Dissertazione finale del Master Open Téchne 2013. Il progetto ha avuto come scopo il rilievo e la restituzione di un modello tridimensionale di una grande piazza con generazione di ortofoto e digitalizzazione di affreschi, attraverso acquisizione fotogrammtrica e modellazione digitale. Sono stati considerati diversi approcci di lavoro utilizzando software di Image-Based Modelling Open Source e Low-cost, basati su Structure from Motion e close range photogrammetry. http://www.istitutoficlu.org/iniziative/master-open-techne-2012-2013-discussione-finale/

1. Rilievo fotogrammetrico, ricostruzione 3D e
digitalizzazioni di Piazza del Duomo a Trento
- soluzioni, problematiche e confronti
M. Cristina Navarra
navarra.cristina@gmail.com
Sede dello stage: 3DOM -FBK
Tutor: Dott. Fabio Remondino

2. Il progetto
• Restituzione di un modello tridimensionale di nuvole di
punti dense, metricamente corrette
• Generazione di ortofoto che consenta una restituzione
grafica alla scala 1:50
• Creazione di una mappa tematica dei pigmenti impiegati nel
ciclo affrescato di casa Cazuffi

3. Workflow
PARTE I
Rilievo fotogrammetrico con sensore passivo
PARTE II
a) OPEN SOURCE SOFTWARE
• allineamento e restituzione nuvola densa in PPT e VSFM
• georeferenziazione in CC
• mesh + texture + ortofoto (ricostruzione manuale) in
CC/Meshlab
b) LOW-COST SOFTWARE
• allineamento e restituzione nuvola densa + georeferenziazione
+ mesh + texture + ortofoto in AgisoftPhotoscan
PARTE III
Digitalizzazione affreschi e creazione di una mappa tematica QGis

4. Il rilievo
• Rilievo fotogrammetrico a 360°
• Due momenti di acquisizione
• Reflex NikonD3X CMOS 36x24mm,
24 milioni px
• Obiettivi 35mm e 50mm
• Prese in modalità landscape e
portrait
• GSD stimato 4 mm
• 7 dataset per un tot di 697 foto
• 40 GCP

5. Il rilievo
Monografie del GCP 1005
Monografie del GCP 1027

6. Elaborazione nuvole di punti
Nuvola elaborata con dataset
a differenti orientamenti
Nuvola elaborata con dataset
isorientati
• Processa solo foto isorientate
• Processa contestualmente foto con diverse focali

7. Variazione dei parametri di PMVS
Nuvola densa di 2milioni
di punti con valori di
default di PMVS
Nuvola densa di 8milioni
di punti con valori
modificati di PMVS

8. Elaborazione nuvole di punti
Processamento nuvola sparsa con cluster di foto

9. Elaborazione nuvole di punti
Nuvole con differenti parametri di PMVS

10. Elaborazione nuvole di punti
Nuvola densa di 13milioni di punti
con valori modificati di PMVS

11. Elaborazione nuvole di punti
Nuvola sparsa con GCP (sinistra)
Camere e cluster di foto (sotto)
- 7 chunks allineati in un merge unico
- 30 GCP marcati con errore a 2 cm
- Attivazione di sistemi di mascheramento

12. Elaborazione nuvole di punti
Nuvola densa di 27milioni di punti

13. Costruzione geometrie
Calcolo delle normali
Ricostruzione delle superfici
con Octree 12

14. Costruzione geometrie
Attribuzione dei colori dai vertici

15. Costruzione geometrie
Esportazione di maschere

16. Costruzione geometrie
- Tipo geometria: arbitrary
- Qualità geometria: sharp
- N. max facce: 10milioni
Geometria con maschere disattive: molto rumore
Geometria con maschere attive: assenza di rumore

17. Generazione ortofoto
-metodo manuale-
1)
2)

18. Generazione ortofoto
-metodo manuale-

19. Generazione ortofoto
- Divisione in 14 piani di proiezione
- Ortofoto generate su marker aggiuntivi
- Risoluzione 6 mm

20. Generazione ortofoto

21. Digitalizzazione:
strutture, strati pittorici e pigmenti

22. Strati pittorici

23. Bianco di calce

24. Ocra gialla

25. Rosso veneziano

26. Azzurrite

27. Conclusioni
•
PPT più sensibile nella fase di input dati
•
PPT e VSFM hanno prodotto nuvole dense conformi nelle proporzioni
•
PPT e VSFM hanno guadagnato in risoluzione e ricoprimento con il ricalcolo dei parametri del PMVS
•
PPT e VSFM (seppur in assenza di sistemi di mascheramento) hanno ricostruito punti con texture
omologhe e prodotto nuvole con moderato rumore
•
AgisoftPhotoScan ha prodotto nuvole dense più accurate e con distorsioni quasi del tutto assenti
•
La possibilità di costruzione di maschere ha contribuito al calcolo solo di geometrie e texture
preferenziali, eliminando totalmente rumore e outliers
•
Tutti e tre i software hanno riportato errori nella riscostruzione dei balconi e degli elementi
sporgenti, per i quali sarebbe stato necessario l'utilizzo di obbiettivi telescopici e di ulteriori prese
dall'alto
•
Il metodo 'manuale' sperimentato per la generazione di ortofoto è risultato efficace solo nei casi di
singoli piani di proiezione (ci si riserva la possibilità di ulteriori test con differenti geometrie e
texture, al fine di comprendere la reale validità del metodo e la possibile spendibilità delle ortofoto
ottenute)
•
L'utilizzo di un GIS ha permesso la registrazione di informazioni aggiuntive al dato vettoriale in fase
di digitalizzazione