La Sede di Topografi a e Fotogrammetria del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Pisa ha partecipato al progetto di ricerca Inter-Link dando un Contributo alla conoscenza della Kalà in termini di posizione, forma, geometria e colore (georeferenziazione e rilievo). L’area fortificata si presenta oggi con muri perimetrali a forma di ferro di cavallo, intervallati da torri di difesa, per uno sviluppo lineare complessivo pari a circa 600 metri. E’ accessibile completamente nella sua parte esterna, anche se l’area prospiciente il lato sud è caratterizzata da un percorso pedonale alberato le cui specie arboree hanno costituito un ostacolo alla piena visione dei paramenti murari, mentre la sua superficie interna è quasi tutta in proprietà private e quindi difficilmente raggiungibile salvo il lato ovest che si sviluppa in un’area di svago e ristoro il cui proprietario ha autorizzato il nostro accesso e il rilievo delle cortine murarie e l’interno delle torri. Le nostre campagne di rilievo non si ponevano l’obiettivo di esaurire la gran mole di lavoro che la Kalà richiede: si è valutato di impostare un rilievo che possa essere sviluppato ed integrato nel futuro dai colleghi albanesi dell’Istituto Nazionale dei Monumenti di Tirana (che hanno collaborato durante i rilievi fotogrammetrici) dell’Università o dalla Pubblica Amministrazione. Le nuove tecnologie di rilievo (GPS, laser scanner, fotogrammetria digitale, etc.) hanno i requisiti per ritenerle apparati conoscitivi consoni a rendere disponibile, in breve tempo, una base metrica corretta e affi dabile e modelli restitutivi che consentano di coniugare il rigore conoscitivo dell’indagine metrica con l’esigenza di servire effi cacemente da strumento di comprensione dei valori nonché di comunicare i significati del sito. Infatti, le tecniche e le metodologie proprie delle discipline geo-topo-cartografi che stanno vivendo negli ultimi anni un’importante fase di innovazione per quanto riguarda sia il momento dell’acquisizione del dato tridimensionale sia nel campo della rappresentazione di ciò che è stato rilevato, entrambe caratterizzate da un’evoluzione verso il digitale grazie alle possibilità offerte dall’elettronica e dall’informatica. Basta pensare come l’integrazione del laser scanner con la fotogrammetria digitale offra un valido strumento in grado di rispondere alle specifi che richieste di rilievo: è possibile, in questo modo, operare secondo diverse modalità e scale. Da un lato si possono ottenere modelli che documentano lo stato di fatto dall’altro possiamo disporre di una banca dati numerica (il modello 3D) che opportunamente strutturata e post processata, può essere adottata come base geografi ca tridimensionale per un vero e proprio sistema informativo spaziale per l’architettura e l’archeologia. Nel predisporre il progetto e l’organizzazione del rilievo si è valutato di finalizzarlo ad una restituzione dell’intero complesso architettonico integrata da particolari delle zone di pregio e significato. Siamo partiti dall’analisi della cartografia vettoriale a disposizione del centro di Elbasan. Questa non risulta essere in un riferimento certo: si è innanzitutto di provveduto alla sua georeferenziazione mediante misure GPS. Allo scopo è stata individuata come sede opportuna per predisporre un Master GPS un punto, da noi materializzato, sul tetto del Comune di Elbasan. Abbiamo sfruttato questa fase di lavoro per rilevare la posizione di punti caratteristici riconoscibili anche in cartografia e distribuire, nell’area circostante le mura, caposaldi materializzati e rilevati in modalità RTK che hanno successivamente costituito i vertici di una poligonale di riferimento per i successivi lavori di rilievo. La poligonale di inquadramento (costituita da 17 vertici) si sviluppa in adiacenza alle cortine murarie accessibili all’esterno e all’interno della fortezza e dai suoi vertici sono stati misurati i necessari punti di appoggio (per un totale di 290 punti), individuati da targets riflettenti, per i rilievi laser e per quelli fotogrammetrici. L’acquisizione laser scanner del complesso è stata eseguita con lo strumento Riegl LMS-Z420i integrato con la camera digitale calibrata Nikon D70s posto ad una distanza non superiore a circa 40m dalle mura. Sono state necessarie 27 scansioni con risoluzione media di 0.057 deg (che corrisponde ad una interdistanza dei punti sull’oggetto pari a circa 2 cm) per acquisire il completo fronte esterno, l’interno della parte ovest e delle due torri che vi sono presenti per un totale di 100.000.000 di punti. Per quanto riguarda i rilievi fotogrammetrici abbiamo focalizzato l’impegno su una parte signifi cativa delle mura posta sul lato ovest della fortezza, dove sono più visibili le diverse tessiture murarie, sono evidenti alcuni particolari signifi cativi dal punto di vista storico-architettonico, ed è anche l’unica libera da alberature frondose che ostruiscono la visione del paramento murario. In questa area le prese fotogrammetriche, finalizzate alla realizzazione di fotopiani, sono state progettate per una restituzione alla scala migliore di 1:50 e si è utilizzata la camera semimetrica Rollei Metric 6008. Sono stati