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PROJECT OF THE SURVEY

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PROGETTO DEL RILIEVO

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The project of the survey

The photogrammetric survey was projected considering and mediating the following parameters:

  • Required accuracy
  • Topographic survey for control points measurements
  • Shot equipment
  • Distance of the object
  • Sensitive material
  • Scanning resolution

The definition of the above mentioned parameters led to the following configuration:

  • Survey accuracy suitable for a restitution scale of 1:50 with a geometric uncertainty of 1cm and resolution enough for a representation up to a scale of 1:25 .
  • Topographic survey with planimetric accuracy suitable for the fixed geometric uncertainly (1cm) in the control points location.
  • Metric camera with 5.5cm×5.5cm of usable format, calibration grid with 11×11 crosses and a calibrated lens with 40mm focal lenght.
  • Distance from the object of 645cm reachable by special scaffolds
  • Kodak EPY64 Professional slides for artificial light - 64 ASA
  • Scanning film resolution equal to 800 dpi.

The precision of the control points survey has been increased, during the execution, up to 0.5 – 0.3 cm, while the scanning resolution has been raised to 1400 dpi .

The planning foreseen about 70 shots in order to cover completely the areas of interest (they are about 2150 m2); on the field we made 63 different shots that, considering the repetitions for over and under exposure and some repetitions for unexpected events, have produced about 200 photos. Each shot, carried out according with the defined parameters, covered a square area of about 8 m side.

The topographic survey has been planned in such a way that at least five control points are present in each photographed area. Practically, during the image processing, we used up to 6 or 8 points for image thanks to the fact that points of neighbouring areas were often included in the field of view. About 200 points, located on selected references, have been measured using the forward resection method with a special reflecting prism and carefully drawn in a monography.

Progetto del rilievo

Il rilievo fotogrammetrico è stato progettato valutando e mediando le seguenti variabili:

  • precisione richiesta
  • rilievo topografico di appoggio
  • attrezzatura per la ripresa
  • distanza dal soggetto
  • materiale sensibile
  • risoluzione di acquisizione delle pellicole

La definizione dei parametri sopra menzionati ha portato alla seguente configurazione finale:

  • Precisione del rilievo per una scala di restituzione di 1:50 con incertezze nell'ordine di 1cm e con una definizione sufficiente comunque ad una rappresentazione fino alla scala di 1:25.
  • Rilievo topografico di precisione planimetrica adeguata alla scala di lettura prescelta (1cm), per la localizzazione dei punti di riferimento.
  • Camera metrica fotogrammetrica semimetrica con formato del fotogramma di 5.5cm×5.5cm con reticolo calibrato costituito da 11×11 croci ed un'ottica calibrata da 40mm.
  • Distanza dal soggetto pari a cm 645 da raggiungere tramite impalcature
  • Pellicola diapositiva del tipo Kodak EPY64 Professional per luce artificiale - 64 ASA
  • Risoluzione di acquisizione delle pellicole pari a 800 dpi.

Tale configurazione è stata ulteriormente migliorata in corso di esecuzione aumentando la precisione del rilievo topografico di appoggio, che mediamente ha raggiunto precisioni nell'ordine di 0.5-0.3cm, ed aumentando la risoluzione di acquisizione delle immagini fino a 1400 dpi.

La pianificazione del lavoro ha previsto la realizzazione di circa 70 riprese per la copertura totale delle aree di interesse, (che ammontano a circa 2150mq), ed ha portato sul campo, ad eseguire 63 differenti riprese oltre alle ripetizioni necessarie per sopra e sotto esposizioni e per sopravvenuti problemi tecnici, (per un totale di circa 200 scatti). Ogni ripresa, eseguita nelle citate condizioni di progetto, ha garantito la copertura di una superficie quadrata di circa 64mq, (8m di lato).

