Intervista a Cristiana Achille, del 3D Survey Group – Politecnico di Milano

L’impiego dei droni nelle tecniche di rilievo geometrico

L’architetto Ph.D. Cristiana Achille, è dottore di ricerca in Scienze Geodetiche e Topografiche e ricercatore di Topografia e Cartografia. È membro del Comitato Scientifico nazionale CSN icomos Italia Cipa- Documentazione del patrimonio. Si occupa di molti importanti progetti di rilievo dei Beni Culturali, soprattutto architettonici e archeologici con il team del 3D Survey Group, composto dal Professor Carlo Monti, ingegnere civile e architetto, l’ingenere Ph.D. Francesco Fassi, ricercatore in Geodesia e Geomatica, l’architetto Alessandro Mandelli, l’Ingegner Fabrizio Rechichi, l’architetto Angelo Lagostina.

Su cosa è focalizzata in particolare l’attività del 3D Survey Group?

Siamo un gruppo di lavoro che si occupa sostanzialmente di rilievo geometrico, che significa dare le misure di un oggetto con molta precisione, con grande accuratezza finale del rilievo perché i modelli e le rappresentazioni che andiamo a costruire servono per descrivere la forma reale di questo oggetto.

Che tecniche si usano a questo scopo?

Le tecniche di rilievo geometrico sono sostanzialmente di tipo topografico o fotogrammetrico. Noi impieghiamo tutte le tecniche di rilievo che abbiamo a disposizione. Usiamo la topografia classica per ottenere delle misure di controllo e monitoraggio, misure che servono per realizzare la messa in scala dei modelli, per fare la geodifferenziazione. Si utilizzano anche degli altri strumenti, che ricadono sempre nella categoria di quelli topografici: sono i laserscanner. Questi ultimi sono strumenti che ormai si utilizzano con una certa facilità, sono diffusi e funzionano molto bene sia per il rilievo di oggetti piccoli che per situazioni molto grandi, come i versanti franosi o le dighe. La fotogrammetria, invece, è una tecnica di rilievo che permette di ricavare forma e posizione di un oggetto a partire da immagini che si possono acquisire o muovendosi sul terreno con una macchina fotografica , impiegando gli opportuni accorgimenti, oppure utilizzando i droni. Quest’ultimo strumento si sta diffondendo come tecnica per fare i rilievi di oggetti piuttosto estesi , anche qualche ettaro, come aree archeologiche, campi dedicati all’agricoltura, zone sulle quali bisogna costruire qualcosa.

Quali vantaggi comporta l’utilizzo dei droni?

I droni sono uno strumento piuttosto accessibile dal punto di vista economico e apparentemente di più semplice gestione rispetto ad altri metodi. Su di esso viene montata una macchina fotografica, poi il drone si solleva da terra e scatta delle foto aeree, facendo in pratica la stessa cosa che si fa con la fotogrammetria aerea. La differenza è che, nel caso della fotogrammetria aerea, la cartografia viene realizzata facendo dei voli ad hoc con un aereo, che riprende con strisciate progressive di fotogrammi il territorio che deve essere ricostruito ma vola ovviamente a delle quote molto più alte, mentre i droni si sollevano solo di qualche decina di metri e, grazie alla macchina fotografica che vi è montata, permettono di fare delle riprese più o meno estese. Negli ultimi anni c’è stato un grande boom di quest’ultimo tipo di strumento, perché consente di fare rilievi di porzioni di territorio molto grandi, anche di qualche ettaro, in pochi minuti e a dei costi contenuti, sia dal punto di vista hardware che software.

Quali limitazioni comporta l’uso dei droni?

Diciamo che oggi uno dei problemi principali è legato al fatto che i droni non si possono impiegare dappertutto. In generale si distingue fra quella che viene chiamata “area critica” e quella considerata “area non critica”. Tutte quelle zone dove c’è passaggio di persone o dove ci sono delle condizioni per cui l’area non è libera ricadono nella prima categoria e di conseguenza, in generale, non è possibile sorvolarle, a meno che non ci siano dei permessi speciali per esigenze particolarissime. L’area non critica si ha in quelle zone in cui invece, in qualche modo, si può confinare l’area di rilievo, e dove durante l’acquisizione delle immagini non c’è passaggio di persone e non si creano pericoli. In questo caso è possibile utilizzare i droni, che si impiegano moltissimo nell’agricoltura, sia per monitorare l’avanzamento della crescita delle piante, che per il controllo del loro stato di salute. Un altro impiego frequente è per il rilievo di porzioni di territorio non ancora edificato sul quale si vuole intervenire con un progetto, oppure in aree archeologiche molto estese non frequentate, non ancora raggiungibili. Le limitazioni all’utilizzo dei droni riguardano l’ubicazione della porzione di territorio sulla quale voglio fare il rilevamento

Quindi lo scopo finale del vostro lavoro per lo più è la misura?

Sì, noi vogliamo avere delle misurazioni precise, dobbiamo arrivare ad avere delle rappresentazioni metriche, che significa “in scala”. Può trattarsi di ottenere la restituzione di una cartografia, il rilievo di un oggetto, come un’architettura, un’area archeologica, un monumento, grande o piccolo che sia, ma il senso del lavoro che noi svolgiamo è quello di ottenere il modello in scala dell’oggetto. Stabiliamo prima quanto grande o piccolo vogliamo vedere rappresentato questo elemento e di conseguenza scegliamo gli strumenti più idonei, facciamo i rilievi e restituiamo il modello tridimensionale.

Quando utilizzate i droni chi li pilota?

Ci sono due miei colleghi che hanno fatto il corso per diventare piloti di droni. Non è così semplice, anche perché esiste una normativa piuttosto rigida sull’argomento. I droni non sono giocattoli e, usati inappropriatamente, possono essere piuttosto pericolosi.

Quali sono le dimensioni di un drone?

In media 50-80 cm di lunghezza. Per questo vanno fatti volare con le opportune precauzioni.

Oltre a quella di sostegno per la macchina fotografica, che funzione ha un drone? Può essere programmate per eseguire operazioni come un robot?

Alcuni possono essere personalizzati e informati per compiere qualche azione specifica ma la funzione principale di un drone, specialmente di quelli che si stanno diffondendo, resta quella di fungere da sostegno per la macchina fotografica. È quest’ultima ad essere più o meno sofisticata, a seconda del tipo di immagine che voglio ottenere. Nel caso in cui lo strumento venga utilizzato con finalità metrica acquisisco le fotografie secondo un preciso schema, che rispecchia sostanzialmente le stesse modalità di acquisizione dell’ immagine della fotogrammetria classica, quindi si eseguono una serie di strisciate, poi il drone viene fatto sollevare, prosegue secondo la direzione prefissata, acquisisce altre immagini, e seguita così secondo il piano di volo stabilito attraverso l’apposito software. Il piano di volo si decide in base al tipo di oggetto o al tipo di porzione di territorio da fotografare. Il pilota, che deve essere in prossimità del drone, lo fa partire con il telecomando, poi questo viaggia seguendo il piano di volo. Il pilota controlla e interviene a modificare il percorso manualmente solo in caso di particolari necessità. Il principio di funzionamento è lo stesso degli aerei da aeromodellismo con la differenza che quella categoria può volare in un campo di volo, in zone limitate, in condizioni di sicurezza.