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Drone survey of the Basilica Santi Medici in Alberobello, Italy

地質学者 Gianluca Fallacara氏が、イタリアのアルベロベッロにあるサンティ・メディチ聖堂の調査にBLK3Dをどのように使用したか。

作成 serena.persichelli

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06/30/2021

有名なアルベロベッロ(プーリア州)の歴史的中心部には、「トゥルッリ」と呼ばれる石造りの家が約2000軒あります。これらの家々は、1996年にユネスコの世界遺産に登録されました。これらの建物により、この街は世界的に知られるようになり、人気のある観光地となっています。    

しかし、アルベロベッロの魅力は著名なトゥルッリだけではありません。アルベロベッロの最も重要なモニュメントの一つは、歴史的中心部の北側に位置するバジリカ・ミノーレで、アルベロベッロの守護聖人であるSS. メディチ・コスマとダミアーノに奉献されています。    

現在のバシリカのレイアウトは、1885年に著名な建築家アントニオ・キュリが手がけたものです。1914年に完成した当初のプロジェクトでは、バシリカの重要なエレメントは実現されませんでした: それは、教会のラテン十字型のプランの中央に予定されていた荘厳なドームです。象徴としてのドームは、天空と宇宙を表す基本的な要素であり、宗教的モニュメントの中心的エレメントでもあります。    

19世紀後半に活躍した建築家アントニオ・キュリのビジョンと哲学を尊重し、バーリ工科大学のDICAR部門が開発した技術的に非常に高度で革新的なプロジェクトにより、長い年月を経てようやくドームが実現しました。このドームを完成するために、建築、エンジニアリング、3D測量・モデリングなどの異なる分野の専門家を集結させる必要があり、技術的にもチャレンジングなものでした。  

水文地質学、地盤工学、地形調査を専門とする地質学者で、写真測量にも何年もの経験を持つジャンルーカ・ファラカラが、教会の内部、特に八角形(ドームの底辺)と、八角形より上の部分である外部の調査を依頼されました。

"依頼された業務は、建築家がさまざまな設計段階で使用する3Dモデルを作成するために、内部および外部の点群データを取得することでした。教会の外部(ドームが建つ部分)の調査には、ドローンによる写真測量を使用しました。教会内部の調査には、Leica BLK3Dを使用することにしました。"    

BLK3D on pole

BLK3Dを5mのポールに設置

Fallacara氏は、ドローンでバジリカの上部の調査を行った後、Leica BLK3DのImage Group機能を利用して、内部の調査を行うことにしました。

BLK3D Image Groupでは、最大500組のステレオイメージを撮影し、画像による点群やオルソフォトの算出に使用されます。BLK3Dで撮影したイメージは、自動的にスケーリングされ、縦軸はBLK3Dに内蔵されたチルトセンサーにより決定されるため、このデータ取り込みを非常に能率的に行えます。さらに、現場での基準値の測定がまったく不要になります。    

"BLK3Dをこの仕事の中で試してみることにしました。室内でドローンの使用許可は下りませんが、点群データとテクスチャ化された3Dモデルを取得し、短時間で調査を完了させなければなりません。"

今回の調査の主な対象は、ドームの下にある八角形の部分です。まず、Fallacara氏は、BLK3Dを5メートルのポールに取り付け、八角形の部位にできるだけ近づけるようにしながら、ホットスポット接続したタブレットを使用し、BLK3Dを遠隔操作しました。  

BLK3Dをさらに検証するために、Fallacara氏は、八角形だけでなく、教会全体の調査を行うことにしました。Image Groupを使って、通路に沿って271組のステレオイメージを撮影しました。写真測量の技術にそれほど配慮せず、イメージの重複度合いをあまり意識せずに撮影しました。ドームの八角形の部分は、イメージの重なりを約70%にすることで、良好なメッシュを確保し、最良の結果を得ることが出来ました。    

