Lezioni sul rilievo archiettonico

Corso di metodi di rilevamento e rappresentazione Prof. ing. Filippo Gagliano a.a. 2018/2019

Lezione 1 - Introduzione alle tematiche del rilievo e della rappresentazione

Introduzione Le discipline del rilevamento e della rappresentazione hanno come scopo la conoscenza del patrimonio storico - artistico - architettonico per quanto concerne le caratteristiche di: • • • •

posizione forma geometria colore

Gli ambiti applicativi delle attività di rilevamento sono

– Restauro – Sostegno alla diagnostica – Supporto alle tecniche di visualizzazione e ed esplorazione in realtà virtuale, per la realizzazione di prodotti di interesse turistico - ricreativo

Ogni rilievo è un caso a sè una sfida, che spesso costringe a sopperire con l'esperienza e la fantasia alla carenza di strumenti idonei e alle situazioni operative e ambientali del tutto inusuali e difficoltose.

I requisiti del prodotto finale dovrebbero prescindere dai mezzi utilizzati per il rilievo Rilievo multiscala. Un edificio o un complesso di edifici inquadrati in un contesto a scala urbana, un rilievo archeologico condotto dalla scala del sito a quella del singolo reperto.

Accuratezza del rilievo. Non molto elevata se l'obiettivo è la presentazione e la visualizzazione a fini promozionali. Molto elevata per l'utenza specialistica, controllo deformazioni delle strutture, riproduzione in copia esatta di opere d'arte.

La mancanza di chiarezza sui requisiti finali Ha per risultato rilievi tanto dispendiosi quanto inutili. E' necessaria estrema chiarezza su che cosa effettivamente si richieda in termini di precisione e quale sia il livello di accuratezza nella descrizione dell'oggetto.

La difficoltà di redigere un rapporto costi benefici, legato agli standard di precisione conseguibili, con approcci tecnici diversi, contribuisce ad ingenerare incomprensioni o può condurre a scelte inopportune o troppo costose.

L'integrazione delle informazioni Le tipologie di dati: testuali, fotografici, geometrici, dimansionali, se trattati singolarmente anche con strumenti informatici, danno soluzioni insufficenti. L'unico risultato pratico sarĂ quello di visualizzare a monitor i testi i dati e le immagini.

Quando le informazioni raccolte si integrano tra loro, e le informazioni geometriche sono accoppiate ai dati di altra natura: testuali, colorimetrici, dimensionali, se ne aumenta il grado di utilizzazione in modo significativo. Arrivando a produrre ambienti che superano il rilievo stesso, essendo in grado di simulare risposte a quesiti fino ad ora irrisolvibili.

Organizzazione dei dati: Diversi fonti di dati

Carte

Immagini

Mappe

Dati Digitali

Diversi formati di dati

GPS

DATABASE GEOGRAFICO

Dati Testuali

Tabelle

Report

Problematiche IN FASE DI PROGETTO

– Strumentazione inadeguata o incompleta alla finalità richiesta – Coordinamento in ambito multidisciplinare

IN SITU

– logistica del contesto operativo: impossibilità di accesso a porzioni o all'intero oggetto, distanze non accettabili, coperture o ostruzioni, oggetti molto fragili e delicati, interferenza con le fasi di cantiere

IN POSTELABORAZIONE

– integrare tecniche operanti a scale diverse – dati rilevati con sistemi di riferimento differenti nell'ambito dello stesso rilievo – compatibilità tra i dati raccolti con strumentazioni diverse

IL LEGAME TRA RILIEVO E RAPPRESENTAZIONE Le moderne tecnologie rendono sempre piĂš sfumato il confine tra rilevamento e rappresentazione.

Gli ultimi modelli di laserscanner consentono la rappresentazione in tempo reale, su internet, dell'ambiente rilevato.

Acquisizione dei dati, rappresentazione, condivisione, estrapolazione delle informazioni dal modello. Fasi operative completamente distinte, ciascuna con le proprie tecniche operative alla base, ora sono una fase unica ad opera di un unico strumento laserscanner.

Alla luce di questo cosa rimane del nostro ruolo?

Finalità del rilievo Noi costantemente rileviamo distanze, aggetti, quantità e qualità dello spazio in cui viviamo: inconsapevolmente misuriamo.

Esiste una necessità dell'uomo di misurare al fine di regolarizzare le funzioni base della vita sociale (distanze, traffici, quantità di materiale, ripartizione delle terre).

Il rilievo ha in sé come esito naturale il confronto.

In particolare il rilievo architettonico ha come esito la rappresentazione.

Molteplici sono le finalità del rilievo: • rilievo per la conoscenza; • rilievo per la documentazione; • rilievo per il restauro; • rilievo finalizzato ad uno studio storico/architettonico; • rilievo finalizzato ad un programma di catalogazione; • rilievo archeologico; • rilievo urbano; • rilievo per il progetto; • rilevo per la manutenzione.

