Drone e magnetometro in archeologia

Questa volta la tecnologia combinata drone – magnetometro è stata utilizzata non per l’indagine sulla presenza nel sottosuolo di ordigni bellici inesplosi, ma per uno scopo diverso, di tipo archeologico. L’indagine, infatti, ha avuto luogo su un sito oggetto di scavi archeologici, ove sono già stati individuate aree con presenza di reperti antichi.

L’indagine magnetometrica con drone si è aggiunta ad una serie di indagini strumentali già condotte con altri sistemi e modalità, al fine di arricchire la mole di informazioni già acquisite e supportare correttamente le scelte da fare per il proseguimento dei lavori.

Il grande caldo di questi giorni ha costretto la squadra ad iniziare il lavoro prima dell’alba, per preservare le batterie LiPo da sicuri surriscaldamenti.

Grazie alla versatilità della metodica messa a punto nel corso degli ultimi anni, l’intera area oggetto di studio è stata rilevata in poche ore, e prima che le temperature salissero pericolosamente, il lavoro è stato portato a termina, sebbene l’area fosse abbastanza estesa e con una orografia non perfettamente regolare.

La presenza sul campo di un elettrodotto di alcune zone con vegetazione alta ha lievemente rallentato la progressione del lavoro, ma l’utilizzo di tecnologie evolute e l’esecuzione di voli “manuali” ha consentito di risolvere la situazione brillantemente.

Rilievo di frane

Una vallata stretta, inaccessibile, scavata da un fiume di montagna, con una folta vegetazione sulle sponde.
Un cantiere per la sistemazione della strada esistente che è stata interrotta da una frana sulla scarpata in roccia.
Occorre disegnare le sezioni delle scarpate, possibilmente senza considerare la vegetazione.
Il rilievo è stato, quindi, eseguito con LIDAR per cercare di indagare il profilo del terreno sebbene questo fosse coperto in buona parte da alberi ed arbusti.

Si è optato per un Drone dotato di correzione della posizione in tempo reale (RTK), non potendo utilizzare un rilievo di appoggio.

Stante la sezione stretta e profonda della valle, la scansione LIDAR è stata condotta in due tempi, indirizzando il raggio laser su un versante per volta, con una inquadratura inclinata di circa 45 gradi.
Alla fine, quindi, sono state ottenute due nuvole, ed è stato necessario unirle.

Nelle due foto seguenti è possibile vedere la nuvola di punti ottenuta in due modalità di visualizzazione: la prima con i colori reali, la seconda con colori alterati (rosso e blu) in modo da poter distinguere le due scansioni e verificare la precisione dell’allineamento delle due nuvole.

Per ottenere i profili del terreno è stato utilizzato un software che esegue questa funzione automaticamente. Tuttavia, stante l’eccesso di vegetazione presente, il lavoro automatico non è stato sufficiente, e si è dovuto intervenire manualmente in parte delle sezioni.

Nelle due foto seguenti si può vedere una sezione prima del lavoro di “ripulitura” dalla vegetazione ed un’altra ottenuta escludendo la vegetazione e mantenendo differenti colorazioni.

Il processo è stato ripetuto per tutte le sezioni richieste.

Tali sezioni denotano anche un perfetto allineamento delle due nuvole ottenute in successione (cosa tutt’altro che scontata).

Superbonus 110% e droni

Come il prezzemolo, i droni li ritroviamo ovunque quando si parla di nuove tecnologie digitali ed efficientamento dei processi, anche nel superbonus 110%!

Effettivamente, in questo caso specifico la velocità, la sicurezza e l’efficienza del processo (di rilievo) ne giovano notevolmente.

Il Superbonus 110% è una misura di incentivazione, introdotta dal decreto-legge “Rilancio” del 19 maggio 2020, che punta a rendere più efficienti e più sicuri gli edifici. Il meccanismo del superbonus prevede la possibilità di effettuare i lavori a costo zero per tutti i cittadini, e questo ha reso questa misura molto appetibile.

E’ naturale, di conseguenza, che sia cresciuto notevolmente il numero di interventi di ristrutturazione o di ricostruzione e, quindi, dei relativi progetti.

E già dai primi passi della progettazione, nella fase del rilievo dello stato di fatto, i droni possono dare una mano ai progettisti.

Quando si dice brevemente “droni” non bisogna banalizzare; si vuole intendere tutto il workflow di acquisizione dei dati che utilizza droni (payload, applicazioni, software e piloti compresi), in quale richiede competenze ed esperienza.

Il risultato è la creazione di un gemello digitale dell’edificio (almeno per quello che riguarda la parte esterna) da potersi portare in ufficio per le esigenze di misura, stampa, modifica, rendering, etc.

Quanto detto vale per tutte le iniziative analoghe, ad esempio il sisma bonus; e poi, dal modello digitale dell’edificio al BIM il passo è breve.

Puoi vedere anche questo lavoro relativo ad un edificio di forma circolare a destinazione turistica.

Oppure puoi anche leggere questo nostro articolo sul tema della digitalizzazione degli edifici.

Droni e ciclabili

Prima di diventare una pista ciclabile quello in questione era un tracciato ferroviario, oggi abbandonato.

Per ridare vita ad un’opera in abbandono è stato predisposto un progetto di conversione del tracciato in pista ciclo-pedonale, con marciapiedi e rampe di accesso.

Inoltre, con l’occasione si è prevista la posa in opera di sottoservizi (cavi elettrici, fibra ottica e tubazioni).

