In questo articolo vogliamo parlare di un rilievo con laser scanner eseguito con la tecnica di acquisizione dei target direttamente sul campo, metodologia di lavoro sicuramente più “onerosa” in termini di tempo nel rilievo “on site” ma estremamente più veloce e precisa nel successivo lavoro di unione delle nuvole.
Abbiamo utilizzato questa metodologia di lavoro durante il rilievo generale della Chiesa della Pieve di Corsignano eseguito da La Sia a supporto del rilievo del quadro fessurativo.
Sono state eseguite diverse stazioni sia all’esterno che all’interno della struttura, in particolare 13 stazioni esterne e 12 stazioni interne per un totale di 25 stazioni completate in circa 7 ore di lavoro. La strumentazione utilizzata è stata un Laser Scanner Leica P30 e 6 target tipo bianco e nero da 4.5” (4 montati su supporti girevoli e 2 fissi a parete); per l’unione delle nuvole è stato utilizzato il software Leica Cyclone.
L’impianto della chiesa è rettangolare con campanile nell’angolo basso di sinistra e sacrestia annessa in alto a destra; nella parte esterna della chiesa, dietro l’altare, si trovano i resti di quelle che dovevano essere le basi dell’abside della chiesa.
Il rilievo ha interessato prima l’esterno: partendo dalla facciata nord-est si è girato in senso antiorario sui 4 lati fino alla parte verso sud-est dove sono stati rilevati anche i resti affioranti dell’impianto murario originale (oggetto di recenti scavi archeologici che li hanno portati alla luce). Si è passati poi all’interno posizionando le stazioni nelle tre navate, nel campanile e nella sacrestia (non si è rilevata la cripta sotterranea) cercando di non lasciare angoli ciechi e dettagliando maggiormente alcune zone indicate dal tecnico strutturista.
Nei rilievi, soprattutto degli esterni, utilizziamo quasi sempre i target per avere un miglior risultato nella successiva fase di unione delle nuvole, questa volta, vista anche la maggior precisione richiesta abbiamo optato anche per l’acquisizione dei target direttamente a fine scansione tramite una funzione dedicata dello scanner.
Ogni scansione è stata legata alla successiva con almeno 3 target posizionati a diverse distanze e diverse altezze, cercando sempre di avere i punti fissi non raggruppati vicini ma “sparsi” nella scena da acquisire. L’acquisizione dei target, con il laser scanner utilizzato (modello Leica P30), avviene dopo la scansione della scena: senza ovviamente spostare lo strumento si selezionano dal preview della scansione uno per uno i target visibili assegnando a ciascuno un ID univoco (nel brogliaccio del rilievo, dove di solito stampiamo la planimetria dell’edificio da rilevare, insieme alla posizione approssimata ed il numero della scansione ci segnamo anche l’ID dei vari target posizionati).
Durante il rilievo l’assegnazione corretta del giusto ID ad ogni target è fondamentale per non ritrovarsi a studio con delle nuvole che non si agganciano (ovviamente l’ID assegnato è sempre possibile correggerlo a posteriori nella successiva fase di lavorazione delle nuvole). Una volta individuati e registrati i target si passa all’acquisizione vera e propria da parte dello strumento che si riattiva e ricerca, nei punti precedentemente selezionati, lo schema bianco nero del target circolare.
Se l’acquisizione avviene correttamente (lo strumento riesce ad individuare e scansionare il target) si ottiene un check positivo dallo strumento sui target individuati e si può procedere a registrarli nella scena.
Ma che differenza c’è tra l’acquisizione in campo dei target e quella che si ottiene facendo la medesima operazione in studio sulla singola nuvola di punti? Operativamente parlando nessuna, in entrambi i casi si ottengono dei punti fissi nella scena da utilizzare per l’unione delle varie nuvole. Tecnicamente, invece, c’è moltissima differenza, principalmente nella precisione del rilievo del centro del target e questo lo possiamo capire già da come lo strumento si “tara” quando deve acquisire il target.
Il Leica P30 ha diverse risoluzioni preimpostate per eseguire le scansioni (da una massima di 0,8mm ad una minima di 50mm calcolate a 10m), quando acquisisce i target “on site”, sapendo già la distanza a cui sono posizionati i target (è stata già effettuata una scansione) si “tara” per ottenere il giusto dettaglio su ogni target; stando vicino allo strumento si vede (e si sente…) il prisma che ha una diversa velocità di rotazione (più è lenta e più alta è la risoluzione di scansione) a seconda della distanza del target da acquisire.
Questo permette, ad esempio, di fare una scansione completa della scena ad una risoluzione bassa (ad esempio 50mm) e, successivamente, un’acquisizione di un target distante anche 50m con una risoluzione di 0.8mm. Se invece in fase di post elaborazione delle nuvole si cercasse di acquisire un target distante 50m in una scena scansionata ad una buona risoluzione (ad esempio 3.2mm) avremmo un possibile errore del centro “rilevato” del target di 8mm (un po’ troppo per effettuare un’unione di nuvole in cui si richiede molta precisione).
Questo fatto del possibile errore è legato ad un aspetto da tenere in considerazione ovvero che il rilievo del target “on site”, a valle della scansione, genera un nuovo punto nella scena basato sulla “seconda” scansione del solo target (il centro “vero” viene individuato tramite un algoritmo che tiene in considerazione le porzioni di bianco e nero del target); invece nella procedura di riconoscimento target in fase di post elaborazione delle nuvole l’algoritmo genera sempre un nuovo punto nella scena (il centro del target) ma basandosi sui punti già esistenti in essa con tutto ciò che ne consegue in termini di precisione.
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Rilievo -
Zoom su dettaglio rilievo
Abbiamo provato su un target distante solo 11m dallo strumento ad eseguire le due procedure ovvero il riconoscimento on site ed il riconoscimento in fase di post elaborazione; la risoluzione della scansione era di 3.1mm@10m. Come potete vedere nell’immagine a fianco l’errore tra i due centri rilevati (“01” è il centro del target rilevato on site e “C” è il centro del target rilevato in fase di post elaborazione delle nuvole) è stato di 1mm (0,98mm per la precisione).
In ultimo c’è l’aspetto legato ai punti effettivamente registrati nella scena e quindi al peso in termini di GigaByte dei file da gestire. Fare scansioni ad alta o altissima risoluzione per registrare ogni cosa che “potrebbe” essere utile (target compresi) nella successiva fase di post elaborazione ha poco senso oltre a far perdere tanto tempo sul posto. Ogni scansione ovvero campagna di rilievo deve essere “tarata” a seconda della finalità del rilievo stesso e della successiva fase di restituzione.
Ricapitolando se volete ottenere una precisione maggiore nell’unione delle stazioni dei vostri rilievi vi consigliamo di provare la tecnica dell’acquisizione on site dei target.
Buon lavoro
