Riccardo Florio
Le composite operazioni di rilievo e rappresentazione che hanno succeduto l’analisi documentaria5 e storico-architettonica preliminare sull’area di studio hanno inteso avviare
la costruzione di una struttura conoscitiva aperta ed elastica, atta cioè a contenere e gestire informazioni ulteriori, anche ibride o latenti, attraverso l’estensione delle consolidate metodiche di analisi e rilievo del reale. Le metodologie e le tecniche hi-tech del rilievo territoriale, urbano e architettonico, con particolare riferimento all’integrazione tra i Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto (SAPR) e le tecnologie di Terrestrial Laser Scanner (TLS), hanno quindi svolto un ruolo centrale e propulsivo per la produzione del contributo, prestandosi quale fondamentale e icastico supporto alla rappresentazione del sito e attingendo, al di là del fine meramente descrittivo, il carattere di strumenti rivelatori delle relazioni tra le parti che dalle rappresentazioni prendono più chiaramente forma.
Il rilievo strumentale è stato condotto il 19 aprile 2017 e il suo carattere integrato è stato preventivamente programmato in un opportuno piano di rilievo che ha stabilito, a monte, le operazioni specifiche da effettuare per entrambi i sistemi di acquisizione spaziale (TLS e SAPR) e quelle comuni da predisporre per l’integrazione dei dati.
L’esperienza nell’utilizzo di tecniche innovative per il rilievo del territorio e dei siti degradati ha potuto selezionare, tra le TLS, la tecnologia laser scanner a variazione di fase, o phase shift, utilizzando l’apparecchiatura CAM2 Laser Scanner Focus 3D, con fotocamera digitale integrata, dotata di asse ottico coassiale al raggio di misura del laser. Lo strumento adottato è in grado di acquisire per ogni punto rilevato, contestualmente ai dati metrici, un corrispondente valore cromatico desunto dalla fotografia, in termini di RGB. Questa tecnologia, fondata sul rilievo strumentale di una griglia di punti tridimensionale (mesh), ha consentito non solo di registrare intervalli infinitesimali tra i punti degli oggetti da rilevare, ma anche di trasmettere un’ottima resa delle qualità cromatiche e materiche che si sono rivelate particolarmente utili per la lettura del degrado dei singoli, pregevoli, elementi architettonici e tessiture murarie rinvenute nel Palazzo Testa-Pelosi. Per la strumentazione SAPR si è adottata invece una camera FC330 (361mm) con risoluzione 4.000x3.000 e lunghezza focale di 3,61 mm.
Per l’area rilevata, fissando un raggio d’azione del laser a 20 metri e una risoluzione di 44 MPts, sono state effettuate 26 scansioni laser scanner (TLS), ciascuna della durata strumentale di circa 5:31 minuti, aventi dimensione in pixel di 10.240x4.267 e dimensione in MPts di 43.7, ottenendo mesh di punti con una distanza massima tra punti contigui di circa 5 mm, nel raggio dei primi 10 m scansiti.
L’acquisizione attraverso SAPR delle immagini aeree sia nadirali che a differenti angolazioni ha prodotto 697 immagini prelevate a una altitudine di volo massima di 90.6 metri.
Studiando preventivamente la compatibilità con le condizioni fisiche del sito, l’accessibilità e la visibilità del raggio di azione del laser, si è potuto ottimizzare la regolazione dei principali parametri di acquisizione TLS, quali la densità della mesh di
output, la lunghezza del raggio di azione del laser, il numero e la posizione dei punti di
stazione, la relativa rete dei target necessari per l’assemblaggio di scansioni contigue, organizzando, per una più immediata integrazione con i dati SAPR, gli stessi target di riferimento per entrambi i sistemi di acquisizione spaziale. La fase progettuale preliminare
aggregates and individual buildings, where the main potential flowfield for the regeneration is individuated. The mutual integration between the territorial scale and the urbanistic-architectural one has guided the entire work of acquisition, interpretation, representation of the site, using, in all its phases, various technologies whose synergic overlapping allowed the completion of the data, their verification, the realization of the representative structure.
The composite survey and representation operations, which followed the preliminary documentary and historical-architectural analysis5 on the study area,
have led to start building of an open and elastic cognitive structure, to contain and manage additional informations, also hybrid and latent, through the extension of the consolidated analysis and survey methods. Hi-tech territorial, urban and architectural survey methodologies and techniques, with particular reference to the integration between Aircrafts System of Remote Piloting (SAPR) and the technologies of Terrestrian Laser Scanner (TLS), are therefore played a central and
propulsive role for the production of the grant as fundamental and incisive support for the representation of the site and, beyond the merely descriptive fine, drawing from the character as instrument detecting relations between the parts which take clearly shape from representations.
