Teorema srl di Milano, si occupa da 30 anni della distribuzione di strumenti di misura Leica Geosystems, specializzandosi negli ultimi anni nel campo del rilievo 3D tramite scansione laser.
Questa tecnologia sta ampliando sempre più i suoi settori di applicazione; inizialmente utilizzata nell’ambito della progettazione edile, del monitoraggio di strutture e di ambienti naturali, da qualche anno viene impiegata anche in lavori relativi alla preservazione di edifici e luoghi di interesse storico e architettonico. In questo case history viene raccontato come sono stati utilizzati alcuni strumenti e software Leica Geosystems per realizzare precise e complete scansioni 3D in una remota zona rurale del Nepal.
Il Tempio di Nezar si trova nel villaggio di Bijer da oltre nove secoli ed è tra i più antichi monasteri buddisti fuori dal Tibet. Bijer, con una popolazione attuale di 250 abitanti, si trova nella remota regione dell'Alto Dolpo in Nepal. Oltre al gompa (una struttura per la meditazione e lo studio), sono presenti ben ventidue stupa (luoghi di sepoltura o ricettacoli per reliquie religiose).
Il luogo è uno dei diversi siti simili mappati e modellati in 3D durante una recente spedizione accademica durata due mesi.
La spedizione congiunta, organizzata dall'Istituto di Ingegneria Geodetica e Sistemi di Misurazione e dall’Università di Graz in Austria, con l’obiettivo di supportare la ricerca sulla comprensione dell’evoluzione degli stili e delle tecniche architettoniche nel corso della storia e l’aggiunta di dati di scansione laser 3D ad alta definizione ha fornito dettagli e approfondimenti finora non disponibili ai ricercatori.
Preparare gli strumenti più adatti
“Per raggiungere i paesi dell'Alto Dolpo bisogna prendere due aerei, organizzare una carovana e camminare per alcuni giorni trasportando gli strumenti con animali da soma" spiega Peter Bauer, assistente universitario e dottorando alla Università di Graz. Sebbene in passato esistessero già misurazioni di questi siti, queste venivano misurate con metri a nastro e appunti manuali o, nella migliore delle ipotesi, con una stazione totale. Quando la spedizione congiunta annunciò che avrebbero utilizzato uno scanner laser e un drone, i ricercatori furono accolti con grande entusiasmo.
"Abbiamo dovuto essere molto cauti nel pianificare quali attrezzature e strumenti portare", ha precisato Bauer. “Il Leica RTC360 ( stato il nostro scanner preferito perché è facile da trasportare ed è molto leggero, è stato un buon compromesso tra la Leica ScanStation P50, ma troppo grande per questa spedizione, e un Leica BLK360. BLK360 sarebbe stato ottimo per le piccole aree interne, ma abbiamo trovato RTC360 molto migliore per le estese scansioni esterne che avremmo dovuto eseguire."
Mesh 3D textured del tempio Gamotsche – Fonte: Peter Bauer
Eseguire scansioni perfette con solo una possibilità
Mentre la cattura della realtà e la modellazione 3D sono diventate un modo comune di procedere, in Nepal non lo è. Ma questo progetto ha permesso di semplificare il lavoro e la chiave per superare le molteplici sfide è stata la potenza della registrazione sul campo e le funzionalità dell’app per dispositivi mobili Leica Cyclone FIELD 360. Il team del progetto aveva una sola possibilità per risolvere i vari problemi problemi e le soluzioni adottate hanno fatto la differenza.
Questo progetto durato 2 mesi è stato eseguito in aree con energia limitata e senza connessione Internet; aspetti che la maggior parte dei professionisti danno per scontati. Con l'aiuto di Leica Cyclone FIELD 360, le scansioni sono state registrate progressivamente passando da un ambiente all'altro.