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Lezione 2 - Tipi di Rappresentazioni grafiche, Piante, sezioni e prospetto

Vista assonometrica

Pianta

Prospetto

Vista Zenitale

Vista laterale

Assonometria (a sinistra) e prospettiva (a destra)

scala 1:1

scala 1:1 - 1:10

scala 1:10

scala 1:20

dettaglio

particolare

le sepolture

piccoli edifici, documentazione di scavo

scala 1:50 - 1:100

scala 1:200 - 1:500

scala 1:1000 - 1:5000

scala 1:5000 - 1:200.000

edifici, scavi estensivi

piante d'insieme

dettagli territoriali, centri urbani

carte topografiche

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Lezione 3 - La fotogrammetria

Sistemi fotogrammetrici

• • • •

Stereo fotogrammetria Fotogrammetria con due o più fotogrammi Fotogrammetria tramite misure Raddrizzamento fotografico

I fotoraddrizzamenti

condizioni • oggetto rappresentato, piano • corrispondenza tra piano immagine e piano oggetto • omografia (trasformazione tra piani di riferimento piani) X = coordinate oggetto x = coordinate immagine a1...c2 = coefficienti parametri incogniti

PUNTI DI APPOGGIO Si chiamano "punti di appoggio" dei particolari puntiformi, misurati toporeaficamente, individuati sull'oggetto.

Raddrizzamento fotografico riconoscere i punti noti sulle immagini e associare loro le rispettive coordinate dei punti appoggio (o punti oggetto). ora è possibile stimare la trasformazione inversa detta raddrizzamento, per ricostruire l'esatta geometria dell'oggetto fotografato.

Programmi di fotoraddrizzamento Il programma è in grado di risolvere un sistema di 8 equazioni in 8 incognite. inserendo al suo interno le coordinate oggetto e le coordinate immagine, potremmo ottenere i parametri incogniti.

All'opposto conoscendo i parametri siamo in grado di ottenere le coordinate.

I sistemi di riferimento Le misure topografiche non sono espresse in un sistema di riferimento utile ai fini del raddrizzamento Occorre introdurre sistemi di riferimento accessori, mantenendo traccia delle rototraslazioni necessarie per passare da un sistema all'altro.

Nel sistema di riferimento topografico l'asse Z è orientato verso l'alto.

Nel nostro sistema di riferimento X e Y identificano il piano medio sul quale appoggiamo la nostra facciata.

Mosaicatura PiĂš immagini raddrizzate possono essere poi unite (mosaicatura) a formare un unica immagine, fotopiano anche il fotopiano deve essere metricamente corretto dopo la mosaicatura la zona di congiunzione non deve presentare discontinuitĂ geometriche.

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Lezione 4 - Strumenti e tecniche del rilievo

Il rilievo non è una riproduzione fotografica della realtà, il suo ruolo è selezionare tra gli infiniti segni che compongono l'immagine di un oggetto, quelli che definiscono la sua morfologia e le sue trasformazioni nel tempo e di darne la rappresentazione grafica più adeguata.

I metodi del rilievo • Rilievo diretto, operazioni di misurazione a diretto contatto con i manufatti, strumenti: fettucce metriche, fili a piombo, cordini, livelle.

• Rilievo indiretto, misurazioni con strumenti ottici, meccanici o informatici, strumenti: teodolite ottico meccanico, stazione totale, GPS, fotogrammetria, laserscanner.

I punti del rilievo e i sistemi di misurazione • I punti devono essere precisi e riconoscibili. • I punti materializzati, devono corrispondere ad oggetti ben identificati sistemati appositamente in loco, che ne fissano inequivocabilmente la posizione. • Punti a terra. Materializzati con chiodi resistenti e durevoli. • Punti di riferimento per la fotogrammetria e i rilievi con i laserscanner 3d. Materializzati con marche metalliche, bicolori o a croce. • Punti particolari da usare come base per le misurazioni nel rilievo archeologico diretto. Materializzati con chiodi, nastro adesivo, disegni con pennarello.

Materializzazione dei punti di rilievo: chiodi di acciaio Carpoint per capisaldi topografici con incavo per il posizionamento della palina, etichetta adesiva per punto particolare

A - B segmento che unisce i due punti materializzati "capisaldi" da cui viene effettuata la misurazione, il vertice C corrisponde al punto incognito da determinare

Trilaterazioni

Rilievo diretto

GPS

ERRORI Tutte le misurazioni comportano un errore. a) Errori sistematici: es. errori strumentali, influiscono sul risultato sempre nello stesso senso, non possono essere compensati dalla media delle misurazioni. Rimedio: controllo e calibraziopne degli strumenti. b) Errori accidentali: incertezza della misura a causa di molteplici fattori. Errori di lettura o di calcolo (errori grossolani), incertezza nel posizionare gli strumenti di misura (piccoli errori meno riconoscibili). Nel rispetto dei limiti di tolleranza stabiliti in relazione alla scala adottata, occorre adottare alcuni accorgimenti.

rilievo diretto, e controllo dell'errore

Metodi di controllo dell'errore sui punti principali.

