Dalla nuvola di punti al modello BIM

La dispendiosa fase di elaborazione delle nuvole di punti ha prodotto come risultato finale un’unica nuvola, opportunamente filtrata e georeferita, dell’intero agglomerato urbano norcino che risulta essere fondamentale per lo studio dello stato di fatto della città e rappresenta la base sulla quale verrà generato il modello 3D. Il fatto di avere a disposizione una nuvola di punti estremamente dettagliata e precisa direttamente nell’ambiente 3D, in cui avverranno i passaggi operativi per la generazione del modello, è di estrema importanza, poiché l’operatore in questo modo può avere maggiormente sotto controllo l’intero processo.

La scelta di quale software BIM potesse permettere di affrontare nel migliore dei modi la modellazione è ricaduta su Autodesk® Revit, il quale risulta essere uno tra i più utilizzati nel settore AEC e permette una fluida interoperabilità con le nuvole di punti. Inoltre questo software, essendo un prodotto Autodesk®, appartiene alla stessa casa produttrice del programma che verrà utilizzato successivamente come piattaforma per ospitare e far dialogare modelli tridimensionali appartenenti al mondo dell’edilizia (BIM) con i moderni sistemi informativi legati alla sfera territoriale (GIS). Il programma in questione si chiama Infraworks e garantisce un facile ed intuitivo scambio di dati, in quanto al suo interno si possono importare direttamente files di Revit (sia in formato .rvt che in .fbx).

Il primo passaggio che bisogna compiere prima di iniziare la modellazione da una nuvola di punti è quello di studiare attentamente la nuvola stessa, capire se il livello di dettaglio è adeguato a riprodurre in ambiente 3D gli oggetti di cui abbiamo bisogno ed individuare, se presenti, le zone in cui il livello di precisione è minore o addirittura il dato è assente. Nel particolare caso di Norcia questa fase si è rilevata di notevole importanza, in quanto ha

152 permesso di determinare il LOD con cui dovevano essere modellate le diverse parti della città, al fine di ottenere un modello urbano multiscala. Per fare ciò è stato necessario utilizzare al contempo LODs riferiti al settore dei GIS e LODs propri del mondo BIM. A tal proposito si è deciso di dividere la città in tre differenti zone, in modo che ognuna di esse coincidesse con un LOD diverso:

- 1° Zona. La prima parte di città rappresenta l’insieme di tutti gli edifici di Norcia, compresi quelli extra moenia, ad esclusione di quelli inseriti nella cosiddetta “Zona Rossa”, che da qui in poi verrà identificata per semplicità con l’acronimo ZR. La modellazione di questa porzione di città verrà trattata in seguito in quanto non è stata eseguita in Revit ma bensì in Infraworks. Tale decisione è scaturita principalmente dal fatto che l’obiettivo dichiarato di questo lavoro di tesi è rappresentato dallo studio approfondito della ZR di Norcia, ragion per cui il resto della città è stato riprodotto attraverso semplici volumi a partire da dati geografici. I dati acquisiti dal volo eBee rimangono in ogni caso una risorsa fondamentale che potrà permettere in futuro di implementare il modello UrbanBIM di Norcia con una modellazione più dettagliata di questa parte di città. Il livello di dettaglio con cui verrà modellata questa prima zona corrisponderà al LOD1 (Level of Detail, Fig.99).

- 2° Zona. La seconda zona è rappresentata da tutti gi edifici che fanno parte della ZR, ovvero quella parte di città più fragile e dove si riscontrano i danni maggiori all’edificato in seguito ai terremoti del 2016-2017. In questo caso i dati provenienti dal rilievo sono di duplice natura: oltre alle acquisizioni aerofotogrammetriche del drone eBee si dispone del rilievo terrestre SLAM, che ha permesso in modo particolare di acquisire informazioni sui fronti degli edifici. Nel momento in cui poi si è inserita la nuvola di punti derivante dal volo eBee all’interno del software Revit, si è notato che i soli dati del drone sarebbero stati sufficienti per modellare questa zona alla scala desiderata, ovvero LOD B-C (Level of Detail, Fig.100). Per raggiungere questo livello di dettaglio i dati provenienti dal rilievo SLAM sono risultati quindi superflui, ma rimangono una risorsa fondamentale per un’eventuale implementazione futura del modello.

- 3° Zona. L’ultima zona è stata identificata con la Piazza di S.Benedetto dove si localizzano i più importanti monumenti cittadini tra cui la fortezza della Castellina, la Basilica di S.Benedetto, il Palazzo Comunale e la chiesa di S.Maria Argentea. Questa risulta essere l’area di cui si dispone del più alto ed accurato livello di informazioni, ragion per cui si è deciso di concentrare l’attenzione sul complesso della Castellina al

153 fine di ottenere una modellazione alla scala architettonica della fortezza, ovvero sviluppando un LOD D (Level of Development, Fig.101). Gli altri edifici monumentali della piazza sono invece stati modellati in LOD C (Fig.100). Per quanto riguarda il LOD D è stato possibile raggiungere un livello di dettaglio architettonico alla scala dell’edificio (scala 1:100), con la modellazione di elementi costruttivi e dettagli creati appositamente per rappresentare fedelmente il complesso della Castellina (porte, finestre, coperture, stratigrafie, decorazioni, portico interno). Il LOD C è stato invece utilizzato per identificare sempre in maniera univoca, alla scala architettonica, gli edifici, ma con un livello di dettaglio minore. Le aperture (porte e finestre) e gli altri elementi costruttivi da cui sono composti infatti non sono stati modellati ad hoc, riproducendo fedelmente quelli reali, ma sono stati utilizzati elementi generici simili agli originali.

Un discorso a parte invece sarà riservato alla generazione del modello del terreno. Inizialmente infatti, come verrà approfondito in seguito, è stata generata una superficie in Revit a partire dalle curve di livello ricavate precedentemente nel software di elaborazione di nuvole di punti 3Dreshaper. Nonostante Revit sia un programma BIM nato per la modellazione parametrica degli edifici e di ogni suo elemento, possiede al suo interno dei tools in grado di generare superfici topografiche con un buon livello di accuratezza. La generazione di questa superficie si è dimostrata molto utile per le successive fasi di georeferenziazione dell’intero modello.

Alla fine del processo si avrà quindi a disposizione un unico database formato da 97 modelli creati in ambiente Revit relativi alla ZR, di cui 96 corrispondenti al tessuto edilizio e uno al terreno. L’insieme di tutti questi dati ha permesso di generare un modello urbano di città multiscala ricco di informazioni eterogenee (dalla scala urbana/territoriale a quella architettonica, con particolare attenzione all’individuazione dei danni causati dai terremoti) che potrà essere usato in futuro per differenti analisi e per nuova pianificazione/progettazione.

154 Figura 100: UrbanBIM di Norcia, LOD B-C – Autodesk Infraworks 2018.

Figura 101: UrbanBIM di Norcia, LOD D – Autodesk Infraworks 2018.

Figura 99: UrbanBIM di Norcia, LOD 1 – Autodesk Infraworks 2018.

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