Tutto ciò richiedeva degli scavi lungo il tragitto, seppure di lieve profondità, e quindi è scattato l’obbligo di valutazione del rischio per la presenza nel sottosuolo di ordigni bellici inesplosi.

Dopo aver svolto una attività di raccolta di informazioni disponibili circa l’area in oggetto, il committente, al fine di supportare la propria valutazione dei rischi, ha deciso di affiancare a tale attività una indagine strumentale.

L’eterogeneità dell’area di cantiere e la sua lunghezza (circa 6 km) hanno suggerito l’adozione del metodo innovativo con drone, che garantiva la copertura di tutte le aree, anche quelle difficilmente praticabili, in tempi brevi.

In effetti, l’indagine è stata relativamente veloce, e già a fine mattina tutta l’area è stata coperta, senza problemi e senza rischi.

A seguito della elaborazione dei dati, sono stati prodotti dei diagrammi delle anomalie per ogni tratto del percorso.

Nei giorni immediatamente successivi è stata fornita al committente una dettagliata relazione tecnica, contenente i diagrammi delle anomalie georeferenziati, sovrapposti precisamente alla planimetria di cantiere e le relative deduzioni.

Per approfondire l’argomento, invitiamo a leggere anche questo articolo.

DEM e discariche

Il DEM è utilissimo come supporto alla gestione operativa e post-operativa di una discarica (ma anche alla coltivazione di una cava, al monitoraggio dei lavori in un cantiere, alla sorveglianza di una zona soggetta a frana, etc.).

Ma cos’è un DEM? E’ l’acronimo di “digital elevation model”, ovvero un modello digitale georeferenziato del sito; una copia virtuale 2,5D della superficie.

Si, proprio così, 2,5D.

E’ una immagine bidimensionale che porta informazioni anche sulla terza dimensione. I pixel che formano l’immagine planimetrica contengono anche l’informazione dell’altezza. Quindi pur non essendo un oggetto tridimensionale, non è neanche puramente bidimensionale. Una via di mezzo insomma.

L’informazione dell’altezza viene di solito tradotta graficamente in un colore, secondo una data scala colorimetrica, in modo da apprezzare visivamente l’andamento altimetrico.

Figlie del DEM sono le curve di livello, che uniscono i punti di pari altezza.

Anche le mappe delle pendenze sono figlie del DEM, contenendo esso sia le informazioni planimetriche georeferenziate che quelle altimetriche.

Ma la cosa più interessante è il confronto di più DEM dello stesso sito derivanti da dati rilevati in momenti diversi.

Da tale confronto è possibile monitorare le evoluzioni, valutare le subsidenze, i livelli di riempimento, l’andamento dei lavori, etc. e anche calcolare i volumi di abbancamento o di compattazione, di scavo o di riporto.

Fondamentale quindi ai fini del monitoraggio ambientale (D.Lgs. 36/03), ma anche per l’ottimizzazione degli abbancamenti, per la stima e la previsione di eventuali recuperi di volumetrie, per la gestione della viabilità, etc.

Di più: è possibile riportare graficamente l’entità delle variazioni, cioè creare una mappa che evidenzi dove c’è stato un innalzamento o un abbassamento del profilo e di quale entità. In tal modo, basta un’occhiata per capire cosa sta succedendo e dove (e come) bisogna intervenire.

RILIEVO DI UN EDIFICIO CON DRONE E LIDAR

Il rilievo di edifici, grazie alle nuove tecnologie, ha assunto una portata superiore rispetto al passato, nell’ambito del processo di progettazione.

Infatti, oggi nella fase di rilievo si registra una mole di dati infinitamente superiore a qualche anno fa.

Le tecnologie della fotogrammetria e della scansione laser permettono di individuare in pochissimo tempo una moltitudine di punti, sia in termini di coordinale nello spazio che in termini di coordinate RGB.

Ciò, unitamente ai potenti software di elaborazione dei dati che sono oggi disponibili, porta alla creazione di modelli digitali tridimensionali sempre più precisi e dettagliati, che possono costituire la base di sviluppo del reverse engineering ovvero un supporto per l’estrazione di elaborati utili (prospetti, sezioni, planimetrie, etc.).

Air Abruzzo sin dalla sin dalla sua nascita nel 2014, ha sviluppato applicazioni utili attraverso l’utilizzo dei droni, portando in volo strumentazione sempre più performante e sempre più integrata con i droni.

Il tempo ci ha dato ragione, infatti è possibile eseguire la scansione dall’alto di edifici, infrastrutture o territori con una efficienza notevolmente superiore a quella ottenibile da terra. Basti pensare alle coperture degli edifici o ai piani alti, o alle parti delle infrastrutture difficilmente raggiungibili con la strumentazione tradizionale (ponti, tralicci, elettrodotti, etc.).

Alla tecnica aero-fotogrammetrica (vedi questo lavoro) abbiamo affiancato nel 2021 quella della scansione laser mediante LIDAR (Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging). Questo strumento ci consente di superare alcune difficoltà quali, ad esempio, la presenza di vegetazione semi-coprente, la restituzione di strutture geometricamente complesse, etc.

Nel caso specifico riportato nel video l’edificio rilevato è circondato da fitta vegetazione arborea (che nella elaborazione della nuvola di punti sono stati eliminati) ed i prospetti presentano una certa complessità geometrica. Il drone dotato di LIDAR si è dimostrato all’altezza delle aspettative, consentendoci di mettere a frutto pienamente la trasferta in campo.

A fine rilievo sono stati prodotti 8 prospetti, una planimetria ed una ortofoto.