La tecnologia laser scanner 3D permette di acquisire digitalmente posizione e forma di oggetti, descrivendoli attraverso una nuvola di punti, per ciascuno dei quali viene individuata la posizione spaziale secondo un sistema di coordinate x, y e z, incentrato sulla posizione dello scanner.
Lo strumento, generando un impulso laser infrarosso, rileva l’intervallo esistente tra l’emissione del segnale e l’impulso di ritorno. Nota la direzione del raggio nello spazio, rispetto ad un sistema di riferimento relativo, interno allo strumento stesso, è poi possibile posizionare ogni punto rilevato nello spazio georeferenziato per mezzo di punti noti.
Allo stesso tempo ad ogni punto viene associato un valore di riflettanza, che dipende dalle caratteristiche dei materiali rilevati ed identificato attraverso un parametro cromatico RGB.
Essendo un segnale luminoso, il laser colpisce la superficie da rilevare secondo l’angolo dettato dal punto di vista, ragione per cui per una completa descrizione dell’oggetto sono necessarie più scansioni.
Queste poi vengono unificate per mezzo di una rete di target opportunamente posizionati, a ciascuno dei quali vengono assegnate, attraverso un classico rilievo topografico di precisione, le coordinate riferite al sistema prescelto.
Rispetto ad altre tecniche di rilievo, il rilievo con laser scanner non ha carattere soggettivo, non vengono cioè prescelti soltanto alcuni punti caratteristici dell’oggetto da rilevare, ma oggettivo riferendosi quindi a tutto quanto risulti presente nel range d’azione del segnale inviato dallo strumento laser scanner 3D.
Vantaggi nel fare rilievi con laser scanner
I vantaggi di fare rilievi con laser scanner possono così essere riassunti:
- Elevato dettaglio dell’acquisizione digitale 3D. Il vantaggio competitivo di un rilievo laser rispetto ad un tradizionale rilievo topografico è quello di ottenere un’informazione sia geometrica che fotografica per sua natura continua, completa e metricamente rigorosa dell’oggetto.
- Con questo tipo di tecnologia l’informazione geometrica è molto più significativa e preziosa del mapping fotografico in quanto riproduce con estrema accuratezza e in tre dimensioni la topologia dell’oggetto. Inoltre il raggio laserha diversi valori di riflettanza a seconda del tipo di materiale che incontra, questi diversi valori si traducono in una variazione del valore cromatico dei punti acquisiti. Grazie a questa proprietà se si imposta una visualizzazione in scala di grigio si otterrà una percezione della nuvola come se fosse effettivamente mappata con una texture fotorealistica in bianco e nero ad altissima risoluzione e la lettura interpretativa risulterà estremamente agevole e potenziata.
- Sovrapposizione estremamente precisa fra geometria e mappatura fotografica, soprattutto nel caso in cui quest’ultima sia stata acquisita ad alta risoluzione e successivamente ortorettificata. In tal caso il valore cognitivo e rappresentativo del modello viene ulteriormente incrementato.
- Possibilità, attraverso l’analisi del modello virtuale, di identificare e studiare l’oggetto sia da un punto di vista topologico che conservativo, avanzando interpretazioni critiche.
- Possibilità di elaborare il modello tridimensionale a varie scale di dettaglio, in base ai tipi di utilizzo e agli obiettivi che si vogliono perseguire.
Ambiti applicativi per i rilievi laser scanner
Questa applicazione si rivela particolarmente adatta per il rilievo e la rappresentazione spaziale di manufatti particolarmente complessi o situazioni altrimenti difficilmente documentabili, in ragione della loro complessità o estrema irregolarità, difficilmente raggiungibili o addirittura inaccessibili nonché particolarmente fragili o sensibili al contatto.
La tecnologia laser scanner trova un’applicazione molto efficace negli ambiti dell’urbanistica e dellariqualificazione urbana, partendo dalla scala territoriale per arrivare ai centri storici. La possibilità di collegare tra loro scansioni diverse in successione, permette la riproduzione di vaste aree di territorio. La sovrabbondanza dei dati acquisiti permette, basandosi su di essi, l’elaborazione di tutte le fasi del progetto, da quello preliminare a quello esecutivo. Gli interventi sul tessuto urbano, in genere molto complessi, potendo avere come dato di base un modello tridimensionale dello stato di fatto preciso e integrato con i vari tipi di cartografia esistente, possono essere gestiti molto più efficacemente e con grande risparmio di tempo rispetto al passato.
Tale tecnologia si dimostra particolarmente adatta per il rilievo di fabbricati complessi o di difficile accesso, nonché edifici a carattere monumentale e di pregio storico.
Le caratteristiche tecniche del laser scanner lo rendono ottimale nell’applicazione per il rilievo 3D a supporto dell’ingegneria civile, meccanica e industriale. Studi morfologici e geologici, rilievi as built di infrastrutture, opere d’arte, macchinari, impianti industriali, monitoraggi sono alcuni dei molteplici campi di impiego di tale tecnologia