The instrumental survey was conucted on 19 april 2017 and its integrated character was previously scheduled in an opportune survey plan which has upstream established specific operations to be executed for both data acquisition systems (TLS and SAPR) and common ones to prepare for the data integration.The experience in the use of innovative tecniques for territory and derelict sites survey allowed the selection, between TLS, phase shifted laser scanner technology, or phase
shift, using CAM2 Laser Scanner Focus 3D equipment,
with integrated digital camera, equipped with optical axis which is co-axial to the measure range of the laser. The instrument adopted can capture for each recorded point, simultaneously metric data, a corresponding chromatic value taken from a photograph, in RGB terms. This technology, based on instrumental survey of a tridimensional grid of points (mesh), allowed not only to record infinitesimal intervals between the points of the objects being recorded, but also to transmit an excellent performance of chromatic and material qualities which are recorded, which are particularly helpful for the reading of the degrade of single and valuable architectural elements and masonry weaving found in Testa-Pelosi Palace. Instead, for SAPR equipment was adopted a FC330 (361 mm) camera with 4000x3000 resolution and focal length of 3,61 mm.
Within the detected area, fixing an action radius of the laser equal to 20 meters and a 44 MPts resolution, 26
276 di ripresa fotografica aerea mediante drone (SAPR) si è avvalsa altresì di una mappatura 277
dell’area di interesse che è stata realizzata mediante Mission Planner, un tool di gestione che consente, tramite l’utilizzo di Google Maps, la predisposizone del piano di volo. Attraverso la funzionalità waypoints è possibile programmare l’impostazione del percorso del drone, il numero di scatti e il valore della ground resolution. È stato possibile così tenere conto dei fattori operativi e ambientali che potevano influire sulla restituzione in modo da assicurare la massima copertura delle fotografie aeree sulla zona da rilevare. I fattori di cui si è dovuto tenere conto nella redazione del progetto di ripresa SAPR – in generale variano anche in funzione dei software scelti per la gestione dei dati acquisiti – sono stati influenzati da vari parametri, quali le condizioni di illuminazione del contesto, le caratteristiche materiali dell’oggetto da rilevare, la corretta messa a fuoco degli oggetti da rilevare in tutti i fotogrammi da utilizzare, la corretta posizione di scatto e sovrapposizione delle immagini in modo che l’angolo tra una presa e l’altra fosse di circa 5-10 gradi e la sovrapposizione (overlap) di circa il 70% e, infine, ovviamente la scala di risoluzione richiesta per il rilievo che è stata stabilita, per la restituzione dell’intera area rilevata con entrambi i metodi, intorno al rapporto 1:100.
Date le condizioni del sito e l’impossibilità di utilizzare il laser scanner per il rilievo delle ‘zone d’ombra’ e di tutte le coperture del sito, si è, inoltre, adottato il metodo fotogrammetrico digitale image-based modeling; in particolare, a livello sperimentale, si è utilizzato il software Structure From Motion (SfM) che consente di ricostruire la forma del manufatto attraverso la collimazione di punti da un dataset di immagini. Il sistema SfM estrae informazioni metriche dalle singole foto, calcola i parametri fotografici e mette in relazione più foto, restituendo le coordinate spaziali dei punti che definiscono l’oggetto; al termine della prima fase del calcolo viene ricostruita una nuvola di punti, recante il colore acquisito con le fotografie, che costituisce un esauriente modello spaziale del sito (range
imaging) esportabile in vari software di processing, come Pointools o Photoscan, che
consentono la produzione di ortofoto di grande precisione utilizzabili successivamente in Autocad per la vettorializzazione di sezioni e profili.
L’integrazione e la comparazione in un unitario quadro ordinato delle evidenze spaziali fornite dalla metodologia che ha utilizzato la tecnologia a sensori ottici attivi (TLS) in combine con il sistema aeromobile a pilotaggio remoto (SAPR) si è rivelata particolarmente efficace per il sito in esame e ha complessivamente consentito di leggere con buona chiarezza, contestualizzandole rispetto al territorio, le consistenze ancora in situ del palazzo che, confermando i risultati emersi fin dalla preliminare lettura di ricognizione effettuata sull’area, mentre evidenzia l’originaria bellezza e sobrietà, risulta tra i più compromessi edifici storici locali. Avvalendosi di tali metodologie di acquisizione spaziale a distanza e non invasive è stato possibile indagare con buona approssimazione anche le zone interne dell’antico palazzo attualmente non accessibili a causa delle fatiscenti condizioni statiche e del preoccupante stato di degrado in cui versano le strutture murarie e di calpestio superstiti. Nello specifico dei due metodi bisogna osservare che mentre, ad esempio, attraverso la tecnica di acquisizione aerea SAPR si è reso possibile acquisire chiare informazioni posizionali e metriche per la
laser scanner scans (TLS) were made, each of them with an instrumental duration of about 5:31 minutes, with pixels size of 10240x4267 and 43.7 MPTS dimension, obtaining meshes of points with maximum distance between contiguous points of about 5 mm, within a radius of first 10 scanned ones.