elaborati i dati topografi ci e grazie a questi si è ricomposto l’insieme delle nuvole di punti acquisite con il laser in unico sistema di riferimento: si è prodotto il modello digitale tridimensionale ricco di informazioni e molto complesso della Kalà dal quale iniziare ad estrarre le informazioni metrologiche, morfologiche e colorimetriche. Le prospettive di utilizzo di questo prodotto sono innumerevoli: come nota si può mettere in evidenza che se la fase di rilievo è stata relativamente breve (nel totale 7 giorni) la sua restituzione è a tutt’oggi ancora in fase di sviluppo. Le prime elaborazioni hanno riguardato la pulitura del modello da quei dati che non riguardano propriamente la Fortezza. Successivamente abbiamo estratto polilinee signifi cative, sezioni e profi li che hanno permesso di leggere l’andamento del paramento murario, le sue diverse altezze, i diversi livelli di calpestio, di valutare la conformazione delle torri, di leggere lo spessori delle murature, di interpretare le connessioni tra le diverse parti, etc. ... Parallelamente si è proceduto a realizzare un modello tridimensionale digitale basato su superfi ci (mesh) la cui creazione richiede un’interpretazione del modello rilevato nonché una adeguata riduzione dei punti acquisiti per renderlo gestibile dalle strumentazioni informatiche, sia hardware sia software, funzionale, fruibile e versatile per l’esplorazione e la rappresentazione. Questo prodotto è stato “colorato con le immagini digitali acquisite dal laser e orientate nel sistema di riferimento del progetto (texture mapping) e si è creato un filmato che permette di percorrere la fortezza nei suoi spazi interni ed esterni. Uno degli ultimi risultati che abbiamo realizzato è l’ortofoto sui dati laserscan di alcune parti del modello. Per quanto riguarda invece i rilievi fotogrammetrici questi hanno permesso di realizzare un fotomosaico alla scala 1:50 che riproduce la porzione di parete ovest nella sua completezza grazie all’utilizzo delle immagini acquisite e raddrizzate. La successiva restituzione vettoriale del fotopiano, ricomposti spazialmente in ambiente CAD, ha consentito di evidenziare grafi camente le tecniche costruttive, i degradi parietali, i diversi materiali utilizzati, nonché la loro posizione sulla parete Fornendo elementi di immediato supporto per lo studio e la catalogazione del bene e per le successive operazioni di pianifi cazione delle indagini diagnostiche nonché per gli interventi dionservazione e manutenzione.
Survey and digital description of the fortification trought laser scanner and photogrammetry
CAROTI, GABRIELLA;PIEMONTE, ANDREA
2008-01-01
Abstract
La Sede di Topografi a e Fotogrammetria del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Pisa ha partecipato al progetto di ricerca Inter-Link dando un Contributo alla conoscenza della Kalà in termini di posizione, forma, geometria e colore (georeferenziazione e rilievo). L’area fortificata si presenta oggi con muri perimetrali a forma di ferro di cavallo, intervallati da torri di difesa, per uno sviluppo lineare complessivo pari a circa 600 metri. E’ accessibile completamente nella sua parte esterna, anche se l’area prospiciente il lato sud è caratterizzata da un percorso pedonale alberato le cui specie arboree hanno costituito un ostacolo alla piena visione dei paramenti murari, mentre la sua superficie interna è quasi tutta in proprietà private e quindi difficilmente raggiungibile salvo il lato ovest che si sviluppa in un’area di svago e ristoro il cui proprietario ha autorizzato il nostro accesso e il rilievo delle cortine murarie e l’interno delle torri. Le nostre campagne di rilievo non si ponevano l’obiettivo di esaurire la gran mole di lavoro che la Kalà richiede: si è valutato di impostare un rilievo che possa essere sviluppato ed integrato nel futuro dai colleghi albanesi dell’Istituto Nazionale dei Monumenti di Tirana (che hanno collaborato durante i rilievi fotogrammetrici) dell’Università o dalla Pubblica Amministrazione. Le nuove tecnologie di rilievo (GPS, laser scanner, fotogrammetria digitale, etc.) hanno i requisiti per ritenerle apparati conoscitivi consoni a rendere disponibile, in breve tempo, una base metrica corretta e affi dabile e modelli restitutivi che consentano di coniugare il rigore conoscitivo dell’indagine metrica con l’esigenza di servire effi cacemente da strumento di comprensione dei valori nonché di comunicare i significati del sito. Infatti, le tecniche e le metodologie proprie delle discipline geo-topo-cartografi che stanno vivendo negli ultimi anni un’importante fase di innovazione per quanto riguarda sia il momento dell’acquisizione del dato tridimensionale sia nel campo della rappresentazione di ciò che è stato rilevato, entrambe caratterizzate da un’evoluzione verso il digitale grazie alle possibilità offerte dall’elettronica e dall’informatica. Basta pensare come l’integrazione del laser scanner con la fotogrammetria digitale offra un valido strumento in grado di rispondere alle specifi che richieste di rilievo: è possibile, in questo modo, operare secondo diverse modalità e scale. Da un lato si possono ottenere modelli che documentano lo stato di fatto dall’altro