Como o geólogo Gianluca Fallacara utilizou o BLK3D para o levantamento da Basílica Santi Medici em Alberobello, Itália

A famosa cidade de Alberobello (Puglia) tem cerca de 2000 casas de pedra, chamadas "trulli", no seu centro histórico. Essas casas foram declaradas Patrimônio Mundial da UNESCO em 1996. São esses edifícios que tornam a cidade conhecida em todo o mundo e, por isso, um popular destino turístico.    

No entanto, os famosos trulli não são a única atração de Alberobello. Um dos monumentos mais importantes da cidade, localizado na parte norte do centro histórico, é a Basílica Minore, dedicada aos santos padroeiros da cidade, os SS. Medici Cosma e Damiano.    

O layout atual da Basílica remonta a 1885, obra do renomado arquiteto Antonio Curri. Um elemento importante da Basílica nunca foi realizado no contexto do projeto inicial, que foi concluído em 1914: a majestosa cúpula, prevista no centro do plano em forma de cruz latina da igreja. Simbolicamente, a cúpula é um elemento fundamental, pois representa o céu e o universo, além de ser o elemento central do monumento religioso.    

Após tantos anos, a cúpula finalmente poderá ser realizada por meio de um projeto tecnologicamente muito avançado e inovador, desenvolvido pelo departamento DICAR do Politécnico de Bari, respeitando a visão e filosofia do arquiteto Antonio Curri da segunda metade do século XIX. A conclusão da cúpula representa um desafio técnico e tecnológico, que exige a convergência de diferentes especialistas em áreas como arquitetura, engenharia, levantamento e modelagem 3D.  

Gianluca Fallacara, geólogo com especialização em hidrologia, geotecnia e levantamentos topográficos, e vários anos de experiência em fotogrametria, foi contratado para realizar um levantamento interno da igreja, em particular do octógono (ou seja, a base da cúpula) e dos exteriores, que é a parte acima do octógono.

“Minha tarefa era obter as nuvens de pontos internas e externas, a fim de criar um modelo 3D que os arquitetos usarão nas diferentes fases do projeto. Para o levantamento da parte externa da igreja, onde a cúpula será erguida, utilizei fotogrametria com drone.   Para o levantamento interno, decidi confiar no Leica BLK3D."

BLK3D montado em uma vara de 5 metros

Fallacara, após realizar o levantamento da parte superior da basílica com um drone, decidiu fazer o levantamento dos interiores com o Leica BLK3D, utilizando a função Image Group.

A funcionalidade Image Group do BLK3D permite capturar até 500 pares de imagens estéreo, que podem ser usados para calcular nuvens de pontos e ortofotos baseadas em imagens. Esse método de captura de dados é muito eficiente, pois as imagens capturadas com o BLK3D são escaladas automaticamente, e o eixo vertical é ajustado pelos sensores de inclinação integrados no BLK3D. Além disso, elimina completamente a necessidade de medições de referência no local.    

“Decidi testar o BLK3D nesse contexto, pois não me era permitido usar um drone no interior, mas ainda precisava obter uma nuvem de pontos e um modelo 3D texturizado, e concluir o levantamento rapidamente."

O principal alvo do levantamento é a parte abaixo da cúpula, o octógono. Primeiro, Fallacara montou o BLK3D em uma vara de 5 metros, permitindo que ele se aproximasse o máximo possível do octógono, enquanto controlava o BLK3D remotamente usando um tablet conectado a um hotspot.  

Para testar ainda mais o BLK3D, Fallacara decidiu realizar um levantamento completo da igreja, e não apenas do octógono. Usando a função Image Group, ele capturou 271 pares de fotos estéreo, ao longo das naves, sem ter que se concentrar muito na técnica de levantamento fotogramétrico, e sem pensar muito no sobreposição das imagens. No octógono da cúpula, ele utilizou uma sobreposição entre as imagens de cerca de 70% para obter uma boa malha e garantir os melhores resultados.    

O levantamento com 271 pares de imagens foi concluído em cerca de 30 minutos, sem a necessidade de usar alvos ou medições de referência.

Controle remoto do BLK3D via tablet.

