A.A. 2014/2015

Politecnico di Torino DIATI

[RADDRIZZAMENTO DIGITALE PER LA COSTRUZIONE DI FOTOPIANI CON CRS]

1 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

Sommario 1. Rilievo metrico. Aspetti generali. .............................................................................................................. 2

2. Elementi da misurare e classificazione dei punti per il rilievo fotogrammetrico ...................................... 3

3. Il raddrizzamento fotogrammetrico .......................................................................................................... 3

4. Operazioni preliminari e descrizione dell’ interfaccia di CRS .................................................................... 3

5. Inserimento dei dati della macchina fotografica ....................................................................................... 5

6. Calibrazione ............................................................................................................................................... 5

7. Raddrizzamento fotografico ...................................................................................................................... 7

2 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

1. Rilievo metrico. Aspetti generali.

“Il rilievo architettonico è un’operazione volta a capire I ‘opera nella sua globalità (...); rilevare quindi

significa innanzitutto comprendere I’ opera che si ha davanti, coglierne tutti i valori, da quelli dimensionali a

quelli costruttivi, da quelli formali a quelli culturali.”1

La scelta della metodo di rilievo dipende dal tipo di informazioni che si intende estrarre. Le finalità del

rilievo dunque condizionano il percorso di acquisizione.

Il rilievo può essere:

Diretto. Si definisce rilevamento diretto, quello effettuato dall’operatore con I’ausilio di semplici

strumenti di misura, quali il metro, le aste metriche, filo a piombo, ecc. Viene impiegato nella

maggior parte dei rilievi architettonici e si rivela indispensabile in quello delle piante e nelle sezioni

di edifici, ove gli altri metodi non possono essere impiegati, se non in particolari circostanze.

Strumentale. Si definisce rilevamento strumentale (topografico) quel rilievo effettuato con I'ausilio

di strumenti topografici, quali stazioni totali, tacheometri, livelli, distanziometri, ecc. E’ un metodo

complementare al metodo diretto e fotogrammetrico. Viene impiegato per rilevamenti di

precisione, per rilevare andamenti planimetrici di grande estensione e specialmente quando si

debbano rilevare punti inaccessibili. Diviene indispensabile quando si vuole collocare l’opera al suo

ambito urbano.

Indiretto. Si definisce rilevamento indiretto (fotogrammetrico) quello effettuato con l’ausilio di

macchine da presa quali fotocamere, bicamere, restitutori che permetto di estrarre informazioni

dai fotogrammi di presa. Si usa per il rilievo delle facciate piane e in particolare per il rilevo di fronti

urbani. Può essere utile laddove i punti da misurare non risultino accessibili.

Il rilievo architettonico comprende due fasi:

fase di campagna:

progetto

eidotipi

misurazione

restituzione

Prima di iniziare, dunque, qualsiasi operazione di rilievo in primo luogo bisogna:

definire lo scopo del rilievo e la precisone;

raccogliere la documentazione di rilievi eventualmente già eseguiti sull’oggetto;

studiare l’oggetto per individuare le informazioni necessarie affinché ilo rilievo risulti completo;

stabilire tecnica di rilievo e gli strumenti da analizzare;

1 Mario Docci, Diego Maestri, Manuale di rilevamento architettonico e urbano, Bari, Laterza, 2009.

3 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

2. Elementi da misurare e classificazione dei punti per il rilievo

fotogrammetrico

Durante l’operazione di rilievo l’entità geometrica fondamentale risulta essere il punto.

Per ciascun punto individuato come fondamentali per la descrizione dell’ oggetto in fase di progetto,

dovranno essere fornite le seguenti informazioni:

nome univoco;

codifica del punto;

coordinate (x,y,z);

Per il rilievo fotogrammetrico è necessario selezionare le seguenti categorie di punti:

punti di volume: che servono per tracciare le linee di bordo (es. linea di terra, linea di colmo)

punti per il raddrizzamento: posizionati su uno stesso piano di facciata.

Punti di collegamento con il rilievo diretto

Punti di dettaglio tridimensionale: punti che ci permettono di estrarre informazioni

Punti per la sezione orizzontale

Punti per la sezione verticale

Punti di collegamento alla rete di inquadramento

Ciascun tipo di punto avrà un codice differente.

3. Il raddrizzamento fotogrammetrico La tecnica del raddrizzamento è un caso particolare della tecnica fotogrammetrica e viene spesso utilizzato

a supporto delle operazioni di rilievo di fronti di edifici, di pavimentazioni decorate e di pareti affrescate.