• Ribattere ogni tanto lo stesso punto da due diverse stazioni • Misurare il punto ignoto da 3 o più punti noti (sistema tipico del GPS).

• Evitare l'accumulo delle misure.

propagazione dell'errore

Le reti di inquadramento in base alla diapositiva precedente, conviene sempre impostare il rilievo a partire da una coppia di punti noti e reciprocamente visibili la cui distanza è tale da abbracciare la più ampia area possibile.

Questa condizione non si verifica quasi mai, è quindi necessario creare una rete di punti, detti capisaldi o stazioni che assicuri la copertura di tutta l'area da rilevare.

Regole per le rete di inquadramento.

• I punti sono gerarchicamente distribuiti su più livelli o ordini.

• I capisaldi ai vari livelli, devono essere nel minor numero possibile, collegati tra loro in modo da consentire la compensazione degli errori. Limitare per quanto possibile il numero dei livelli, per evitare l'accumulo verticale delle misure.

Sezioni e prospetti il metodo delle ascisse e delle ordinate

RILIEVO DIRETTO: strumenti e metodi prof. ing. filippo gagliano

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gli strumenti per il rilevamento architettonico

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Nel rilevamento architettonico e urbano vengono impiegati, per compiere le diverse operazioni di misurazioni, alcuni strumenti che a seconda delle diverse funzioni a cui sono destinati , possono essere raggruppati in 5 categorie: 1.

STRUMENTI PER ALLINEARE

2.

STRUMENTI PER MISURARE LE DISTANZE

3.

STRUMENTI PER MISURARE GLI ANGOLI

4.

STRUMENTI PER MISURARE I DISLIVELLI

5.

STRUMENTI PER LE RIPRESE FOTOGRAFICHE

Oltre alla divisione per funzioni, esiste una seconda classificazione, a seconda della metodologia di rilevamento a cui tali strumenti sono destinati: 1.

STRUMENTI PER IL RILEVAMENTO DIRETTO

2.

STRUMENTI PER IL RILEVAMENTO INDIRETTO O STRUMENTALE

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Filo a piombo

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Longimetri per misure dirette

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Longimetri per misure dirette

Misuratore di distanze

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Longimetri per misure dirette

Calibro

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Profilometro

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Asta metrica telescopica

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Livella Livella torica o livella a bolla d’aria

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Livello ad acqua da cantiere

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Paline per allineamenti

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Squadro a traguardi o squadro agrimensorio

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Reticolo

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Rilievo diretto: metodi fondamentali di misurazione

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Le misure acquisite con questi strumenti sono principalmente lunghezze di segmenti che vengono descritte attraverso dei punti singolari agli estremi Le tecniche che permettono di definire le relative posizioni di punti appartenenti ad un medesimo piano attraverso misure lineari, due sono le principali: ASCISSE ED ORDINATE ORTOGONALI La tecnica delle ascisse ed ordinate ortogonali consiste nel rilevare i singoli punti riferendoli ad un sistema di riferimento di assi ortogonali opportunamente prescelto e realizzato.

TRILATERAZIONE Il principio su cui si basa la tecnica della trilaterazione deriva dalla proprietà della geometria elementare relativa alla risoluzione di triangoli qualunque, per cui un triangolo è determinato (cioè risolto) se sono note, ad esempio, le misure dei suoi tre lati. La trilaterazione consiste nel determinare la posizione di un punto P nel piano attraverso la misura delle distanze di questo da due punti noti A e B complanari. Affinché il procedimento sia eseguito correttamente è necessario che il triangolo ABP appartenga realmente ad un piano orizzontale.

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Misure progressive

Misure parziali

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Misure parziali, parziali successive, progressive

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Misure parziali, parziali successive, progressive

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Misure per ascisse e ordinate (per coordinate)

_03 Rilevamento del perimetro esterno di un edificio con il metodo per ascisse ed ordinate ortogonali. Tracciata una base esterna all’edificio si proiettano ortogonalmente ad essa tutti i punti da rilevare, quindi si misurano le distanze dei punti proiettati e le distanze tra i punti della facciata e la loro proiezione

Misure per ascisse e ordinate (per coordinate)

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Misure per intersezione

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Misurazione di angoli

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Trilaterazione

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Trilaterazione

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Trilaterazione

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Trilaterazione

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Trilaterazione

_03 Rilevamento planimetrico di una rientranza di grandi dimensioni, utilizzando il metodo della trilaterazione appoggiata ad una base esterna AB.

Linea di base o Poligonale

_03 Tracciamento di una base di appoggio (poligonale chiusa), esterna ad un edificio per il rilevamento del suo perimetro.

Linea di base o Poligonale

_03 Tracciamento di una base di appoggio per collegare. Il rilevamento del perimetro esterno a quello dell’interno.

Rilievo del vano scala

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Rilievo delle misure altimetriche

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Prelievo delle misure dei prospetti

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Prelievo delle misure dei prospetti

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Prelievo delle misure dei prospetti

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Prelievo delle misure dei prospetti

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Prelievo delle misure dei prospetti

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Prelievo delle misure dei prospetti

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