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[rilievo digitale bim]
Modalità di rilievo digitali per ambienti biM
In ambiente BIM, la precisione e la qualità del rilievo di un oggetto esistente sono fondamentali per garantire un progetto accurato e affidabile. Le tecnologie di rilievo digitale di tipo evoluto offrono una base stabile per la modellazione informativa, superando di gran lunga le performance dei metodi tradizionali in termini di accuratezza, efficienza e qualità dei dati raccolti. I principali metodi di rilievo digitale che si integrano in processi di progettazione BIM sono il laser scanning e l’aerofotogrammetria eseguita con l’ausilio di droni.
Laser scanning Point Cloud
Il Laser scanning consente di ottenere una nuvola di punti (point cloud) con tolleranze potenzialmente bassissime (definibili in fase di setting) e una quantità di dati estremamente elevata. Questo metodo si rivela particolarmente efficace per rilievi che richiedono un alto livello di dettaglio e accuratezza, e permette di ottenere una restituzione tridimensionale dell’oggetto o dell’ambiente rilevato.
Aerofotogrammetria con droni
Il rilievo fotogrammetrico impiega l’interpolazione di più fotografie, con tempi di risposta molto più veloci ma con precisione inferiore rispetto al laser scanner. Sulla base di queste caratteristiche questo metodo è ideale per rilievi a scala urbana o territoriale, grazie alla sua capacità di coprire ampie superfici in poco tempo e per i livelli inferiori di accuratezza richiesti.
E’ molto importante non limitarsi a considerare un “oggetto esistente”, rilevabile con i metodi citati, soltanto ciò che comunemente viene indicato come “lo stato di fatto”: le enormi potenzialità di questi metodi si esprimono anche in relazione a obiettivi e a fasi diverse del processo di progettazione o in generale del ciclo di vita dell’opera, come nelle restituzioni di milestones (SAL, …) di cantiere, a scopo di monitoraggio e verifica, o di As built!
differenze tra metodi di rilievo evoluti e tradizionali
L’adozione di tecniche di rilievo digitale all’interno del processo BIM offre vantaggi significativi rispetto ai metodi non evoluti, basati su operazioni manuali e tecniche e strumenti di misura tradizionali, come trilaterazioni con metro laser o bindella e restituzione preliminare in forma di schizzo.
Margine di errore
I metodi tradizionali sono soggetti ad ampissimi margini di errore dati da inesattezza del dato, aree non raggiungibili, conoscenza non approfondita delle tecniche di rilievo, errori umani di misurazione e trascrizione, etc. I rilievi con nuvole di punti hanno un’accuratezza nelle tre dimensioni normali definita in fase di acquisizione, che si spinge al millimetro per determinati obiettivi. Gli unici errori in una nuvola di punti sono “tecnici” e legati a condizioni particolari oggettive e predittive (superfici riflettenti, coni d’ombra), per questo facilmente correggibili e interpretabili.
Tempo investito
Sebbene il rilievo tradizionale possa sembrare inizialmente più rapido, soprattutto in contesti meno complessi, il tempo totale necessario per integrare, verificare e correggere i dati raccolti è spesso superiore rispetto a un rilievo digitale. La point cloud, infatti, consente di raccogliere tutte le informazioni necessarie in una singola fase, riducendo la necessità di ulteriori interventi sul campo e, di conseguenza, i tempi e i costi complessivi del progetto.
Quantità e qualità di contenuti
Metodi di rilievo tradizionale si basano sulla restituzione in forma di schizzo di sezioni orizzontali e verticali con quote parziali e totali limitate, a livello di dettaglio limitato e potenzialmente corredate da note testuali e fotografie. La nuvola di punti contiene tutte le informazioni geometriche nelle tre dimensioni di uno spazio, e può contenere anche informazioni legate al colore. Per questo motivo sulla point cloud è possibile analizzare in ogni momento lo spazio nelle 3 dimensioni in modo automatico (sezionando la nuvola, ottenendo i prospetti, etc) e eseguire indagini, su base grafica, su materiali e eventuali meccanismi di degrado.