De volta ao escritório, Fallacara simplesmente importou a pasta contendo os 271 pares de imagens estereográficas capturadas com o BLK3D, também conhecida como "Image Group", para o software de fotogrametria Agisoft Metashape, que ele usa regularmente para processar fotogrametria de drones. Então ele começou a processar o Image Group para obter a nuvem de pontos no Agisoft Metashape.  

“Obtive um resultado excepcional para a nuvem de pontos, além das expectativas.

Dentro da igreja, não consegui conectar ao sinal de GPS, mas o BLK3D estava conectado via internet a um ponto de GPS 'virtual' através da rede. Isso permitiu que o Metashape localizasse corretamente as imagens, reconstruindo o interior da igreja, e perfeitamente todo o octógono.  

Com o BLK3D, você tem a vantagem de não precisar usar alvos durante o levantamento, como faz com um drone. Além disso, você não precisa corrigir o modelo 3D, pois ele já está corrigido e calibrado. Isso economiza muito tempo nas fases de levantamento e processamento.    

Ao processar o Image Group do BLK3D no Metashape, obtive o modelo 3D que procurava, que posso exportar nos formatos solicitados pelos arquitetos. Por exemplo, posso extrair o modelo de malha 3D (modelo obj), ou a textura, ou posso obter o ortofoto-mosaico do octógono com alta resolução gráfica. A partir do ortofoto-mosaico, consegui medir e verificar todas as dimensões do octógono com grande precisão."    

Em fotogrametria, um ortofoto-mosaico é uma imagem corrigida geometricamente calculada com base em várias imagens, que pode ser usada como um plano em escala.

Ortofoto-mosaico do octógono

Para confirmação adicional das dimensões do octógono, Fallacara comparou as medições obtidas do ortofoto-mosaico com a Imagem 3D capturada com a função Reality Capture. A função Reality Capture do BLK3D permite medir em tempo real em uma Imagem 3D, diretamente na tela do BLK3D, usando o princípio da estereofotogrametria.  

“Capturei uma imagem 3D usando a função Reality Capture do BLK3D para usar como referência. Obtive o mesmo resultado que obtive na medição na nuvem de pontos, perfeitamente coerente."

Como etapa final, Fallacara combinou as nuvens de pontos do interior e exterior no Metashape para criar um modelo 3D total da igreja.

“Fiz os dois projetos funcionarem separadamente no Metashape. Depois, mesclei a nuvem de pontos obtida através do levantamento fotogramétrico com drone, com a nuvem de pontos obtida através do Image Group capturado com o BLK3D.   Obtive uma sobreposição real, perfeita."

Modelo exterior 3D (levantamento com drone)

Forneci então todos os dados técnicos aos arquitetos, tanto o modelo 3D quanto as medições das dimensões do octógono. Os arquitetos, com base no modelo 3D criado usando o Image Group do BLK3D, construíram um modelo de escala de plástico da cúpula, com a forma perfeita do octógono. Neste ponto, os arquitetos têm todas as informações e modelos necessários para trabalhar no projeto final de construção da cúpula."    

Este é um dos primeiros exemplos no mundo do uso do BLK3D em um projeto que inclui os campos arquitetônico, técnico e de realidade virtual.

Na verdade, a próxima fase consiste em usar o modelo 3D obtido com o BLK3D para criar uma exposição com Realidade Aumentada. O projeto de construção da cúpula é, de fato, um grande trabalho, exigente e complexo, que será concluído apenas nos próximos anos. Enquanto isso, o modelo 3D de Fallacara será usado para proporcionar aos visitantes da igreja uma experiência única: por meio de óculos especiais, o visitante poderá "visualizar" a cúpula em sua realização final, e se imergir completamente na atmosfera e na visão original do final do século XIX.    

"O BLK3D nasceu como um instrumento de medição, mas, na verdade, é muito mais", conclui Fallacara.

“Considero o BLK3D um dos melhores instrumentos do mercado em termos de custo/benefício. Obtive um resultado que na fotogrametria, sob as mesmas condições, não é possível obter com outros instrumentos. Além disso, com o BLK3D, otimizamos os tempos, otimizamos o uso do PC e a qualquer momento posso mostrar o modelo aos meus clientes!”