È possibile ottenere il rilievo 3D di un pozzo? Scoprilo in questo articolo…

MicroGeo ha avuto l’occasione di sperimentare lo strumento ZEB Horizon per acquisire in 3D un pozzo piezometrico.

Lo scenario non è quello dei più semplici da rilevare. Questa tipologia di pozzi, infatti, si estende in profondità per diverse decine di metri e con i tradizionali sistemi di scansione è praticamente impossibile ottenere un’acquisizione 3D completa del soggetto.

Con il Sistema Mobile Mapping ZEB Horizon è stato possibile acquisire il pozzo?

Scopriamolo insieme…

Partiamo dal soggetto:

Pozzo piezometrico profondo 30 m con diametro di 3,6 m.

Difficoltà di acquisizione del soggetto: Alta. Le superfici estremamente regolari del pozzo rendono l’attività di rilievo con tecnica SLAM molto complessa, l’algoritmo che genera il modello a nuvola di punti 3D deve essere estremamente potente per poter riuscire a generare un dato corretto anche in una condizione di estrema omogeneità superficiale.

Strumentazione utilizzata: 

• Sistema Mobile Mapping ZEB Horizon, dell’azienda GeoSLAM, leader globale nelle soluzioni tecnologiche 3D in movimento. Si è scelto di impiegare questo strumento soprattutto per la sua versatilità (può essere montato su auto, drone, fatto calare in cavità profonde ecc…) e per la facilità di utilizzo: leggero e compatto, veloce in fase di rilievo e semplice nel processare il dato;
• Supporto per sospensione per ZEB Horizon;
• Stazione Totale;

Set di sfere di riferimento per scansioni laser.

Procedimento

Il rilievo si è sviluppato in tre fasi principali.

PRIMA FASE

Dopo aver controllato lo scenario si è deciso di posizionare le sfere in modo che rispondessero a due requisiti: che tutte fossero facilmente rilevabili da una sola posizione della stazione totale (Fig.1) e tutte facilmente individuabili all’interno della nuvola. Si è proceduto, quindi, con la battitura del centro delle sfere (sono stati battuti per ogni sfera tre punti tramite i quali si è potuto ricavare il centro) da parte della Stazione Totale per la georeferenziazione del modello 3D.

La SECONDA FASE ha riguardato il rilievo del pozzo con lo strumento ZEB Horizon.

Le sfere sono state scansionate nella sessione di rilievo dinamico intorno all’apertura del pozzo, ponendo particolare attenzione al fatto che potessero essere acquisite con elevata risoluzione.
Poi, senza interrompere la sessione di scansione il sistema Zeb Horizon è stato calato tramite supporto per sospensione all’interno del pozzo, dove è avvenuta l’acquisizione a 360° della cavità (Fig. 2; v video). Per una profondità di rilievo fino a 30 m.

La TERZA ED ULTIMA FASE ha portato alla restituzione del dato grezzo a nuvola di punti 3D del pozzo all’interno del software GeoSLAM Hub.

Prima di lanciare il processing sono stati modificati due parametri rispetto alla configurazione standard: la voce Voxel Density e la Windows Size. In spazi chiusi e omogenei superficialmente come nel nostro caso è consigliabile diminuire il primo parametro in modo da aumentare le dimensioni del voxel (volumetric picture element) e avere un maggiore dettaglio volumetrico. Il secondo parametro – che si riferisce alla quantità di dati utilizzati per l’allineamento all’interno di una sessione di rilievo 3D – invece va aumentato negli spazi chiusi (Fig 3.).

Una volta terminata l’elaborazione il risultato finale è stato aperto all’interno di GeoSLAM Draw dove la nuvola è stata georeferenziata tramite le coordinate del centro delle sfere ricavate dal rilievo topografico della Stazione Totale (Fig. 4) e dove sono state estratte le viste bidimensionali tramite gli strumenti di editing che fornisce il software (Fig. 5).

Risultato finale. Rilievo riuscito. La nuvola di punti finale presenta un valore RMS tra la nuova posizione delle sfere rispetto alle coordinate prese dalla stazione totale molto basso (1 cm).

Tempi di realizzazione rilievo ed elaborazione dati

 Circa 2 ore, tra posizionamento delle sfere, battitura con la Stazione Totale, rilievo dinamico con ZEB Horizon (ca. 10 min.) per acquisire il pozzo e la zona circostante, ed elaborazione dati finale.