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Drone survey of the Basilica Santi Medici in Alberobello, Italy

El geólogo Gianluca Fallacara usa el BLK3D para el estudio de la basílica de los santos Cosme y Damián de Alberobello (Italia)

De serena.persichelli

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06/30/2021

La famosa ciudad de Alberobello (Puglia) tiene unas dos mil casas de piedra, conocidas como "trullos", en su centro histórico. Fueron declaradas sitio del Patrimonio Mundial por la UNESCO en 1996. Estas edificaciones han dado a conocer la ciudad en todo el mundo y la han convertido en un popular destino turístico.    

Sin embargo, los famosos trullos no son la única atracción de Alberobello. Uno de los monumentos más importantes de la ciudad, situado en la parte septentrional de su casco histórico, es la basílica menor dedicada a los santos patronos de la localidad, los santos y médicos Cosme y Damián.    

La planta actual de la basílica data de 1885 y es obra del conocido arquitecto Antonio Curri. En el proyecto inicial, completado en 1914, no se llegó a ejecutar un importante elemento de la basílica: la majestuosa cúpula, prevista en el centro de la planta con forma de cruz latina de la iglesia. En el simbolismo, la cúpula es un elemento fundamental, ya que representa el cielo y el universo, además de ser el componente central del monumento religioso.    

Después de tantos años, es posible que la cúpula vea al fin la luz gracias a un proyecto muy avanzado e innovador desde el punto de vista tecnológico desarrollado por el departamento DICAR del Politécnico de Bari respetando la visión y la filosofía del arquitecto Antonio Curri en la segunda mitad del siglo XIX. La construcción de la cúpula supone un reto técnico y tecnológico que ha requerido la participación de distintos tipos de expertos de varios campos, como la arquitectura, la ingeniería y la captura y el modelado 3D.  

Gianluca Fallacara, un geólogo especializado en hidrogeología, geotécnica y estudios topográficos con varios años de experiencia en fotogrametría, recibió el encargo de realizar un estudio del interior de la iglesia, en particular del octógono (es decir, la base de la cúpula), y del exterior, de la parte situada sobre el octógono.

Mi trabajo consistía en obtener nubes de puntos del interior y el exterior para crear un modelo 3D que los arquitectos utilizarán en las distintas fases de diseño. Para el estudio de la parte exterior de la iglesia, en la que se edificará la cúpula, usé fotogrametría con dron. Para el estudio del interior, decidí confiar en el Leica BLK3D".    

El BLK3D en un poste

El BLK3D montado en un poste de 5 metros de altura

Fallacara, después de completar el estudio de la parte superior de la basílica con un dron, decidió realizar el estudio de los interiores con la función de grupo de imágenes del Leica BLK3D.

La función de grupo de imágenes del BLK3D permite a los usuarios capturar hasta 500 pares de imágenes estereográficas que se pueden utilizar para calcular ortofotos y nubes de puntos basadas en imágenes. Este método de captura de datos es muy eficiente, ya que la escala de las imágenes capturadas con el BLK3D se ajusta automáticamente y los sensores de inclinación integrados en el dispositivo definen el eje vertical. Además, elimina por completo la necesidad de realizar mediciones de referencia in situ.    

"Decidí probar el BLK3D en este entorno, ya que no se me permitía usar un dron para los interiores, pero tenía que crear una nube de puntos y un modelo 3D texturizado, además de completar el estudio con rapidez".

El objetivo principal del estudio es la parte situada bajo la cúpula, el octógono. En primer lugar, Fallacara montó el BLK3D en un poste de 5 metros de altura, lo que le permitió acercarse todo lo posible al octógono mientras controlaba el BLK3D de forma remota con una tableta conectada a un punto activo.  

Para completar la prueba del BLK3D, Fallacara decidió realizar un estudio completo de la iglesia, no solo del octógono. Con la función de grupo de imágenes, capturó 271 pares de fotos estereográficas tomadas a lo largo de los pasillos sin tener que centrarse en exceso en la técnica fotogramétrica y sin pensar demasiado en el solapamiento de las imágenes. En el octógono de la cúpula, usó un solapamiento de imágenes de alrededor del 70 % para obtener una buena malla y optimizar los resultados.    

El estudio con 271 pares de imágenes se completó en unos 30 minutos sin necesidad de usar tablillas ni mediciones de referencia.

Control remoto del BLK3D a través de una tableta.

Control remoto del BLK3D a través de una tableta.