271組のイメージを使った調査は、ターゲットや基準値を測定することなく、約30分で完了しました。

タブレットでBLK3Dをリモートコントロール

タブレットでBLK3Dをリモートコントロール

Fallacara氏はオフィスに戻り、BLK3Dで撮影した271組のステレオイメージが入ったフォルダ、通称「Image Group」を、ドローンの写真測量の処理に常用している写真測量ソフト「Agisoft Metashape」に取り込むだけでした。Image Groupの処理を開始し、Agisoft Metashapeで点群データを取得します。  

"期待以上の非常に優れた点群データの結果が得られました。

教会の中では、GPSシグナルを受信出来ませんが、BLK3Dはインターネット接続して「ヴァーチャル」GPSポイントに接続されていました。これにより、Metashapeは画像の位置を正確に把握し、教会の内部、そして八角形全体を完璧に再現することが出来ました。  

BLK3Dでは、ドローンのように測量中にターゲットを使用する必要がないというメリットがあります。さらに、3Dモデルはすでに補正・校正されているので、修正する必要もありません。このように、測量や処理の段階での時間を大幅に短縮することが可能になります。    

BLK3D Image GroupをMetashapeで処理し、必要とされる3Dモデルが得られ、建築家が求めるフォーマットでエクスポートすることが出来ます。例えば、3Dメッシュモデル(objモデル)やテクスチャを抽出したり、八角形のオルソフォト・モザイクを高解像度で取得したりすることも出来ます。オルソフォトモザイクからは、八角形のすべての寸法を正確に測定して確認することが出来ました。"    

写真測量では、複数の画像をもとに算出した幾何学的に補正された画像をオルソフォト・モザイクと呼び、縮尺のある図面のように使用することが出来ます。

八角形のオルソフォト・モザイク

八角形のオルソフォト・モザイク

Fallacara氏は、八角形の寸法をさらに調べるために、オルソフォト・モザイクとReality Capture機能で撮影した3D Imageから得られた測定値を比較しました。BLK3DのReality Capture機能では、ステレオフォトグラメトリの原理を用いて、BLK3Dの画面上で、ダイレクトに、3D Imageをリアルタイムで測定します。  

"BLK3DのReality Capture機能を使って、参照用の3D Imageをキャプチャしました。点群データから測定した数値と同じ結果が得られ、すべてが理路整然としています。"  

最後のステップとして、Fallacara氏は、内部と外部のMetashapeの点群データを組み合わせて、教会全体の3Dモデルを作成しました。

"2つのプロジェクトを別々にMetashapeで動作させました。そして、ドローンによる写真測量で得た点群データと、BLK3Dで撮影したImage Groupで得た点群データを合成しました。本当にぴったりと重なりました。"    

3D外観モデル(ドローンによる調査)

3D外観モデル(ドローンによる調査)

そして、3Dモデルと八角形の寸法の測定値の両方を含む、すべてのテクニカルデータを建築家に提供しました。建築家は、BLK3D Image Groupを使って作成した3Dモデルをもとに、八角形の完璧な形をしたドームのプラスチックスケールモデルを作成しました。この時点で、ドームの最終的な建設プロジェクトに取り組むために必要なすべての情報とモデルを手に入れたのです。"    

建築、技術、バーチャルリアリティ分野を含むプロジェクトでBLK3Dを使用した世界初の事例の一つです。

実際、次の段階では、BLK3Dで得られた3Dモデルを使って、拡張現実(Augmented Reality)を使った展示を行うことになります。ドームの建設プロジェクトは、実際には大規模で、要求が多く、複雑な作業であり、今後数年のうちに完成する予定です。それまでの間、Fallacara氏の3Dモデルは、教会を訪れる人々にユニークな体験を提供するために使用されます。特別なメガネをかけて、最終的に実現するドームを「見る」ことによって、19世紀後半の雰囲気とオリジナルのビジョンに完全に浸ることが出来るのです。    

BLK3Dは測定器として誕生しましたが、実際にはそれ以上のものを持ち合わせています。"と、Fallacara氏は、結論づけました。

"BLK3Dは、市場にあるツールの中でも、費用対効果の面で最も優れていると思います。写真測量では、同じ条件でも他の機器では得られない結果が得られました。さらに、BLK3Dでは、時間を最適化し、PCの使用も最適化し、いつでも顧客やクライアントにモデルを見せることが出来るのです!"    

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