Rilievo dell architettura. Il rilevamento fotogrammetrico terrestre

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Basilio Bassi
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Rilievo dell architettura. Il rilevamento fotogrammetrico terrestre Il rilevamento fotogrammetrico terrestre 67-68.

La fotogrammetria è una tecnica di rilevamento che consente di determinare attraverso immagini fotografiche, realizzate osservando opportuni accorgimenti in fase di ripresa, le caratteristiche

1 Rilievo dell architettura. Il rilevamento fotogrammetrico terrestre Il rilevamento fotogrammetrico terrestre Esempi di fotopiano di alcuni monumenti rupestri dell area di Petra in Giordania, realizzati mediante procedure di raddrizzamento di immagini fotografiche. La fotogrammetria è una tecnica di rilevamento che consente di determinare attraverso immagini fotografiche, realizzate osservando opportuni accorgimenti in fase di ripresa, le caratteristiche dimensionali del soggetto dell indagine. Sotto la denominazione di fotogrammetria sono raccolte generalmente varie tecniche che comportano l utilizzazione di prese fotografiche con caratteristiche proprie e che necessitano dell impiego di vari tipi di specifiche strumentazioni per la procedura di restituzione dei dati metrici (stereorestitutori, camere metriche ecc.). Uno degli ambiti di ricerca maggiormente indagati dagli operatori nel campo dell architettura è quello che studia le relazioni che si instaurano fra la realtà oggettiva, un edificio, un complesso edilizio od urbano, e le relative rappresentazioni in proiezione centrale, in particolare le immagini fotografiche, attraverso le quali è possibile, utilizzando i principi della proiettiva, risalire alla conoscenza oggettiva della realtà stessa, dotata di un sufficiente grado di affidabilità. La fotogrammetria altresì non è soltanto un semplice metodo per ricavare misurazioni dotate di una qualche affidabilità, ma è anche un potente strumento per indagare e conoscere la realtà nei suoi aspetti maggiormente complessi e costituisce quindi uno strumento fondamentale per la lettura critica della stessa. Fra le applicazioni di tali metodologie risultano particolarmente vantaggiose, per le operazioni di rilievo dell architettura, gli impieghi delle tecniche del fotoraddrizzamento che, sfruttando i criteri delle proiezioni prospettiche, permettono la restituzione di fotopiani dalle caratteristiche dimensionali note. L applicazione di alcuni principi della geometria proiettiva, con il solo supporto di alcune misurazioni dirette, permette pertanto la ricostruzione dei dati metrici di un oggetto, mediante la opportuna elaborazione di immagini fotografiche. Secondo le leggi della geometria proiettiva, in una proiezione centrale, una volta determinato centro della proiezione, posizione del quadro, direzione dell asse ottico, posizione dell oggetto, si costituisce un rapporto biunivoco fra l oggetto e la propria immagine sul quadro (fig.1). Nello specifico, nel caso di una ripresa con fotocamera, il quadro prospettico si trova a coincidere col piano della pellicola, mentre il centro di proiezione, coincidente con la focale della lente, si trova interposto fra quadro ed oggetto. Si otterrà pertanto un immagine capovolta sul piano della pellicola, che rispetterà tuttavia il rapporto

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Rilievo dell architettura. Il rilevamento fotogrammetrico terrestre 69.Schema della costruzione geometrica per la restituzione fotogrammetrica. 70.

3 Rilievo dell architettura. Il rilevamento fotogrammetrico terrestre 69.Schema della costruzione geometrica per la restituzione fotogrammetrica. 70.Esempio di restituzione fotogrammetrica mediante il procedimento della prospettiva inversa (restituzione grafica e schizzo di rilievo delle misure fondamentali)

Questa tecnica sfrutta le proprietà geometriche della proiezione con centro proprio definendo, sulla base del sistema di riferimento i cui dati essenziali sono stati rilevati dal vero sull oggetto,