The aerial image acquisition through SAPR system, both nadirian and in different angles, has produced 697 images taken with maximum flight altitude of 90,6 meters. Examining in advance the suitability with the physical condition of the site, the accessibility and the vision of the laser range of action, the regulation of main TLS acquisition parameters has been optimized, such as the density of the output mesh, the length of the laser range of action, the number and the position of station points, the corresponding target net needed for the assembly of contiguous scans, planning, for an easier integration with SAPR data, the same target of reference for both spatial acquisition systems. The preliminary design stage of aerial photographic shooting by drone (SAPR) has also made use of the mapping of the area of interest carried out through Mission Planner, a management tool which allows the flight plan predisposition through the use of Google Maps.
Route setting of the drone, the number of shots and
ground resolution value can be programmed through waypoints functionality. It has been possible taking
into account the operating and envinonmental factors which could have affected the restitution in order to ensure maximum coverage of aerial photographs on the area that have to be surveyed. Factors to be taken into consideration in drawing up the SAPR recording project – which generally vary according to software to be adopted for the management of the acquired data – were affected by different parameters, such as the outdoor lighting conditions, the material characteristics of the object that has to be surveyed, the correct focusing of the object that has to be surveyed in every frame to be used, the correct image shot and overlap position in such a way that the angle between shots is about 5- 10° and the overlap of about 70% and, at least, obviously, the request for the established scale of resolution for the survey, for the restitution of the entire area recorded by both methods, in the scale reduction globally estimated in the ratio 1:100.
Considering the conditions of the site and the inability to use the laser scanner for the survey of the ‘shadowy areas’ and all roofs in the site, the digital photogrammetric method so called image-
based modeling was further adopted; in particular,
at experimental level, Structure From Motion (SfM) was adopted as software, as it allows to rebuild she shape of the building through the collimation of the points from an image dataset. SfM system extracts metric informations from single frames, calculates the photographic parameters and relates different shots
lettura dei rapporti tra l’antico palazzo e il tessuto urbano, i dati ottenuti mediante TLS, avendo reso disponibili oltre a foto sferiche esplorabili e misurabili, anche una puntuale
mesh tridimensionale, infinitamente sezionabile attraverso le funzionalità Clipping box e Ortofoto, hanno permesso di ottenere i profili generatori di base per la vettorializzazione
del rilievo e l’elaborazione delle rappresentazioni bidimensionali e tridimensionali dell’edificio e del suo contesto più immediato. La renderizzazione del modello è stata eseguita mediante il software Autodesk 3D Studio Max, motore di render VRay, in condizioni di illuminazione standard e omettendo la differenziazione di materiali e cromie, invece registrati nella rappresentazione bidimensionale della pianta delle coperture. Le metodologie di indagine adottate e il carattere dinamico dei modelli approntati in fase di restituzione e rappresentazione hanno reso inoltre possibile contestualizzare le tracce superstiti di alcuni elementi architettonici in riferimento a elementi omologhi nello stesso edificio prestandosi efficacemente quali validi strumenti nei processi di rigenerazione architettonica e urbana.
Le consistenze rilevate e restituite negli elaborati bidimensionali e nelle viste prospettiche dall’alto del modello tridimensionale testimoniano la presenza di un edificio a pianta rettangolare i cui ambienti, di cui – pur nelle non colmabili lacune dell’indagine dovute alle condizioni di dissesto e degrado del manufatto – si individuano chiaramente i resti di tre grandi stanze e alcuni piccoli vani di disimpegno al piano terra, sono distribuiti su due livelli e collegati tramite due corpi scala separati, uno interno posizionato, a nord ovest, e uno esterno, a nord ovest, con accesso dall’area a verde retrostante l’edificio.
Il fronte esposto a sud è compatto e di composizione regolare e stabilisce il rapporto dell’edificio con l’antistante piazzale monumentale e il tessuto urbano storico; il fronte a nord è costituito dall’articolazione irregolare di più volumi e corpi di fabbrica tra i quali la scala esterna e, al di là di un piccolo terreno e di una via perimetrale alla rocca, si orienta verso il paesaggio naturale percepibile da Via Limiti.
1. Cfr., in particolare, Giovanniello V. (2015), Frigento romana: le iscrizioni dell’ager Frecentinus, le cisterne, Delta 3, Grottaminarda.
