed i fondamenti di alcune delle moderne tecniche di rilievo, appartenenti al campo della geomatica, allo scopo di fornire le informazioni necessarie alla comprensione delle sperimentazioni effettuate sul caso studio.

Il caso studio utilizzato si inserisce all’interno di una campagna di rilievo più ampia, effettuata dal team Direct del Politecnico di Torino. Lo scopo di queste operazioni era quello di ricercare le possibili connessioni funzionali e distributive tra il nucleo principale dell’abbazia e le cappelle che la circondano. Inoltre, si voleva sperimentare l’integrazione di tecnologie avanzate nel campo del rilievo metrico 3D, del telerilevamento, della predisposizione di cartografia e di sistemi WebGIS, allo scopo di documentare l’ambiente ed il patrimonio costruito.

Le elaborazioni eseguite si collocano all’interno di queste sperimentazioni, in quanto le acquisizioni sono state effettuate con alcune tra le più moderne tecnologie di rilevamento, quali la fotogrammetria aerea con prese effettuate da velivoli a volo autonomo ed il rilievo con tecniche LiDAR, ovvero tramite l’utilizzo di scanner laser.

Sono state sperimentate acquisizioni aeree con presa inclinata, al fine di restituire non solo ortofoto piane o modelli di terreni per lo più pianeggianti, ma modelli tridimensionali di interi edifici, con un dettaglio elevato anche delle strutture verticali.

Solitamente, queste prese vengono utilizzate in ambito urbano o in zone industriali di difficile accesso; in questo caso si voleva dimostrare come l’acquisizione di informazioni e dati metrici di manufatti architettonici situati in ambito rurale sia comunque efficace, garantendo campagne di rilievo brevi e riducendo i tempi di elaborazione dei dati rispetto ad altre tecniche, mantenendo comunque un’elevata precisione e garantendo una buona restituzione degli impianti decorativi.

La tesi vuole anche dimostrare le potenzialità dell’integrazione tra diverse discipline della geomatica, allo scopo di ricavare informazioni più dettagliate ed uniformi rispetto a quelle che si possono ottenere con l’utilizzo di una sola tecnica di rilievo metrico 3D.

In particolare, vengono approfonditi due metodi di integrazione tra la fotogrammetria aerea e le tecniche LiDAR: la prima sperimentazione è avvenuta con l’integrazione di una porzione di mesh generata da una nuvola di punti ottenuta da scansioni laser, con un modello generato da una presa aerofotogrammetrica. Il secondo metodo sperimentato consiste nella completa integrazione delle due nuvole di punti, utilizzando il risultato per poi generare un modello 3D dell’edificio.

I due metodi analizzati vengono poi confrontati, tramite un’analisi effettuata sia da un punto di vista visivo, che attraverso l’utilizzo di software studiati appositamente per avere un confronto metrico tra le nuvole di punti e le mesh.

Relatori: Filiberto Chiabrando, Antonia Teresa Spanò
Soggetti: A Architettura > AP Rilievo architettonico
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4352
Capitoli:

Indice

Capitolo 1 - Il rilievo dei Beni Architettonici

1.1 La geomatica

Capitolo 2-Le fasi del rilievo

21 Le fasi del rilievo

2.1.1 Pianificazione del rilievo

2.1.2 Sopralluogo

2.1.3 Inquadramento

2.1.4 Acquisizione dei dati

2.1.5 Elaborazione e restituzione dei dati

2.2 Strumenti e metodi utilizzati

2.2.1 II metodo fotogrammetrico

2.2.2 Stazione totale

2.2.3 II ricevitore GPS

2.2.4 Mezzi aerei non convenzionali a volo autonomo (UAV)

2.2.4 Laser Scanner

2.3 Georeferenziazione

2.4 Rilievo tramite UAV

2.5 Le Tecniche LiDAR

Capitolo 3 - Caso studio: la Cappella di Santa Maria a Novalesa

3.1 L'Abbazia della Novalesa

3.2 La Cappella di Santa Maria

3.3 Gli interventi di restauro

3.4 La Campagna di rilievo a Novalesa

3.5 La rete di inquadramento ed il rilievo topografico

3.6 Fotogrammetria da UAV

3.6.1 Strumentazione utilizzata

3.6.2 II volo su Santa Maria

3.7 Acquisizione dati laser

3.8 Elaborazione dei dati fotogrammetrici

3.8.1 Allineamento delle foto (align Photos)

3.8.2 Generazione della nuvola di punti (Build Dense Cloud)

3.8.3 Generazione della mesh (Build Mesh)

3.8.4 Generazione delle texture (Build Texture)

3.8.5 Georefemziazione del modello

3.9 Elaborazione dei dati laser

Capitolo 4 - Integrazione di fotogrammetria da UAV e tecniche LiDAR

4.1 Integrazione della parete mancante nella mesh fotogrammetrica

4.2 Integrazione (data fusion) della nuvola fotogrammetrica con la nuvola LiDAR

4.2 Analisi dei risultati

Capitolo 5 - Conclusioni

Bibliografia

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https://support.pix4d.com/hc/en-us/articles/202557459

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