Una vez en la oficina, Fallacara solo tuvo que importar la carpeta que contenía los 271 pares de imágenes estereográficas capturadas con el BLK3D, también conocidas como “grupo de imágenes”, en el software de fotogrametría Agisoft Metashape, que utiliza habitualmente para procesar la fotogrametría por dron. A continuación, comenzó a procesar el grupo de imágenes para generar la nube de puntos en este programa.  

Obtuve un resultado excepcional para la nube de puntos, por encima de mis expectativas.

Desde el interior de la iglesia no podía conectarme a la señal GPS, pero el BLK3D estaba conectado a través de Internet a un punto GPS 'virtual' en la red. Eso permitió a Metashape localizar correctamente las imágenes y reconstruir el interior de la iglesia y todo el octógono.  

El BLK3D tiene la ventaja de que no es necesario usar tablillas de puntería durante la captura, como sucede con un dron. Además, no hace falta corregir el modelo 3D, porque ya está corregido y calibrado. Eso ahorra mucho tiempo en la fases de captura y procesamiento.    

Al procesar el grupo de imágenes del BLK3D en Metashape, obtuve el modelo 3D que necesitaba y que se puede exportar a los formatos solicitados por los arquitectos. Por ejemplo, puedo extraer el modelo de malla 3D (modelo OBJ) o la textura, o puedo obtener el mosaico de ortofotos del octógono con una resolución gráfica elevada. En el mosaico de ortofotos, pude medir y verificar todas las dimensiones del octógono con una gran precisión".    

En fotogrametría, un mosaico de ortofotos es una imagen corregida geométricamente y calculada a partir de varias imágenes que se puede usar como un plano a escala.

Mosaico de ortofotos del octógono

Mosaico de ortofotos del octógono

Para obtener una confirmación adicional de las dimensiones del octógono, Fallacara comparó las mediciones obtenidas en el mosaico de ortofotos y la imagen 3D capturada con la función de captura de la realidad. La función de captura de la realidad del BLK3D permite realizar mediciones en tiempo real en una imagen 3D directamente en la pantalla del BLK3D usando el principio de la estereofotogrametría.  

"Capturé una imagen 3D usando la función de captura de la realidad del BLK3D como referencia. Obtuve el mismo resultado que con la medición de la nube de puntos, la coincidencia fue total".  

Por último, Fallacara combinó las nubes de puntos del interior y el exterior generadas con Metashape para crear un modelo 3D completo de la iglesia.

Trabajé con dos proyectos independientes en Metashape. A continuación, fusioné la nube de puntos obtenida en el estudio fotogramétrico realizado desde el dron con la nube de puntos creada con el grupo de imágenes capturado con el BLK3D. El solapamiento fue perfecto".    

Modelo 3D del exterior (captura con dron)

Modelo 3D del exterior (captura con dron)

Después, les proporcioné a los arquitectos todos los datos técnicos, tanto el modelo 3D como las mediciones de las dimensiones del octógono. Ellos, partiendo del modelo 3D creado con el grupo de imágenes del BLK3D, construyeron una maqueta de plástico a escala con la forma exacta del octógono. Ahora, los arquitectos tienen toda la información y los modelos que necesitan para trabajar en el proyecto de construcción final de la cúpula".    

Este es uno de los primeros ejemplos documentados en el mundo del uso del BLK3D en un proyecto que combina los campos arquitectónico, técnico y de realidad virtual.

De hecho, la siguiente fase consiste en usar el modelo 3D obtenido con el BLK3D para crear una exposición con realidad aumentada. El proyecto de construcción de la cúpula es, de hecho, un trabajo grande, exigente y complejo que no se completará hasta dentro de varios años. Mientras tanto, el modelo 3D de Fallacara se usará para ofrecer a los visitantes de la iglesia una experiencia única: con unas gafas especiales, podrán "ver" la cúpula ya construida y sumergirse por completo en el ambiente y en la visión original de finales del siglo XIX.    

El BLK3D se diseñó como instrumento de medición, pero, en realidad, es mucho más que eso”, concluye Fallacara.

Creo que el BLK3D ofrece una de las mejores relaciones coste/beneficio del mercado. Obtuve un resultado que en fotogrametría, en las mismas condiciones, es imposible conseguir con otros instrumentos. Además, con el BLK3D optimicé los tiempos y el uso del PC, y puedo mostrar el modelo a mis clientes en cualquier momento”.    

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