2. In origine colonia sannita, Frigento è sede di ritrovamenti archeologici di epoca romana, dopo la caduta dell’Impero fu dominio longobardo, poi una delle prime città a professare il culto della fede cristiana e sede vescovile, successivamente borgo fortificato normanno e ancora terreno di guerre tra Aragonesi e Angioini, essendo nel tempo teatro anche di varie carestie, epidemie, sismi, incendi, distruzioni. 3. La città fortificata di impianto preromano corrispondente all’oppidum era priva della sacralità del confine
che, invece, la più piena espressione di urbs romana conteneva nel pomerium, lo spazio tra due cinte murarie contigue che veniva consacrato agli dèi.
4. Frigento fin dalle origini si trovò ad assumere una funzione di pieno controllo su un ampio territorio, trovandosi non solo a notevole altitudine (attualmente 911 metri s.l.m.) ma anche al centro della complessa rete di comunicazioni che collegava il versante tirrenico con quello adriatico, lungo la barriera naturale del fiume Ufita, il cosiddetto ‘corridoio irpino’, importante strada di comunicazione fin dalla preistoria. 5. Si individuano i seguenti riferimenti bibliografici: Forgione S., Giovanniello V. (2002), Frigento. Patrimonio
storico e paesaggistico dell’Irpinia, Frigento; Forgione S., Giovanniello V. (eds.) (1999), Scritti inediti di Fabio Ciampo, Marciano De Leo, Sabino Mannella. I fatti del 1799, Frigento; Forgione S., Giovanniello
V., Pascucci C. (1997), Antichità, origene, guerre, distruzzione, e stato presente della citta di Frigento, Archimedia, Frigento.
returning the spatial coordinates of the points which define the object; at the end of the first computation stage, a point cloud is reconstructed, containing color acquired through the photos, which constitutes an exhaustive spatial model of the site (range imaging) exportable in different processing software, such as
Pointools or Photoscan, which allow the production of
high precision ortho-photos that can be used later in Autocad for the vectorization of section and profiles. The integration and comparison of the spatial evidences in a ordered scheme provided by methodology that has used active optical sensors (TLS) in combine with Aircrafts System of Remote Piloting (SAPR), has proven to be particularly effective for the site in exame and has overall allowed a good reading clarity of the consistences, which are still present in situ, of the palace that, contextualizing with the landscape and confirming the results of the first survey reading of the area, while showing its former beauty and sobriety, appears as one of the more compromised local historical building. Using these remote and non-invasive spatial acquisition methodologies it was possible to investigate with adequate reliability also the ancient palace inner zones not accessible at present because of rotting static contact and the worrying state of degradation in which the survivor walled and walk-over flooring structures arise. Specifically of two methods, while, for example, through the SAPR aerial acquisition technique it was possible gaining clear positional and metric informations for reading the relations between the ancient palace and the urban context, the data obtained through the TLS, having made available in addition to explorable and measurable spheric photos, also a precise three- dimensional mesh, that is infinitely sectionable through Clipping box and Ortho-photo functionality, allowed to obtain the basic generator outlines for the vectorialization of the survey and the elaboration of two- dimensional and three-dimensional representation of the building and its closer context. The rendering of the model has been performed through Autodesk 3D Studio Max software, in VRay render engine, under standard lighting conditions and omitting the differentiation of their material and hues, which have been instead recorded in the two-dimensional representation of the hedging plant.
The investigation methods adopted and the dynamic character of the templates established in restitution and representation phase also made the contextualization of the survivor traces of some architectural elements in relation to peer ones in the same building possible, as valid tools in architectural and urban regeneration processes. The surveyed consistences illustrated in the two- dimensional elaborates and topdown prospective views of the three-dimensional model, testify the presence of a rectangular plan building, its environments, in which – notwithstanding not overcome gaps of the survey
278 because of the instability and degradation conditions 279 of the building – what remained of three big rooms and
some little disengagement compartments, located on the ground floor, are clearly identifiable, are made up of two levels and connected through two parted stairway elements, one indoors set in the north-west, and one outdoors set in the north-east, with access from the green area behind the building.
The south facade is compact and set up in a regular composition and establishes the relationships of the building with the monumental square in front of and the urban historical context; the north facade consists of an irregular articulation in multiple volumes and buildings among which the outside staircase and, beyond a little land and a road that skirts the rock, is oriented towards the natural landscape that is perceptible by Limiti Street. 1. See, in particular, Giovanniello V. (2015), Frigento
romana: le iscrizioni dell’ager Frecentinus, le cisterne,
Delta 3, Grottaminarda.
2. Originally Samnite colony, Frigento is the seat of archeological discoveries of the Roman age, After the fall of the Roman Empire it was under Longobard rule, then one of the first cities to profess the cult of the Christian faith and was Episcopal seat, then fortified Norman village and still battlefield where Aragoneses and Angevins fought, over time scenery of famines, epidemics, earthquakes, fires and descructions. 3. The walled city with its ancient pre-Roman settlement which corresponds to the oppidum was