RILIEVO TOPOGRAFICO E LASER SCANNER NELLE GROTTE IPOGEE NEL COMPENDIO DENOMINATO "EX CONVENTO ED EX CARCERE DI SAN DOMENICO" SITO IN SAN GIMIGNANO

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2 RILIEVO TOPOGRAFICO E LASER SCANNER NELLE GROTTE IPOGEE NEL COMPENDIO DENOMINATO "EX CONVENTO ED EX CARCERE DI SAN DOMENICO" SITO IN SAN GIMIGNANO Premessa In data maggio 2017 si è venuti alla scoperta di un accesso presente nel lato sud-est delle mura di cinta del complesso che conduce all interno di grotte o cavità interrate (la cui presenza era stata già indicata in carte storiche del 1823) che si sviluppano nell area sud-est sotto al cortile dell ex ora d aria dell ex convento ed ex carcere di San Domenico. Su incarico dell Amministrazione comunale, gli scriventi hanno quindi eseguito il rilievo topografico e laser scanner delle grotte ipogee, relazionandolo e collegandolo al rilievo del complesso architettonico di San Domenico. Complesso di San Domenico Prima cinta muraria lato sud est accesso alle grotte ipogee 1/7

3 Rilievo Topografico Le operazioni tecniche topografiche, aggiuntive al rilievo generale del 20 al 23 luglio 2016 e del 28 ottobre 2016, sono state eseguite in un unica sessione il 9 giugno La collocazione geometrica è stata confermata nell unico nuovo sistema locale spaziale XYZ, nato appunto per essere facilmente riproducibile anche in tempi successivi, al quale anche ogni nuova informazione dell attuale successiva campagna diagnostica possa fare riferimento come in un sistema integrato, di cui al precedente rilievo, e quindi sempre riferito al sistema locale con origine X m Y m sulla Stazione Topografica 1000 orientato sull asse delle X per rendere orizzontale il lato sud del chiostro (sommariamente orientamento sull asse ovest/est) con la quota altimetrica del sistema locale impostata per la Stazione Topografica 1000 a Z m Stazione Topografica e Laser Scanner G9000 accesso alle cavità ipogee Con collegamento poligonometrico, le nuove stazioni di rilievo topografico plano-altimetrico della presente sessione di rilevamento sono state riferite con collegamento diretto ai chiodi topografici con ri-stazionamento sulla base S1000-S10000 per il nuovo sviluppo di sequenza di poligonale: S10000; G10000; G9000; G8000; G7000; G6000; G5000; G4000; G3000; G2000; G1000 (colore marron nello schema) 2/7

4 Schema poligonometrico integrato dal rilievo 9 giugno 2017 Come in precedenza, le operazioni si sono svolte costruendo un sistema di poligonale che nelle varie fasi di rilievo potesse essere prontamente verificato mediante la iperdeterminazione di osservazioni di taluni punti fra le varie stazioni di osservazione. I cambi di stazione sono sempre stati fatti con sistema a centramento forzato mediante basette da poligonale su treppiede e portando avanti le medesime caratteristiche di precisione del rilievo iniziale. Da questa rete di poligonazione sono state effettuate con stazione totale celerimetrica le osservazioni strumentali di un congruo numero di target piani posti sulle pareti delle cavità ipogee per ottimizzare e georiferire le successive fasi di rilievo laser scanner. Su detti vertici di poligonale, ed utilizzando un sistema integrato fra le basette di poligonale e la strumentazione laser scanner onde consentire la georeferenziazione immediata delle scansioni, è stata svolta la campagna di scansioni delle grotte artificiali per la più completa descrizione planivolumetrica delle cavità ipogee. Ulteriori scansioni sono poi state eseguite, a raffittimento delle principali osservazioni, per poter raccogliere con il laser scanner il maggior numero di informazioni. Le osservazioni utili a nuvole di punti sono state complessivamente 61. Le sessioni di osservazioni delle nuvole di punti sono state poi riferite e integrate nel sistema XYZ locale di cui al rilievo topografico consentendo la verifica spaziale 3D fra le osservazioni di punti caratteristici e dei target osservati in entrambi i sistemi di rilievo. Gli elementi di vincolo e le corrispondenze fra le diverse nuvole in allineamento hanno consentito infine di avere una nuvola di punti unita, e georiferita al nostro sistema, con attendibilità complessiva intorno ai 1.50 cm. Dalla nuvola dei punti è stato quindi definito un modello tridimensionale a punti e a mesh che è stato utilizzato per la generazione dello sviluppo 3D del complesso ipogeo, sui vari livelli altimetrici, per 3/7