Verificabilità
Nel processo di rilievo tradizionale l’operatore è sempre costretto a tornare in cantiere a verificare/integrare i dati di rilievo, nel caso di incongruenze o di necessità di maggiore dettaglio. La point cloud contiene fin dal primo momento tutte le informazioni, e può essere interrogata in ogni momento. Inoltre è possibile federare la nuvola di punti con i modelli prodotti e, in base a specifiche necessità, condurre l’analisi delle interferenze per individuare automaticamente le discrepanze fra reale e virtuale nella modellazione di un oggetto esistente, e controllare in ogni momento l’attendibilità delle basi su cui si sta sviluppando la progettazione.
Per valutare, comprendere ed esprimere in modo completo le caratteristiche di questi metodi e strumenti in relazione anche al confronto con la pratica tradizionale, è fondamentale conoscere con chiarezza le differenze tra i significati di “precisione” e “accuratezza”.
- Precisione | Riguarda la ripetibilità e la coerenza delle misurazioni. Un rilievo è preciso se le misurazioni ripetute nelle stesse condizioni producono risultati molto simili tra loro. La precisione si focalizza sulla dispersione dei dati rispetto alla media delle misurazioni, indipendentemente dalla loro corrispondenza al valore reale.
- Accuratezza | Indica la vicinanza delle misurazioni al valore reale o vero. Un rilievo è accurato se il valore medio delle misurazioni è vicino al valore effettivo. L’accuratezza considera sia la precisione sia gli errori sistematici che potrebbero portare a un risultato distorto rispetto alla realtà.
In sintesi, mentre la precisione si concentra sulla consistenza interna delle misurazioni, l’accuratezza valuta quanto queste misurazioni siano effettivamente corrette rispetto al valore reale.
modellazione bim su point cloud
La modellazione di un oggetto esistente partendo da una nuvola di punti richiede una serie di passaggi chiave, ciascuno dei quali è cruciale per garantire che il risultato sia accurato e gestibile.
La definizione, preliminare e imprescindibile, del livello di dettaglio da rispettare
La ricchezza, in molti casi la ridondanza, delle informazioni contenute nella point cloud porta il rischio di generare modelli con informazioni superflue ed estremamente pesanti, che potrebbero compromettere la gestione e l’efficienza del progetto.
Il posizionamento della Point cloud
Una volta acquisita, la nuvola di punti deve essere correttamente posizionata nello spazio del modello. Questo può avvenire attraverso l’uso di coordinate reali, condivise o manualmente, utilizzando punti di riferimento presenti nel contesto. Progetti complessi sono divisi, per motivi tecnici di rilievo e di gestione di file, in più file di point cloud che devono essere “montati”, e la pesantezza di tali file impone particolari finezze nella progettazione dei file nei SW di authoring.
Processo di modellazione
La modellazione è sempre eseguita dal generale al particolare. Si parte dagli elementi di riferimento (griglie, livelli, piani di riferimento) e si procede al particolare modellando in sezione orizzontale e verticale, secondo le informazioni fornite dai documenti di indirizzo della gestione informativa (pGI). Il section box, una funzione disponibile in molteplici software di modellazione, si rivela particolarmente utile per analizzare e riprodurre le geometrie tridimensionali presenti nella point cloud.
L’utilizzo di tecniche di rilievo digitale di tipo evoluto rappresenta un elemento fondamentale per il successo di un progetto BIM, offrendo vantaggi tangibili in termini di accuratezza, efficienza e qualità dei dati. In un contesto in cui la complessità e le esigenze dei progetti sono in continua crescita, investire in tecnologie di rilievo digitale non è solo una scelta strategica, ma una necessità per garantire risultati eccellenti e duraturi.
Autore: Edoardo Marcandelli
Architetto e Ingegnere Civile e Ambientale, mette a sistema esperienze di progettista e consulente BIM nel settore AEC. Si occupa di consulenza, coordinamento e formazione in materia di gestione informativa.
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Data di scrittura: agosto 2024
Parole chiave: #BIM #PointCloud #Innovation
"λέξη"
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