Hvordan geolog Gianluca Fallacara bruker BLK3D til oppmåling av Basilica Santi Medici i Alberobello, Italia.

Den berømte byen Alberobello (Puglia) har omtrent 2000 steinhus, kalt "trulli", i sitt historiske sentrum. Disse husene ble erklært som et verdensarvsted av UNESCO i 1996. Det er disse bygningene som gjør byen kjent over hele verden, og derfor et populært turistmål.    

Imidlertid er de berømte trulliene ikke den eneste attraksjonen i Alberobello. Et av de viktigste monumentene i byen, som ligger i den nordlige delen av det historiske sentrum, er Basilica Minore, dedikert til byens skytshelgener, SS. Medici Cosma og Damiano.    

Den nåværende utformingen av basilikaen stammer fra 1885, arbeidet til den velkjente arkitekten Antonio Curri. Et viktig element av basilikaen ble aldri realisert i sammenheng med det opprinnelige prosjektet, som ble fullført i 1914: den majestetiske kuppelen, som var planlagt i midten av kirkens latinske korsformede plan. Symbolsk representerer kuppelen himmelen og universet, og den er også det sentrale elementet i det religiøse monumentet.    

Etter mange år kunne kuppelen endelig realiseres gjennom et teknologisk svært avansert og innovativt prosjekt utviklet av DICAR-avdelingen ved Polyteknisk institutt i Bari, som respekterte visjonen og filosofien til arkitekt Antonio Curri fra andre halvdel av det nittende århundre. Fullføringen av kuppelen representerer en teknisk og teknologisk utfordring, som krever samarbeid mellom ulike typer eksperter innen forskjellige felt som arkitektur, ingeniørfag og 3D-oppmåling og modellering.  

Gianluca Fallacara, geolog med spesialisering i hydrogeologi, geoteknikk og topografiske undersøkelser, og med flere års erfaring innen fotogrammetri, fikk i oppdrag å utføre en innvendig oppmåling av kirken, spesielt av oktogonen (dvs. basen til kuppelen) og av eksteriøret, altså delen over oktogonen.

"Min oppgave var å innhente interne og eksterne punktskyer for å lage en 3D-modell som arkitektene vil bruke i de ulike designfasene. For undersøkelsen av den utvendige delen av kirken, der kuppelen skal reises, brukte jeg dronefotogrammetri.   For den innvendige undersøkelsen bestemte jeg meg for å stole på Leica BLK3D."

BLK3D montert på en 5-meters stang

Fallacara, etter å ha gjennomført undersøkelsen av toppen av basilikaen med en drone, bestemte seg for å utføre en innvendig undersøkelse med Leica BLK3D ved bruk av Image Group-funksjonen.

Image Group-funksjonen til BLK3D lar brukere fange opptil 500 par med stereobilder som kan brukes til å beregne bildebaserte punktskyer og ortofoto. Denne datainnsamlingsmetoden er svært effektiv, da bilder tatt med BLK3D automatisk skaleres, og vertikalaksen settes av BLK3D sine innebygde tiltsensorer. Dessuten eliminerer det helt behovet for referansemålinger på stedet.    

"Jeg bestemte meg for å teste BLK3D i denne sammenhengen, siden jeg ikke fikk bruke en drone innendørs, men jeg trengte fortsatt å få en punktsky og en teksturert 3D-modell, og fullføre undersøkelsen raskt."

Målområdet for undersøkelsen er delen under kuppelen, oktogonen. Først monterte Fallacara BLK3D på en 5-meters stang, slik at han kunne komme så nær som mulig til oktogonen, samtidig som han fjernstyrte BLK3D ved hjelp av et nettbrett koblet til en hotspot.  

For å teste BLK3D ytterligere, bestemte Fallacara seg for å utføre en fullstendig oppmåling av kirken, og ikke bare av oktogonen. Ved bruk av Image Group-funksjonen fanget han 271 par stereobilder, tatt langs midtgangen, uten å måtte fokusere for mye på fotogrammetriteknikken og uten å bekymre seg for å overlappe bildene. På oktogonen under kuppelen brukte han en overlapp på omtrent 70 % for å få et godt nettverk og sikre de beste resultatene.    

Undersøkelsen med 271 par bilder ble fullført på omtrent 30 minutter, uten behov for å bruke referansepunkter eller mål.

Fjernstyring av BLK3D via nettbrett.