Il rilievo topografico è stato programmato in maniera da assicurare la presenza di almeno cinque punti di controllo per ogni presa realizzata. Comunque in fase di elaborazione si avevano, mediamente, anche 6-8 riferimenti per ogni trasformazione, soprattutto grazie al fatto che venivano spesso inclusi nel campo di presa punti destinati ad immagini limitrofe. Il rilievo, realizzato per intersezione in avanti con prisma appositamente costruito, su riferimenti prescelti e singolarmente monografati, conta quasi 200 punti di controllo.

fig.01 - scheme illustrating the network of points measured through precision topographic methods fig.01 - schema che illustra la rete dei punti battuti con il rilievo topografico di precisione
The flooring has been ideally divided in parts consistent with the panels of tarsias and the shots have been projected according with a scheme suitable to minimise their number but, at the same time, suitable also to cover, with a single photogram, the panels having a dimension which could be included in a single photo. La pavimentazione è stata idealmente suddivisa in porzioni coerenti con i riquadri delle tarsie del pavimento e le riprese sono state opportunamente progettate secondo uno schema mirato a minimizzare il numero delle stesse e nel contempo a rappresentare con un solo fotogramma i quadri che per dimensione potevano essere inclusi in una sola presa.

fig.02 - schema illustrating the covering of the all floor wth overlapping shots fig.02 - schema che illustra la copertura del pavimento di tutta la chiesa con più prese sovrapposte

In the case of panels which dimensions exceed the single shot area, we proceeded carrying out a digital images mosaic according with a photogrammetric process allowing a global adjustment of residual errors on the base of control points present in the mosaic area.

Of course, the lay out of the shots and the control points locations have been strictly and mutually decided; every change brought in during the shot session led to a revision of the topographic survey.

Nei casi di riquadri con dimensioni superiori a quelle della copertura della presa si è provveduto alla mosaicatura di più immagini digitali attraverso procedimenti fotogrammetrici che consentono sia il controllo metrico che la distribuzione dell'errore sulla base del rilievo topografico di appoggio.

Il progetto delle prese e quello dei punti sono stati reciprocamente elaborati e coordinati, ed ogni variazione intervenuta in fase di campagna ha comportato l'adeguamento di ambedue le campagne di rilievo.

fig.03 - scheme illustrating the covering of the nave floor with several overlapped photos. fig.03 - schema che illustra la copertura del pavimento della navata con più prese sovrapposte

According with the above described conditions, each photo with an utilisable format of 5.5 x 5.5 mm, represents a portion of floor at a mean scale of 1:150; with a scanning resolution of 1400 dpi, we obtain for each pixel a side of 18 mm in the image space, that is, in the object space, 2.7mm.

This means that, theoretically, it is not possible to distinguish objects features which dimensions are less than a square with 2.7mm side. On the other hand we have to observe that this parameter is also bound by the film characteristics and by the dimensions of its grain that, probably, it is not less than 25 - 30mm (we cannot know exactly the film technical data as they are an industrial secret of Kodak); this lowers the resolution on the object space to 3.75 – 4.5mm

Nelle condizioni di progetto descritte, ogni fotogramma nel suo formato netto di pellicola di 5.5cm×5.5cm rappresenta una porzione di pavimentazione dove il rapporto fra spazio oggetto e spazio immagine è di circa 1:150. Dato che la risoluzione di acquisizione delle pellicole è stata di 1400 dpi, si ha che ogni pixel immagine ha un lato di dimensione pari a 18m (micron), che corrisponde in spazio oggetto ad un lato di 2.7mm.

Quanto sopra significa che sulle immagini non è teoricamente possibile distinguere elementi che abbiano dimensioni reali in pianta più piccole di un quadrato di circa 2.7mm di lato. In pratica questo parametro risulta però vincolato anche alle prestazioni del supporto sensibile ed alla dimensione della sua grana che presumibilmente, (tali dati tecnici della pellicola sono segreto industriale della Kodak), non è minore di 25-30 m (micron), il che porta ad aumentare l'incertezza di lettura fino a 3.75-4.50mm in spazio oggetto.

author of the text: arch. Manfredo Romeo - tech. Giovanni Checcucci - ing. Giancarlo Capanni autore del testo: arch. Manfredo Romeo - tech. Giovanni Checcucci - ing. Giancarlo Capanni
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