Superbonus 110% - Dal rilievo con drone al modello 3D BIM

Superbonus 110% - Droni e BIM - Rilievo fotogrammetrico con drone | @skycrab

Per poter creare un modello 3D BIM corretto è necessario iniziare da un base concreta e affidabile dello stato di fatto ovvero un corretto rilievo 3D con drone dell'edificio oggetto di rilievo.

In questo articolo vedremo il processo completo di trasformazione di un rilievo fotogrammetrico eseguito con drone, passando dalla ricostruzione 3D dello stato di fatto per poi concludere con la generazione di un modello 3D BIM.

Cos'è e cosa si intende per un modello BIM?

BIM - Building Information Model è un Modello 3D digitale di un edificio costituito da muri, finestre, porte, coperture, solai e tutte le componenti vere e proprie di un edificio. Un vero e proprio processo di creazione e gestione delle informazioni relative ad un edificio.

Nel modello BIM vengono memorizzate tutte questi informazioni, le quali possono essere scambiate tra le parti interessate (geometri, architetti, ingegneri, elettricisti, idraulici, etc) durante tutte le fasi del progetto e della realizzazione finale. 

Strumenti come Archicad e Revit (software di progettazione BIM) aiutano i professionisti a ricostruire il modello BIM dell'edificio oggetto di progettazione e scambiare i dati e le informazioni archiviate in modo agile e flessibile con gli altri professionisti.

Come possiamo ottenere un risultato metricamente corretto e graficamente di alta qualità partendo da un rilievo 3D con drone del caso studio analizzato?

Per ottenere una ricostruzione 3D corretta dello stato di fatto dell'edificio oggetto di rilievo è stata utilizzata la seguente strumentazione:

• Per l'acquisizione dei fotogrammi abbiamo usato un Drone DJI Phantom 4 RTK correttamente connesso con la sua stazione mobile GNSS ad alta precisione D-RTK 2 in grado di supportare tutti i principali sistemi di navigazione satellitare globali;
• Per l'acquisizione dei GCP (Ground Control Points - Punti di controllo) abbiamo utilizzato una stazione totale manuale LEICA.

Cosa si intende per acquisizione dei fotogrammi con drone?

L'acquisizione dei fotogrammi è la fase di volo con drone, dove il pilota di droni (munito di attestato di volo autorizzato, assicurazione e corrette registrazioni e autorizzazioni del caso) si occuperà dell'effettivo volo con drone e dell'acquisizione fotografica degli scatti utili al fine della ricostruzione in 3D dell'edificio.

L'obiettivo di questo volo è quello di ricoprire completamente l'edificio di scatti fotografici cercando di ricreare una gabbia virtuale di foto, correttamente sovrapposte l'una con l'altra, e con inclinazioni differenti. Il volo è stato pianificato ed eseguito in modalità manuale utilizzando l'applicazione DJI Pilot (per saperne di più sulla pianificazione di volo clicca qui).

Il volo è durato circa 45 minuti e abbiamo acquisito 674 fotogrammi.

Di seguito le caratteristiche dei singoli fotogrammi acquisiti da DJI Phantom 4 RTK:

• Larghezza immagine: 5472 pixels;
• Altezza immagine: 3648 pixels;
• Sensibilità ISO: ISO 100;
• Lunghezza focale 35 mm: 24 mm;
• Distanza focale: 9 mm;
• Dimensione singolo fotogramma: circa 9 MB.

Cosa si intende per acquisizione dei GCP?

Dopo una corretta e approfondita pianificazione, abbiamo eseguito la fase di acquisizione dei GCP utilizzando la stazione totale manuale LEICA.

Grazie a questo strumento, necessario per ottenere una precisione centimetrica del rilievo fotogrammetrico, abbiamo rilevato ed acquisito circa 40 punti di controllo di cui 25 effettivamente usati in fase di elaborazione dei dati. I punti restanti sono stati utilizzati come QCP per la verifica finale dell'accuratezza del rilievo.

Con quale software è stata eseguita l'elaborazione del rilievo 3D con drone?

L'elaborazione dei dati fotogrammetrici con drone è stata eseguita con il software Reality Capture procedendo per fasi:

• Analisi della qualità dei fotogrammi e della corretta messa a fuoco;
• Inserimento nel software dei fotogrammi;
• Allineamento dei fotogrammi e conseguente generazione della nuvola di punti sparsa;
• Elaborazione della nuvola di punti densa e del modello 3D;
• Texturizzazione del modello 3D;
• Elaborazione dei prospetti, piante e coperture.

Alla fine dell'elaborazione abbiamo esportato la nuvola di punti densa in formato .xyz in scala 1:1 e i prospetti piante e coperture in formato .tiff. Esportazioni necessarie per un corretto processo di creazione del modello 3D BIM.

Come è avvenuto il processo di creazione del modello 3D BIM?

L'elaborazione del modello 3D BIM è stata eseguita all'interno del software Archicad importando la nuvola di punti densa in formato .xyz.

La nuvola di punti densa dell'edificio importata è in scala 1:1 e ha una precisione/accuratezza di pochi cm. 

Grazie all'inserimento della nuvola di punti densa è stato possibile ricostruire il modello 3D BIM dell'esterno dell'edificio, collocando muri, finestre e coperture nella loro corretta posizione.

Una volta terminata la ricostruzione 3D all'interno del software Archicad è stato consegnato il file al cliente il quale provvederà a tutte le analisi dello stato di fatto utili per la richiesta del Superbonus 110%.