Når Fallacara var tilbake på kontoret, importerte han ganske enkelt mappen som inneholdt de 271 parene med stereografiske bilder tatt med BLK3D, også kjent som "Image Group", inn i fotogrammetriprogramvaren Agisoft Metashape, som han jevnlig bruker til å behandle dronefotogrammetri. Deretter startet han prosesseringen av Image Group for å få punktskyen i Agisoft Metashape.  

"Jeg fikk et eksepsjonelt resultat for punktskyen, langt over forventningene.

Inne i kirken kunne jeg ikke koble til GPS-signalet, men BLK3D var tilkoblet via internett til et 'virtuelt' GPS-punkt via nettverket. Dette gjorde det mulig for Metashape å plassere bildene korrekt, rekonstruere interiøret i kirken og perfekt hele oktogonen.  

Med BLK3D har du fordelen av at du ikke trenger å bruke mål under oppmålingen, slik du gjør med en drone. I tillegg trenger du ikke å korrigere 3D-modellen, siden den allerede er korrigert og kalibrert. Dette sparer mye tid i oppmålings- og prosesseringsfasen.    

Ved å behandle BLK3D Image Group i Metashape fikk jeg 3D-modellen jeg var ute etter, som jeg kan eksportere i formatene som arkitektene har bedt om. For eksempel kan jeg hente ut 3D-nettmodellen (obj-modellen), eller teksturen, eller jeg kan få et ortofoto-mosaikk av oktogonen med høy grafisk oppløsning. Fra ortofoto-mosaikken kunne jeg måle og verifisere alle dimensjonene til oktogonen med stor presisjon."    

I fotogrammetri er et ortofoto-mosaikk et geometrisk korrigert bilde beregnet basert på flere bilder, som kan brukes som en skalert plan.

Ortofoto-mosaikk av oktogonen

For ytterligere bekreftelse av dimensjonene til oktogonen sammenlignet Fallacara målingene hentet fra ortofoto-mosaikken og 3D-bildet tatt med Reality Capture-funksjonen. BLK3D Reality Capture-funksjonen lar deg måle i sanntid i et 3D-bilde, direkte på BLK3D-skjermen, ved å bruke prinsippet om stereofotogrammetri.  

"Jeg tok et 3D-bilde med BLK3D Reality Capture-funksjonen som skulle brukes som referanse. Jeg fikk det samme resultatet som jeg fikk fra målingene i punktskyen, helt konsistent."

Som siste steg kombinerte Fallacara punktskyene fra Metashape for interiøret og eksteriøret for å lage en komplett 3D-modell av kirken.

"Jeg fikk de to prosjektene til å fungere separat i Metashape. Deretter slo jeg sammen punktskyen fra den fotogrammetriske undersøkelsen med drone med punktskyen fra Image Group tatt med BLK3D.   Jeg fikk en reell, perfekt overlapping."

3D-modell av eksteriøret (undersøkelse med drone)

Deretter leverte jeg alle de tekniske dataene til arkitektene, både 3D-modellen og målingene av dimensjonene til oktogonen. Arkitektene, basert på 3D-modellen laget med BLK3D Image Group, bygde en plastmodell av kuppelen i skala, med den perfekte formen på oktogonen. På dette punktet har arkitektene all informasjon og alle modeller de trenger for å arbeide på det endelige byggeprosjektet av kuppelen."    

Dette er et av de første eksemplene i verden på bruk av BLK3D i et prosjekt som inkluderer arkitektoniske, tekniske og virtuelle virkelighetsfelt.

Faktisk består den neste fasen i å bruke 3D-modellen oppnådd med BLK3D til å lage en utstilling med Augmented Reality. Byggeprosjektet for kuppelen er faktisk et stort, krevende og komplekst arbeid som først vil bli fullført i løpet av de kommende årene. I mellomtiden vil 3D-modellen til Fallacara bli brukt for å gi besøkende i kirken en unik opplevelse: gjennom spesielle briller vil besøkende kunne "se" kuppelen i sin endelige utforming og fullstendig fordype seg i atmosfæren og den opprinnelige visjonen fra slutten av 1800-tallet.    

"BLK3D ble født som et måleinstrument, men i virkeligheten er det mye mer," avslutter Fallacara.

"Jeg anser BLK3D som et av de beste verktøyene på markedet med tanke på kostnad/nytte. Jeg oppnådde et resultat som det ikke er mulig å få i fotogrammetri med andre instrumenter under samme forhold. I tillegg optimaliserer jeg tid med BLK3D, jeg optimaliserer bruken av PC-en, og når som helst kan jeg vise modellen til mine kunder!"