II GE:Omedia No.1 ;004 Valutazione comparativa di un sistema ibrido basato su Fotogrammetria e Laser Scanner per la rappresentazione arch itetton ica Introduzione II rilievo con laser-scanner e un'alternati- va al rilievo topografico-fotogrammetrico? Se ci6 non fosse, quanto e dove questa nuova metodologia sostituisce 0 affianca la "vecch ia" metodolog ia? Per rispondere si e cercato di capire se la strumentazione hardware e software oggi disponibile per il laser-scanning permetta di ottenere un risultato soddisfacente secondo i canoni attuali della rappresentazione architet- tonica, che necessita I'uso non solo di disegni al tratto in proiezione ortogonali, ma anche elaborati raster e model Ii tridimensionali . E' state dunque scelto di eseguire il rilie- vo di uno stesso oggetto utilizzando Ie due diverse metodologie e di confrontarle in ogni singola fase. L'area del test e una porzione del paramento esterno dell'Arena di Verona, costituita da tre arcovoli della zona sud: il XXXI, il XXXII ed il XXXIII che rappresentano un lotto funzionale al rilievo topografico-fo- togrammetrico. Risulta infatti un'area di test significativa per dimensioni in modo da non semplificare Ie problematiche pur mantenen- do un completo controllo delle operazioni. Lo scopo e infatti quello di valutare Ie tec- niche dal punto di vista operativo e si pone quindi la necessita di mantenere una stretta aderenza con la pratica operativa e profes- sionale del rilievo. II punto essenziale e che se il rilievo foto- grammetrico di un monumento come l'Are- na, e una tecnica assolutamente controllata, per cui si conoscono i tempi, i costi e i risulta- ti ottenibili, illaser-scanning, invece, ha avuto applicazioni solo sperimentali e non esiste una casistica cos] estesa da poter progettare con efficacia un rilievo che abbia come sup- porto strumentale di base 10 scanner 3D. Per poter confrontare in modo rigoroso solo Ie tecniche di acquisizione e restituzione si e deciso di mantenere comune I'inquadra- mento topografico, costituito dalle reti topo- grafiche di inquadramento e di dettaglio. Delle due metodologie si sono perci6 analiz- zate Ie modalita operative in campagna e Ie ope- razioni di gestione e di trattamento dei dati in la- boratorio, mettendo in evidenza Ie operazioni comuni aile due tecniche, quelle logicamente as- similabili e quelle completamente diverse. Si sono poi messi a confronto gli elabo- rati vector e raster otten uti, per valutare Ie differenze di risultato e cercare di individuare Ie cause delle differenze. Infine si sono valutate Ie risorse (tempi e costi) necessarie per 10 svolgimento del rilievo usando Ie due diverse tecniche, per evidenzia- re eventuali economie rese possibili dall'uso della metodologia basata su laser scanner. laser scanning La caratteristica es- senziale della tecnologia "laser-scanning" e quel- la di permettere I'acqui- sizione autonoma di mi- lioni di punti 3D in bre- vissimo tempo. Tutti gli strumenti laser-scanner in fase di acquisizione non han- no bisogno di un ope- Fig. 3 - II sistema LMS-Z 360i e un foto-teodolite operazioni di accensione, inquadramento del- I'area e scansione della stessa (fig .1) ; manca completamente quel controllo, da parte del- I'operatore, dei punti acquisiti che caratterizza invece il rilievo topografico-fotogrammetrico. II risultato di una scansione e un insieme numerosissimo di punti (c hiamato "nuvola di punti") distribuiti sull'oggetto da rilevare, se- condo un passo angolare regolare assegnato ma di fatto assolutamente indifferente ri- spetto alia geometria dell'oggetto stesso. L'applicazione nel campo dei Beni Cultu- rali di questa nuova tipologia di dati pu6 es- sere affrontata secondo un approccio ridutti- vo, ossia cercando di ottenere forse piu rapi- damente e piu economicamente i prodotti tradizionali, 0 in modo propositivo, cercando di generare nuovi strumenti di descrizione e rappresentazione delle forme complesse. In questa sfida sono coinvolti non solo i rilevatori ma anche co I oro che basano la pro- pria attivita sui risultati del rilievo metrico, come restauratori, strutturisti, storici. II laser-scanner lMS-Z360i II laser-scanner LMS-Z360i con camera di- gitale Nikon D1 00 e 10 strumento utilizzato per il test condotto per questo lavoro. Si tratta di un sensore terrestre portatile, adatto all'acqui- sizione veloce di immagini tridimensionali di buona qual ita anche in presenza di difficili con- dizioni ambientali. Lo strumento prodotto dal- I'azienda austriaca RIEGL-Laser measurement System, e un'ottima combinazione di mezzi ot- tico-elettronici atti a ricreare dei model Ii di su- perficie tridimensionali in breve tempo e anche a distanze elevate di scansione . II Laser Scanner consta di due parti una fis- sa e I'altra mobile che permette allo strumen- to di ruotare intorno al proprio asse verticale di 360°. L'apertura angolare verticale del fascia laser e di 80° grazie ad uno specchio rotante. AII'interno della componente fissa e col- Fig. 1 - Schema di un 'acquisizione laser scanner ratore se non per Ie locato il distanziometro la ser.