Il raddrizzamento consiste nel trasformare una prospettiva centrale presa con assetto qualsiasi nello spazio

in un’altra prospettiva centrale avente il piano di proiezione parallelo ad un piano prefissato.

La geometria descrittiva insegna che una prospettiva centrale avente il piano di proiezione parallelo ad un

piano definito degenera in una proiezione ortogonale a meno di un fattore di scala.

4. Operazioni preliminari e descrizione dell’ interfaccia di CRS

Prima di aprire il programma è necessario copiare la cartella “CRS” fornita in C:\ .

Si ricorda inoltre di salvare i file tutti nella stessa cartella in modo che la directory sia sempre la stessa e di

salvarli sempre con le rispettive estensioni (.prj, .cam, ecc.).

Una volta aperto il CRS.exe, il programma si apre. Come primo passo è necessario selezionare un progetto

come mostrato in Figura 1 .

4 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

Figura 1 Selezione di un progetto

Si riporta in Figura 2 una descrizione generale dell’ interfaccia di CRS.

Figura 2 Interfaccia CRS

5 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

5. Inserimento dei dati della macchina fotografica

Prima di iniziare l’operazione di raddrizzamento è necessario fornire al programma le caratteristiche della

macchina fotografica con cui sono state scattate le foto di partenza.

Come specificato in §4, per impostare le caratteristiche della macchina è necessario accedere alla finestra

“Camera Calibration Parameters” e compilare i campi come evidenziato in Figura 3.

Figura 3 Camera CAlibration Parameters

Una volta terminata questa fase cliccando sul simbolo “salva” è possibile salvare le modifiche apportate e

rinominare il nostro file.cam.

6. Calibrazione

Si passa così all’operazione che ci permette di calibrare l’ immagine, cliccando sull’apposita icona indicata in

Figura 2, §4.

Si apre dunque la finestra di dialogo “ Calibration” mostrata in Figura 4. Dall’ apposito comando “Image

file” si inserisce l’immagine che si vuole calibrare .

ATTENZIONE: l’ immagine che inseriamo deve essere in formato .bmp

Cliccando sul simbolo del “teschio” è possibile cancellare eventuali punti memorizzati per cominciare la

procedura.

ATTENZIONE: cliccando sul teschio si cancella tutto, quindi una volta iniziata l’operazione di calibrazione non usare più

questo comando se non si vuole ricominciare dall’inizio.

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Figura 4 Calibration

I tre riquadri arancioni in basso in Figura 4 ci forniscono diversi livelli di ingrandimento dell’ immagine e ci

consentono di inserire i punti di calibrazione con precisione (Figura 5).

Figura 5 Inserimento immagine

Per inserire i punti è sufficiente cliccare con il tasto sinistro del mouse nella posizione desiderata e

confermare l’inserimento cliccando ancora con il destro. Per interrompere la direzione di inserimento basta

cliccare sul tasto centrale del mouse.

I punti vanno inseriti su linee che si pensa siano rette.

7 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

Per inserire nuove rette si può usare l’apposito tasto con simbolo (/ ).

Figura 6 Inserimento punti

Una volta terminata l’operazione di inserimento punti (Figura 6), salvare il file.lin.

7. Raddrizzamento fotografico

Per il raddrizzamento si entra nella finestra di dialogo “Ratification” (Figura 7 ) che si apre cliccando

l’apposita icona indicata in Figura 2, §4.

Si inseriscono a questo punto l’immagine, il file di calibrazione e nel campo “Ratification image file” si

rinomina il file di raddrizzamento definitivo.

Cliccando sull’ icona (x,y,z) si inserisce il file delle coordinate che abbiamo ottenuto dal rilievo.

Si attivano i punti che si vogliono utilizzate per il raddrizzamento cliccando sull’ icona contenete l’occhio

(Figura 8). Dalla colonna “Uso” si può verificare se il punto è attiva (allora si vedrà il valore 1) o se il punto è

inattivo (-1).

ATTENZIONE: è necessario che per il raddrizzamento vi siano un numero minimo di 4 punti ben distribuiti e 4 punti

centrali.

Infine è necessario cliccare sul simbolo √ per il calcolo dell’ omografia. E’ necessario controllare che i vx,

vy,vz siano dell’ ordine di grandezza giusto rispetto alla precisione per concludere l’operazione di

raddrizzamento. Salvando si ottiene così l’immagine raddrizzata.

8 Raddrizzamento digitale per la costruzione di fotopiani con CRS

Figura 7 Ratification

Figura 8 Collimazione punti per il raddrizzamento