Rilievi aerofotogrammetrici in Archeologia: il caso di Nora
Nei mesi di maggio e luglio 2017 la nostra società ha effettuato un rilievo aerofotogrammetrico tramite drone nel sito archeologico di Nora, vicino Pula in provincia di Cagliari, antica città già occupata dai Fenici, poi ancora dai Romani (le vestigia attuali sono di epoca severiana), quindi dai Saraceni e ancora oggetto di occupazione nel corso della Seconda Guerra Mondiale, quando il sito venne purtroppo bombardato.
Il progetto di rilievo, come detto, è stato realizzato attraverso tecnica aerofotogrammetrica tramite drone, non solo per contenere i costi ma anche vista l’impossibilità di accedere in sicurezza in alcune aeree del sito archeologico per posizionare il laser scanner. La precisione e l’accuratezza raggiunti dagli algoritmi di image analysis and matching è oramai paragonabile alla scansione a luce attiva, che dalla sua continua a mantenere una maggiore densità della nuvola di punti e un errore statistico standardizzato per tutto il progetto di scansione. All’aerofotogrammetria è stato aggiunto un rilievo con fotogrammetria terrestre, il tutto metricamente corretto da 11 markers rilevati con strumentazione GNSS.
L’obiettivo del rilievo era ottenere un modello 3D dell’intero monumento al fine di estrarre le ortofoto di tutti gli alzati finalizzato alla documentazione di dettaglio per scopi di restauro e consolidamento delle murature. L’azione era mirata al modello 3D delle Terme a Mare e del Tempio di Esculapio.
Il rilievo aerofotogrammetrico con drone
Considerando che trattasi di sito archeologico aperto al pubblico, per poter volare è stato chiesto il permesso alla locale Soprintendenza con orari pre-visita, ovvero effettuando i voli prima delle 9 di mattina. Per evitare le ombre portanti, è stato chiesto di poter effettuare un passaggio intorno alle ore 12, ma in quel caso, d’accordo con l’Associazione che gestisce le visite, è stata chiusa una parte del percorso così da perimetrare un’area di buffer di sicurezza come previsto dal Regolamento SAPR, configurandosi in quel caso l’operazione come critica.
Per portare a termine il progetto sono state programmate più tipologie di volo (cfr. anche il caso di Privernum). Nell’immagine seguente l’esempio di come un’app di volo automatico imposti il drone per effettuare gli scatti tramite waypoint su percorso per il rilievo sul Tempio di Esculapio, area recintata e inaccessibile.
Per le Terme a Mare sono state scattate 150 foto dall’alto, con triplice volo da 4 minuti l’uno e poi integrate via software con la fotogrammetria terrestre.
Il rilievo fotogrammetrico terrestre
Da terra, il modello delle Terme a Mare è stato integrato con ca. 100 scatti effettuati con una Canon EOS 5D Mark II con lente Canon 17-40mm f4/L USM. Trattandosi di un sensore diverso da quello della camera del DJI Phantom 3 Pro, il set è stato elaborato in un chunck indipendente: l’unione è avvenuta successivamente, collegando i due modelli tramite waypoint e costruendo su quest’ultimo la mesh per ottenere le ortofoto dei prospetti.
Le ortofoto, a differenza delle fotografie raddrizzate, vantano una precisione metrica maggiore e sono fondamentali nella redazione di computi metrici e nel caso di rilievi archeologici, che richiedono un elevato fattore di precisione e accuratezza. La fotogrammetria terrestre ha reso anche migliore la generazione della texture sulle parti del monumento a livello del terreno, migliorando la nitidezza e potenziando inoltre il GSD generale del modello.
La correzione tramite GNSS
Come per tutti i progetti che prevedano la tecnica fotogrammetrica, sia terrestre che aerea, ovvero una tecnica a luce passiva, è fondamentale una correzione metrica efficace del modello, in quanto l’ambiente 3D non ha una scalatura. Questo si rende necessario per raggiungere quell’elevato fattore di precisione e accuratezza che richiedono i rilievi archeologici. Per non inficiare la visibilità del monumento, sono stati individuati 11 markers a terra su spigoli che potessero essere facilmente riconosciuti sulle fotografie, senza piazzare mire. Con l’utilizzo dello strumento SOKKIA GRX1 ricevitore GNSS collegato alla rete ITALPOS, sono state catturate le coordinate assolute degli 11 markers, e importate dentro il software per la correzione metrica.
In questo modo dalla mesh texturizzata sono stati estratti 46 prospetti dalle 46 ortofoto generate: una volta importati in ambiente CAD, è stato semplice ottenere la vettorializzazione dei profili, misurabili e plottabili in scala 1:50 per tutti gli utilizzi del caso.
Archeologia, Droni