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IL RILIEVO INTEGRATO: DRONE, GNSS, STAZIONE TOTALE E LASER SCANNER PER LA PROGETTAZIONE BIM

Vi propongo questo articolo di Umberto Pavanello di Orienta+Trium pubblicato su http://www.gisinfrastrutture.it/ nel quale ci illustra un percorso di rilievo integrato, con l’utilizzo di drone, GPS, stazione totale e laser scanner, ed il suo utilizzo nell’ambito della soluzione Autodesk con Civil 3D, InfraWorks, Recap Pro, Revit, Navisworks, grazie anche agli strumenti ed ai software messi a disposizione da Leica Geosystems

Punto di partenza di qualsiasi progettazione è la conoscenza del sito su cui si svilupperà il progetto, sia questo infrastrutturale che architettonico.

Si parte quindi da quello che è il rilievo topografico, dove “Topos” o luogo e “grafia” o scrivere, identificano la scienza che ha per scopo la determinazione e la rappresentazione metrica, attraverso il disegno, della superficie terrestre.

Negli ultimi anni, in questo campo, siamo stati testimoni di un forte sviluppo tecnologico per quanto concerne la parte hardware e software, che ha supportato fortemente l’introduzione della metodologia BIM, sia per quanto riguarda l’importanza di misure precise e tridimensionali, sia per quanto riguarda la collaborazione tra software e tra professionisti.

Si pensi al sistema di misura GPS, progetto sviluppato a partire dal 1973 e diventato pienamente operativo nel 1994, che ha cambiato l’operatività e quindi la produttività del rilievo stesso, o al laser scanner 3D che fece i suoi primi passi a partire dalla fine degli anni ‘50 per arrivare ad un prodotto rivolto al mercato topografico alla fine degli anni ’90. Ad oggi, i sistemi di scansione permettono di acquisire una nuvola di punti 3D a 360° sull’azimutale e 300° sullo zenitale, con panoramica di foto 3D in HDR in soli 2’30”, generando l’unione delle scansioni, in automatico, già in campagna.

Per non parlare delle stazioni totali integrate con distanziometro, o ai voli LiDAR per l’acquisizione di dati da volo aereo, o ancora le ultime applicazioni sempre in ambito fotogrammetrico attraverso l’utilizzo dei droni.

Ma cosa ha aiutato davvero l’evoluzione di questi sistemi innovativi? Sicuramente la componente software, sempre più intuitiva e di facile utilizzo, per la velocità e la precisione nell’acquisizione dei dati di rilievo e la possibilità di lavorare in sicurezza. Quello che davvero oggi fa la differenza è l’integrazione tra i differenti software, in un flusso di lavoro organico e coordinato. In questo articolo mostreremo l’integrazione tra ambiente Autodesk e Leica Geosystems.

Parlando quindi di rilievo integrato ed interoperabilità, proviamo ad analizzare un’esperienza reale, dove la richiesta da parte del committente era quella di avere il rilievo dello stato di fatto di uno dei suoi siti produttivi, al fine di creare un modello digitale dello stesso, per una ri-progettazione attraverso la metodologia BIM.

Vediamo allora le fasi operative

La prima fase del rilievo ha previsto la materializzazione di una rete di punti di coordinate note (vertici di poligonale) su cui appoggiare la topografia di base, realizzata con stazione totale TPS, per determinare le coordinate dei target verticali, per la georeferenziazione e il controllo del modello 3D a nuvola di punti, derivante dalla scansione laser 3D.

Contestualmente il rilievo fatto attraverso un sistema GNSS (GPS rover RTK), ha permesso di determinare dei punti di controllo a terra per il volo fatto con il drone. Il dato così acquisito ha rappresentato la base di partenza per la successiva fase di studio e generazione del modello digitale 3D, divenendo a sua volta punto di partenza per la progettazione e il riassetto dell’edificio produttivo.

1. Processamento del dato topografico

Dato fotogrammetrico (volo con il drone) e topografico: grazie al software Leica Infinity si è proceduto alla sua gestione: generazione della nuvola di punti e dell’ortofoto del sito, comprensivo delle viabilità e dei confini della proprietà. Dalla nuvola, utilizzando Autodesk InfraWorks è stato calcolato il modello matematico del terreno (DTM), che è stato trasmesso ad Autodesk Civil 3D per la gestione successiva.

Nuvola di punti da laser scanner terrestre: grazie al software Leica Cyclone Register 360 si è ottenuta la sua ottimizzazione e l’esportazione nel formato E57, successivamente gestita attraverso Autodesk Recap Pro.

2. Gestione del dato di rilievo

Le nuvole di punti da drone e da laser scanner sono state trattate con Autodesk Recap Pro per la creazione di piani e regioni, la loro zonizzazione, l’indicizzazione e l’esportazione in formato RCP/RCS per permetterne l’utilizzo nativo da parte dei software Autodesk: InfraWorks, Civil 3D, Revit, NavisWorks.

In Autodesk InfraWorks, come si diceva, la nuvola di punti è stata utilizzata per generare il modello matematico del terreno (DTM) che è stato gestito successivamente grazie ad Autodesk Civil 3D per la modellazione dello spazio urbano, al fine di contestualizzare il modello derivante da Autodesk Revit.

Autodesk Civil 3D inoltre ha importato da InfraWorks le strade e le condotte che erano state modellate in base al rilievo. Contestualmente la superficie topografica di Civil 3D è stata condivisa nella piattaforma collaborativa cloud Autodesk BIM 360 per permettere ad Autodesk Revit di utilizzarla in maniera dinamica come base per la progettazione.

Autodesk Revit, utilizzando la base topografica e le nuvole di punti si è occupato della ri-progettazione architettonica, strutturale e impiantistica.

Infine Autodesk Navisworks è stato utilizzato per confrontare la nuvola di punti con il modello BIM progettato con Revit, per verificare la qualità e la bontà del dato restituito. In questa fase è possibile utilizzare anche l’analisi delle interferenze (clash detection), ad esempio tra nuvola di punti e modello.

3. Conclusioni

Parlando di rilievo integrato, alla luce dell’esperienza descritta, si può sostenere che l’utilizzo di più tecnologie per l’acquisizione del dato rappresenti il modo più corretto per la gestione di un progetto di rilievo.

Alla stessa stregua, l’interoperabilità dei diversi software Leica ed Autodesk, che consentono il passaggio dei dati in modo bi-direzionale da una piattaforma all’altra, comporta la massima produttività ed il pieno controllo sui dati stessi.

Umberto Pavanello
AEC Application Engineer
umberto.pavanello@orientatrium.it
Leica Geosystems Reality Capture
 Specialist