5 la estrazione di sezioni e sezioni profilo e per la generazione delle viste con valore di riflettanza, colore e confidenza. La nuvola 3D laser scanner, non strutturata e con una decimazione per consentirne una comoda fruibilità, viene altresì definita nel formato ReCap di Autodesk per la consultazione visualizzazione 3D e interrogazione geometrica. Vista 3D ortografica del complesso, nel rilievo laser scanner a nuvola di punti, rilievi integrati Vista 3D ortografica delle cavità ipogee, nel rilievo laser scanner a nuvola di punti 4/7

6 Rilievo topografico e laser scanner nelle grotte ipogee Osservazioni laser scanner Osservazioni celerimetriche 5/7

7 Strumentazione topografica utilizzata in proprietà dello Studio Associato PERIGEO FARO CAM2 Laser Scanner Focus3D Serie X 130 Specifiche: Range 0,6 130 m Velocità di misurazione fino a punti / secondo Errore di linearità ± 2 mm Rumore a 10 m dati grezzi: 0,3 mm con 90 % rifl. a 25 m dati grezzi: 0,3 mm con 90% rifl. a 10 m dati grezzi: 0,4 mm con 10 % rifl. a 25 m dati grezzi: 0,5 mm con 10 % rifl. Fotocamera a colori integrata fino a 70 milioni di pixel Classe laser: classe laser 1 Multi-Sensor GPS, bussola, sensore di altezza, compensatore biassiale Certificato di calibrazione del 11/06/2015 LEICA Geosystems FlexLine Stazione Totale TS06 Power up Plus Specifiche: Misure angolari (Hz, V): Deviazione standard (ISO ) 5 (1.5 mgon) Metodo: assoluto, continuo, diametrale; Risoluzione display 1 / 0.1 mgon / 0.01 mil; Compensazione centralizzata quadri-assiale; Precisione di posizionamento 0.5, 1, 1.5 Misura della distanza su Riflettore (IR): Portata con prisma circolare GPR m; Portata con nastro riflettente (60 mm x 60 mm) 250 m; Deviazione standard (ISO ) Precisa: 1.5 mm+2 ppm / 2.4 s, Rapida: 3 mm+2 ppm/ 0.8 s, Tracciamento: 3 mm+2 ppm / <0.15 s Misura della distanza senza Riflettore Portata (90% riflettente): PinPoint Power >400 m; Deviazione standard (ISO ) 2 mm+2 ppm2 / tip. 3s; Dimensioni punto A 30 m: ca. 7 mm x 10 mm, A 50 m: ca. 8 mm x 20 mm Cannocchiale: Ingrandimenti 30 x; Risoluzione 3 ; Campo visivo 1 30 (1.66 gon) / 2.7 m a 100 m; Distanza min. messa a fuoco 1.7 m; Reticolo Illuminato Certificato di calibrazione del 17/03/2016 LEICA Geosystems Viva GNSS Ricevitore GS12 Controller CS10 Specifiche: Ricezione protetta dalle interferenze, con controllo multipath di alta precisione per le misure pseudorange, misure GNSS di fase a basso disturbo, precisione <0.5 mm Numero di canali 120 canali, tempo di riacquisizione < 1 s Misure GNSS con tracciamento Satelliti GPS: L1, L2, L2C, L5 (Codice C/A, P, C) e GLONASS: L1, L2 (Codice C/A, P); 6/7

8 DGPS/RTCM Tipicamente 25 cm (rms) Statico Rapido RTK (fase) Statico dopo inizializzazione Orizzontale: 5 mm ppm (rms) Verticale: 10 mm ppm (rms) Inizializzazione On-the-Fly con tempo di inizializzazione Tipicamente 8 s2 Portata Fino a 50 Km Rete RTK ITALPOSS di Leica Geosystems Software per elaborazioni informatiche utilizzati in proprietà dello Studio Associato PERIGEO ArTeN T ver di ArTeN s.r.l. per il calcolo topografico celerimetrico JRC 3D Reconstructor Construction 3 ver e Line UP pro di Gexcel s.r.l. per la unione e gestione nuvola di punti laser scanner JRC 3D Reconstructor Heritage 3 ver di Gexcel s.r.l. per la gestione calibrazione immagini fotografiche PointR3 ver di Gexcel s.r.l. per la gestione viste modelli 3D AutoCAD ver di Autodesk inc. per la gestione dei file CAD 7/7