Ulteriori passaggi vengono poi eseguiti utilizzando in Cyclone REGISTER 360 PLUS su un laptop
Sarebbe stato estremamente difficile portare a termine un lavoro con i vecchi metodi tradizionali: misurazioni ad hoc con metri a nastro, schizzi, stazioni totali e appunti sul campo; il tutto da compilare e analizzare una volta tornati a casa. Con gli scanner di precedenti generazioni erano necessari ulteriori passaggi per registrare le nuvole di punti e vincolare i target. Questi passaggi venivano eseguiti successivamente in ufficio. Ciò significava che errori e omissioni non sarebbero stati individuati finché non fosse stato troppo tardi. E in questo caso tornare indietro non era un’opzione praticabile: tutto doveva andare bene la prima volta.
Ufficio improvvisato all’interno del tempio di Nezar (Bijer) – fonte: Peter Bauer
Pianificare le scansioni
Il passo iniziale, prima di procedere con le scansioni, è stato quello di organizzare un piano per stabilire le rilevazioni da eseguire da terra e dall’alto. "Questi siti dovevano essere studiati per determinare la stabilità strutturale di muri, colonne e pilastri. E in modo molto preciso rispetto a tutti gli altri elementi architettonici”. In ogni sito, bisognava eseguire circa 50 configurazioni di scansione per l'interno di ciascun monastero, con altre 50 all'esterno, che richiedevano circa 3,5 GB di dati di nuvole di punti per ciascuna configurazione.
Registrazione sul campo delle scansioni Gamotsche con Cyclone REGISTER 360 PLUS – Fonte: Peter Bauer
"Con Cyclone FIELD 360 abbiamo potuto registrare automaticamente le scansioni l'una con l'altra mentre procedevamo secondo quanto stabilito e potuto taggare gli obiettivi sul campo, il che ci è stato di grande aiuto per la post-elaborazione perché non potevamo importare subito tutti gli altri set di dati." Successivamente, il team ha prodotto modelli di mesh e di texture da trasmettere agli architetti per eseguire l'indagine strutturale, caricando i modelli nel proprio software per l'analisi. "La possibilità di esportare file di dati in formato standard ha funzionato bene per il nostro obiettivo principale", ha affermato Bauer. "Per creare un modello 3D e quindi più derivati."
Si temeva anche per gli interni poco illuminati. "L'RTC360 ha potuto acquisire molti dettagli, anche in condizioni di scarsa illuminazione. Siamo riusciti a fornire quel minimo di luce necessaria con le torce da elmetto di cui eravamo dotati, riflettendole con fogli di plastica a bolle, riuscendo così ad ottenere i risultati sperati.”
I residenti locali sono rimasti colpiti dai modelli mesh con texture 3D e li hanno riconosciuti come una risorsa preziosa per aiutare a inventariare e preservare i loro tesori culturali – Fonte: Peter Bauer
Un ponte tra le culture
Questi sono tra i siti più sacri della regione, con un profondo significato culturale e un senso di identità e orgoglio per i residenti locali. Anche se i ricercatori in visita vengono accolti in modo più amichevole rispetto ai turisti, il team ha ritenuto di dover procedere con il massimo rispetto e assicurare ai residenti, ad esempio, che le scansioni non avessero catturato dettagli sensibili. "Ci sono stati problemi con i furti in alcuni siti, e la gente del posto non vuole che i contenuti preziosi dei loro templi vengano trasmessi al mondo", ha detto Bauer. “Tuttavia, non appena siamo riusciti a mostrare rapidamente i modelli 3D, la gente del posto ha subito compreso che sono un ottimo strumento per aiutare a inventariare, documentare e preservare i loro tesori culturali”.
Per conoscere meglio questi strumenti, avere maggiori informazioni tecniche e commerciali sulla scansione laser 3D e ricevere una dimostrazione gratuita dai nostri tecnici del team Teorema Srl : email
Schede tecniche e maggiori info consultabili al nostro sito web www.geomatica.it