possiamo disporre di una banca dati numerica (il modello 3D) che opportunamente strutturata e post processata, può essere adottata come base geografi ca tridimensionale per un vero e proprio sistema informativo spaziale per l’architettura e l’archeologia. Nel predisporre il progetto e l’organizzazione del rilievo si è valutato di finalizzarlo ad una restituzione dell’intero complesso architettonico integrata da particolari delle zone di pregio e significato. Siamo partiti dall’analisi della cartografia vettoriale a disposizione del centro di Elbasan. Questa non risulta essere in un riferimento certo: si è innanzitutto di provveduto alla sua georeferenziazione mediante misure GPS. Allo scopo è stata individuata come sede opportuna per predisporre un Master GPS un punto, da noi materializzato, sul tetto del Comune di Elbasan. Abbiamo sfruttato questa fase di lavoro per rilevare la posizione di punti caratteristici riconoscibili anche in cartografia e distribuire, nell’area circostante le mura, caposaldi materializzati e rilevati in modalità RTK che hanno successivamente costituito i vertici di una poligonale di riferimento per i successivi lavori di rilievo. La poligonale di inquadramento (costituita da 17 vertici) si sviluppa in adiacenza alle cortine murarie accessibili all’esterno e all’interno della fortezza e dai suoi vertici sono stati misurati i necessari punti di appoggio (per un totale di 290 punti), individuati da targets riflettenti, per i rilievi laser e per quelli fotogrammetrici. L’acquisizione laser scanner del complesso è stata eseguita con lo strumento Riegl LMS-Z420i integrato con la camera digitale calibrata Nikon D70s posto ad una distanza non superiore a circa 40m dalle mura. Sono state necessarie 27 scansioni con risoluzione media di 0.057 deg (che corrisponde ad una interdistanza dei punti sull’oggetto pari a circa 2 cm) per acquisire il completo fronte esterno, l’interno della parte ovest e delle due torri che vi sono presenti per un totale di 100.000.000 di punti. Per quanto riguarda i rilievi fotogrammetrici abbiamo focalizzato l’impegno su una parte signifi cativa delle mura posta sul lato ovest della fortezza, dove sono più visibili le diverse tessiture murarie, sono evidenti alcuni particolari signifi cativi dal punto di vista storico-architettonico, ed è anche l’unica libera da alberature frondose che ostruiscono la visione del paramento murario. In questa area le prese fotogrammetriche, finalizzate alla realizzazione di fotopiani, sono state progettate per una restituzione alla scala migliore di 1:50 e si è utilizzata la camera semimetrica Rollei Metric 6008. Sono stati elaborati i dati topografi ci e grazie a questi si è ricomposto l’insieme delle nuvole di punti acquisite con il laser in unico sistema di riferimento: si è prodotto il modello digitale tridimensionale ricco di informazioni e molto complesso della Kalà dal quale iniziare ad estrarre le informazioni metrologiche, morfologiche e colorimetriche. Le prospettive di utilizzo di questo prodotto sono innumerevoli: come nota si può mettere in evidenza che se la fase di rilievo è stata relativamente breve (nel totale 7 giorni) la sua restituzione è a tutt’oggi ancora in fase di sviluppo. Le prime elaborazioni hanno riguardato la pulitura del modello da quei dati che non riguardano propriamente la Fortezza. Successivamente abbiamo estratto polilinee signifi cative, sezioni e profi li che hanno permesso di leggere l’andamento del paramento murario, le sue diverse altezze, i diversi livelli di calpestio, di valutare la conformazione delle torri, di leggere lo spessori delle murature, di interpretare le connessioni tra le diverse parti, etc. ... Parallelamente si è proceduto a realizzare un modello tridimensionale digitale basato su superfi ci (mesh) la cui creazione richiede un’interpretazione del modello rilevato nonché una adeguata riduzione dei punti acquisiti per renderlo gestibile dalle strumentazioni informatiche, sia hardware sia software, funzionale, fruibile e versatile per l’esplorazione e la rappresentazione. Questo prodotto è stato “colorato con le immagini digitali acquisite dal laser e orientate nel sistema di riferimento del progetto (texture mapping) e si è creato un filmato che permette di percorrere la fortezza nei suoi spazi interni ed esterni. Uno degli ultimi risultati che abbiamo realizzato è l’ortofoto sui dati laserscan di alcune parti del modello. Per quanto riguarda invece i rilievi fotogrammetrici questi hanno permesso di realizzare un fotomosaico alla scala 1:50 che riproduce la porzione di parete ovest nella sua completezza grazie all’utilizzo delle immagini acquisite e raddrizzate. La successiva restituzione vettoriale del fotopiano, ricomposti spazialmente in ambiente CAD, ha consentito di evidenziare grafi camente le tecniche costruttive, i degradi parietali, i diversi materiali utilizzati, nonché la loro posizione sulla parete Fornendo elementi di immediato supporto per lo studio e la catalogazione del bene e per le successive operazioni di pianifi cazione delle indagini diagnostiche nonché per gli interventi dionservazione e manutenzione.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
