Il laser scanner 3D è una strumentazione topografica davvero molto utile nel rilievo architettonico di chiese e particolari complessi. Fino a qualche anno fa, pensare di acquisire milioni di punti su un oggetto per ricostruire in digitale le sue dimensioni reali era impensabile.
Fortunatamente oggi, questo strumento viene utilizzato sempre più spesso proprio per gli enormi vantaggi di riduzione del tempi di rilievo e della velocità con cui, in breve tempo, è possibile rilevare anche ampie porzioni di immobili.
Il laser scanner è un ottimo strumento per il rilievo di una chiesa, con esso, si è in grado di misurare con estrema velocità e precisione, tutti i punti in cui viene posizionato, si ha infatti una acquisizione dei dati completa, grazie alla rotazione a 360° del corpo macchina sull'asse orizzontale e fino a 330° sull'asse verticale grazie allo specchio rotante, (Faro Focus) in questo modo, il raggio laser raggiunge e misura tutto l'ambiente visibile nel punto di stazionamento.
Per realizzare un modello digitale completo della chiesa è necessario eseguire più scansioni in modo da ricoprire completamente tutte le superfici che saranno successivamente "ricostruite" dalla nuvola di punti 3D, il dato di output del rilievo laser scanner. In base a quello che si vuole ottenere è possibile avere delle nuvole di punti in bianco e nero, oppure a colori, andando ad inserire nella fase di post-elaborazione il dato RGB acquisito dalla fotocamera digitale integrata nel laser scanner.
Esempio di sovrapposizione della nuvola di punti acquisita nella fase di rilievo con laser scanner
Abbiamo già anticipato alcuni vantaggi del rilievo laser scanner per un rilievo di una chiesa, ovvero velocità e precisione ma non è tutto! Essendo il laser scanner uno strumento di misurazione non a contatto, esso ci permette di raggiungere tutti quei particolari non misurabili da terra senza dover andare in quota e senza dover realizzare apprestamenti o noleggiare costose piattaforme elevatrici.
Durante un rilievo laser scanner 3D è richiesto un solo operatore per portare a termine un intero rilievo, indipendentemente dalle dimensioni della chiesa che si sta digitalizzando.Questo ha una ricaduta su eventuali costi di trasferte e quindi sul costo finale complessivo del rilievo.
Durante la fase di rilievo, l'operatore è in grado di muoversi autonomamente, il settaggio del laser viene impostato in base al numero di punti che si vuole rilevare, alla complessità e alla distanza dell'oggetto/superficie da digitalizzare. Procedendo di scansione in scansione è possibile acquisire tutte le superfici della chiesa in modo da completare il rilievo in sito. Il passo successivo è il download del dato grezzo e l'elaborazione del dato tramite i software di allineamento dedicati.
L'elaborazione delle singole scansioni, permette la creazione della nuvola di punti 3D ovvero il "gemello digitale" della nostra chiesa, successivamente si potrà importare il file in ambiente CAD 2D/3D o in BIM per iniziare la fase di modellazione.
Fase di allineamento della nuvola di punti di una chiesa realizzata con un rilievo laser scanner
Le nuvole di punti di una chiesa possono essere piuttosto "pesanti" in termini di GB, spesso durante la fase di acquisizione in sito vengono acquisiti molti più punti di quelli che abbiamo effettivamente bisogno. In questi casi è necessario procedere alla decimazione dei punti secondo una maglia prestabilita. Questa operazione è molto importante perchè permette di "sfoltire" notevolmente le dimensioni del file finale così da essere gestito più facilmente dai nostri PC.
L'importazione delle nuvola di punti nei software CAD o BIM necessità di hardware piuttosto potenti, se non si dispone di computer di fascia almeno "media", l'uso delle nuvole di punti sarà piuttosto difficoltoso se non impossibile, a causa dei forti rallentamenti che questo tipo di file può causare nei software.
Generalmente i formati della nuvola di punti più utilizzati sono .e57 o .rcs, l'importazione della nuvola di punti 3D della chiesa, permette tramite gli strumenti "slide" o "box" di creare delle sezioni orizzontali o verticali in modo da creare le nostre piante e sezioni in modo estremamente preciso. Le interpretazioni grafiche e le approssimazioni nella fase di restituzione grafica, vengono ridotte drasticamente ottenendo un elaborato finale più completo ed esente da errori.
Con la nuvola di punti 3D generata dal rilievo laser scanner di una chiesa è possibile:
- Generare elaborati CAD 2D come piante, prospetti e sezioni
- Realizzare modelli BIM con operazioni di scan to BIM
- Calcolare superfici e volumi
- Acquisire stati di consistenza (quadri fessurativi, stato di conservazione ecc...)
- Analizzare la planarità di pareti e muri perimetrali portanti
- Realizzare database storico per la tutela e la conservazione del patrimonio architettonico
- Pianificare interventi di manutenzione
- Digitalizzare i danni in caso di eventi accidentali o catastrofici
- Navigare in modalità VR gli ambienti in prima persona
- Visualizzare le fotografie a 360°
- Ricostruire dettagli costruttivi identici agli esistenti in 3D
- Pianificare Interventi di messa in sicurezza
Nuvola di punti in B/N complessiva della chiesa da importare in software CAD
Le chiese sono sicuramente gli ambienti architettonici più complessi da restituire graficamente. L'uso del rilievo laser scanner permette la generazione di nuvole di punti da importare ed è il più valido supporto che un tecnico possa utilizzare per generare elaborati 2D/3D o BIM.
La nuvola di punti 3D, può essere visualizzata e navigata in prima persona per individuare ogni singolo particolare che è stato acquisito, il modello generato può essere utilizzato all'infinito per tutte quelle operazioni chiamate “data mining” cioè di estrazione automatica o semiautomatica di informazioni da enormi quantità di dati.
Pianta CAD 2D generata utilizzando la nuvola di punti 3D
Sezione di una chiesa generata partendo dall'uso di una nuvola di punti 3D
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