Modello fotogrammetrico e modello BIM: integrazione tra stato di fatto e stato di progetto. Esempio applicativo in una villa in Costa Azzurra.
La fotogrammetria è il metodo di rilievo che consente l’acquisizione di informazioni metriche di un oggetto (dimensione, orientamento, posizione, forma) a partire da un suo modello in scala elaborato sulla base di almeno due fotogrammi ripresi da due punti distinti nello spazio.
Il BIM (Building Information Modeling) è il metodo di progettazione che comporta la creazione di un database completo del’edificio, contenente contemporaneamente tutte le informazioni grafiche, fotografiche, geografiche, metriche, ecc… dell’oggetto.
Modello fotogrammetrico e modello BIM: integrazione tra stato di fatto e stato di progetto: la questione, una volta ottenuto il modello fotogrammetrico tridimensionale di uno stato di fatto, è la sua integrazione, quindi, con il sistema BIM, con i più diffusi formati vettoriali digitali, che oggi non si limitano solo più al ben noto dwg, ma coprono una vastissima gamma di prodotti nelle più diverse estensioni e leggibilità.
Realizzare il modello fotogrammetrico dello stato di fatto e integrarlo con il modello BIM di progetto: questa l’ultima applicazione che ci siamo trovati ad affrontare.
Obiettivo di questo caso studio? Verificare lo stato di avanzamento dei lavori di ristrutturazione di una villa residenziale in Costa Azzurra ed accertare la volumetria, la geometria e la precisa localizzazione all’interno del cantiere di un ammasso roccioso. Solo in fase operativa infatti, l’equipe di progettisti e imprese si erano resi conto che tale ammasso era in una posizione tale da rendere necessaria una variante al progetto: il rilievo propedeutico svolto aveva fornito informazioni parziali sulla sua consistenza, forma, posizione e durante la costruzione della villa ci si è resi conto che la struttura sarebbe terminata “dentro” la roccia.
Questo caso studio ha rappresentato una importante sfida professionale: l’area era già stata precedentemente rilevata con tradizionale strumentazione topografica e sulla base del precedente rilievo era stato elaborato il modello BIM di progetto ed erano state tracciate le strutture in costruzione. Il cantiere era occupato dai mezzi d’opera, da impalcature e ponteggi, gran parte del terreno era stato movimentato e spostato rendendo l’area, soprattutto in alcuni tratti, difficilmente praticabile. Favorevole era invece sicuramente l’ottima visibilità dell’area, nonché la sua esposizione a sud e, quindi, la sua uniforme esposizione alla luce solare.
Analizzato lo stato dei luoghi, in accordo con la committenza e con l’impresa esecutrice delle opere, ci si è resi conto che l’aerofotogrammetria sarebbe stato il metodo più rapido ed efficace per il raggiungimento dell’obiettivo: generazione di un modello 3d e di un ortofoto tali da essere sovrapposti ai file grafici di progetto in corso di realizzazione al fine di analizzare e valutare l’avanzamento dei lavori e le necessarie varianti. Integrazione tra fotogrammetria e BIM: questo dunque l’obiettivo
L’area da rilevare si estendeva per circa 4000 m2 su un dislivello di 20 metri; sullo sfondo mare Costa Azzurra. Non una enorme superficie, ma per la maggior parte oggetto di scavo e movimento terra, quindi poco praticabile. Altro fattore prendere in considerazione è stato il tempo a nostra disposizione; il lavoro doveva essere svolto in tempi ridottissimi in quanto il cantiere non poteva essere fermo per troppo tempo e un possibile ritorno in sito avrebbe potuto comportare una variazione dell’oggetto rilevato precedentemente.
Procedimento e fasi operative: una attenta progettazione a tavolino dell’appoggio topografico, della quantità e tipologia dei voli da effettuare. Ciò ci ha consentito di limitare la nostra presenza in sito alle prime ore del mattino, ore in cui la luce solare consente di ottenere le migliori riprese in termini di esposizione e ombre.
Il drone utilizzato è stato un esacottero riconosciuto in Francia dalla DGAC sul quale è stata montata una fotocamera SONY stabilizzata sui tre assi. Quattro voli eseguiti con fotocamera zenitale e inclinata. Circa 400 immagini acquisite, la cui elaborazione ha restituito un modello georeferenziato raffigurante l’intera area di cantiere. Il modello cosi ottenuto ha riportato un errore sui gcp (punti di controllo precedentemente rilevati) di 0.015 m.
In effetti il modello tridimensionale dello stato di fatto, grazie al rilievo topografico di appoggio effettuato prima del volo con la predisposizione di punti di riferimento sui manufatti in costruzione, ha consentito di avere punti in comune con il progetto eseguito dallo studio di progettazione. Sulla base di tali punti (le strutture in costruzione corrispondevano a quanto previsto dal progetto) è stato possibile sovrapporre geometricamente i due modelli fotogrammetrico e BIM. Alcuni passaggi ed elaborazioni successive hanno poi consentito di sovrapporre i due modelli ottenendo un risultato “realistico” anche dal punto di vista della texture.
Il post-processamento della nuvola di punti ottenuta, l’elaborazione della mesh texturizzata e l’utilizzo di programmi adatti alla fase di modellazione 3D ci ha quindi permesso di raggiungere l’obiettivo iniziale: integrare e sovrapporre con precisione il modello fotogrammetrico dello stato di fatto con il progetto realizzato in BIM estraendo tutte le informazioni utili per la verifica della consistenza, localizzazione e geometria dell’ammasso roccioso e, di conseguenza, la progettazione della variante in corso d’opera.