4 Rilievo dell architettura. Il rilievo fotogrammetrico terrestre con l oggetto reale.(fig.2) La definizione di un sistema di riferimento mensorio sull oggetto reale consente, tramite opportune procedure, di rendere esplicito tale rapporto sull immagine fotografica. Questa tecnica sfrutta le proprietà geometriche della proiezione con centro proprio definendo, sulla base del sistema di riferimento i cui dati essenziali sono stati rilevati dal vero sull oggetto, le caratteristiche geometriche della prospettiva dell immagine fotografica e consentendo, tramite la applicazione delle regole della costruzione inversa, di ricavare tutti i dati geometrici necessari a trasformarla, attraverso l applicazione dei principi dell omologia, in una proiezione ortogonale. Esistono vari software di grafica e trattamento delle immagini che hanno reso di agevole utilizzo questa tecnica producendo lo stesso risultato che si può ottenere tramite procedimenti grafici di tipo tradizionale, I software in commercio per la fotogrammetria monocamera, o per fotoraddrizzamento sono diversi (Archis, Digicad 3D, alcuni plugin di Photoshop, ecc ), ma sostanzialmente lavorano sfruttando gli stessi concetti di base. Questi programmi consentono, in sintesi, di operare in due modi: il primo è solitamente detto procedimento geometrico in quanto si basa sull individuazione di alcune linee verticali ed altrettante orizzontali, su di uno stesso piano rappresentato nell immagine fotografica, e sull individuazione di un rapporto fra due misure prese rispettivamente sulle ascisse e sulle ordinate ( x/y). Il sistema produce una immagine omologa dove soltanto il piano preso in considerazione, vale a dire quello contenente le rette di riferimento precedentemente individuate, presenterà un prospetto non in vera misura, ma ridotto in rapporto proporzionale, cosicché basterà solo scalarlo sulla giusta dimensione grazie ad una delle due dimensioni che hanno consentito l individuazione del richiesto rapporto x/y, per ottenere l immagine in scala adeguata esistono vari software di grafica e trattamento delle immagini, che hanno reso di agevole utilizzo questa tecnica. Il secondo metodo, detto generalmente procedimento analitico ha il vantaggio che produrrà un immagine direttamente in vera grandezza, adeguatamente scalata, perché si fornirà al programma una serie di coordinate, relative ad un poligono costituito da mire disposte appositamente su di un piano dell oggetto del rilievo, direttamente in scala; una volta inseriti questi dati nel programma, si andrà ad individuare i punti corrispondenti ai vertici del poligono sull immagine fotografica originale ed automaticamente verrà prodotta una immagine omologa contenente il raddrizzamento del piano stesso. In allegato sono descritte le relative procedure di dettaglio

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6 Rilievo dell architettura. Il rilievo fotogrammetrico terrestre per il programma ARCHIS. Le due metodologie descritte possono eseere utilizzate indifferentemente a seconda dei casi oggetto dello studio. Il metodo geometrico si utilizza prevalentemente per piani che contengono già riferimenti verticali ed orizzontali quali ad esempio facciate con lesene o cornicioni; è altresì preferibile utilizzare la seconda metodologia perché evita una serie di problemi che possono nascere dalla scala dell immagine prodotta in fase di raddrizzamento, inoltre è un sistema maggiormente flessibile che può essere utilizzata in qualsiasi tipo di rilievo, anche quello archeologico dove si riscontrano con difficoltà linee certamente verticali od orizzontali. Le immagini prodotte, tramite opportuni accorgimenti, possono essere direttamente trasferite in AUTOCAD e sfruttate come base per lucidare i contorni e gli elementi di dettaglio. Ovviamente, il semplice fotoraddrizzamento di una immagine, essendo costituito da una applicazione di un algoritmo, andrà a deformare qualsiasi oggetto che non si trovi sul piano considerato, per cui presenterà delle sensibili deformazioni per aggetti e rientranze quali i tetti, i balconi, le mazzette delle finestre, ecc e quindi l immagine andrà ritoccata in un secondo momento per poterla comporre con i fotoraddrizzamenti dei dettagli delle parti non in vera dimensione nell immagine risultante dal primo procedimento. Esiste altresì la possibilità di montare tramite procedure dette di mosaicatura più immagini relative ad uno stesso piano, oppure a più piani di riferimento, inseriti in uno stesso elaborato finale, ottenendo mediante opportuni trattamenti di scalatura cromatica, ottimi risultati di fotopiani che consentono la lettura e la registrazione di tutta una serie di caratteristiche qualitative, cromatiche e materiche dell architettura oggetto di studio Dopo questa panoramica, si vuole sottolineare come il fotoraddrizzamento sia solo un metodo complementare al rilievo diretto e non completamente sostitutivo, anche perché non sempre è di agevole applicazione Presenta altresì notevoli vantaggi per le caratteristiche della restituzione, sostanzialmente come immagine fotografica in prospetto, conferendo spesso agli elaborati di restituzione del rilievo un impatto di presentazione migliore. Esempio delle quattro fasi di un rilievo fotogrammetrico: 71.Presa fotografica della facciata 72.Fotoraddrizzamento della facciata 73.Rilievo quotato del sistema di riferimento (mire) 74.Restituzione grafica del rilievo 74 56

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