WORKFLOW DA RILIEVO DIGITALE CON NUVOLA DI PUNTI ALLA MODELLAZIONE BIM REVIT

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ARTICOLO BIM:

"WORKFLOW DA RILIEVO DIGITALE CON NUVOLA DI PUNTI ALLA MODELLAZIONE BIM "

La configurazione del laser scanner è un altro passaggio chiave. La densità dei punti e la risoluzione devono essere impostate in relazione agli obiettivi del progetto. Per rilievi dettagliati, come quelli architettonici, si opta generalmente per una densità elevata, mentre per grandi aree si può ridurre la risoluzione per ottimizzare tempi e dimensioni dei file. Tuttavia, questa decisione comporta sempre un compromesso tra qualità e praticità. Anche la modalità di acquisizione va adattata alle esigenze specifiche: le scansioni a colori sono ideali per restituire informazioni visive dettagliate, come texture o cromie, ma richiedono tempi di acquisizione più lunghi. Al contrario, le scansioni in bianco e nero sono più rapide e sufficienti per rilievi puramente geometrici o volumetrici. La scelta tra colore e monocromatico dipende inoltre dalle condizioni di luce sul sito. In ambienti scarsamente illuminati o con forte contrasto, le scansioni in bianco e nero tendono a offrire risultati migliori, evitando artefatti cromatici. ( Figura 2 )

Altro aspetto cruciale per il successo del rilievo è l’uso di riferimenti per allineare correttamente le scansioni. Possono essere utilizzati target fisici, come sfere riflettenti o target codificati, disposti in posizioni strategiche per facilitare la registrazione automatica. Quando possibile, è utile sfruttare anche riferimenti naturali presenti nel sito, come spigoli o dettagli ben definiti. In progetti complessi, può essere necessario integrare i dati scanner con punti di controllo rilevati tramite GPS o stazioni totali per inserirli in un sistema di coordinate globale.

Durante la scansione, è fondamentale monitorare costantemente la qualità dei dati. Bisogna verificare che la nuvola di punti sia completa e priva di errori evidenti, effettuando controlli preliminari di registrazione sul posto per assicurarsi che tutte le scansioni siano correttamente allineate. È importante verificare di aver coperto tutte le aree richieste ed eventualmente effettuare ulteriori scansioni per colmare eventuali lacune. Prima di lasciare il sito, è buona pratica effettuare un backup immediato dei dati su dispositivi di archiviazione esterni, per evitare il rischio di perdere informazioni preziose.

La ripresa con il laser scanner, se eseguita con attenzione, garantisce una base solida per le fasi successive di elaborazione e modellazione. Ogni dettaglio del processo, dalla pianificazione iniziale alla verifica finale dei dati, contribuisce a creare un rilievo accurato e utilizzabile per una vasta gamma di applicazioni.

"Quali sono le caratteristiche degli strumenti adatti per il rilievo digitale" ?

• Laser Scanner 3D:

Viene utilizzato principalmente per vie terrestri e si basa sulla tecnologia LIDAR (Light Detection and Ranging). Questo strumento consente di acquisire milioni di punti e di dati in un breve lasso di tempo, restituendo una nuvola di punti  tridimensionale ( masch 3D ) che rappresenta fedelmente la geometria degli oggetti rilevati. L'asseblaggio delle varie porzioni di scansione vengono fatte su software normalmente forniti dalla casa madre dello strumento ( tipo Laica Cyclone o similari ). Il rilievo digitale oltre ad essere un processo particolarmente utile per la creazione di nuvole di punti è anche un contenitore di informazioni composto da una massiva raccolta di dati tridimensionali che descrivono la forma e la struttura delle superfici rilevate anche dal punto di vista materico e del suo stato conservativo. Per ultimo si può ricavare un’analisi geometrica e volumetrica dell’oggetto rilevato e georeferenziato su software specifici per la post produzione e la discretizzazione della nuvola, come Autodesk Recap-Pro ormai di fondamentale importanza nel workflow BIM.

Il laser scanner funziona emettendo impulsi laser verso le superfici, misurando il tempo di ritorno del segnale riflesso. Ogni scansione produce una nuvola di punti, la cui precisione dipende dal numero di punti acquisiti per unità di superficie. La combinazione di più scansioni, eseguite da diverse posizioni, permette di ottenere un modello tridimensionale integrale della realtà scansionata in 3D.

• Drone e Fotogrammetria:

La fotogrammetria con lo strumento Drone avviene tramite via aerea ed è una tecnica che utilizza sequenze di immagini fotografiche per la ricostruzione tridimensionale di oggetti e superfici. Questa metodologia si rivela particolarmente efficace per la documentazione di dettagli architettonici e superfici complesse e soprattutto per la parte superiore di coperture di edifici, o per grandi aree distese. ( Figura 3 )

La fotogrammetria si articola in due fasi principali:

- Acquisizione delle immagini, tramite fotografie ad alta risoluzione durante le quali vengono scattate da differenti angolazioni, per garantire una copertura completa dell'oggetto o dell’area di interesse.

- Elaborazione delle immagini, questa procedura viene effettuata utilizzando softwere specializzati nei quiali le immagini vengono processate attraverso algoritmi di triangolazione per generare un modello tridimensionale. Tra le applicazioni della fotogrammetria si evidenzia la creazione di un orto-mosaico immagini che possono essere utilizzati per la mappatura precisa di superfici orizzontali e verticali. Creazione di modelli 3D dettagliati, ideali per la ricostruzione e la documentazione di superfici complesse, come facciate architettoniche, monumenti storici e superfici irregolari o ricchi di elementi.

• ACQUISIZIONE NUVOLA DI PUNTI E DISCRETIZZAZIONE IN AUDODESK RECAP-PRO 

Nel processo di trasferimento tra il Software nativo di origine della nuvola di punti e Autodesk Recap-Pro, si può verificare una perdita parziale di informazioni durante la transizione. Per ovviare tale problema, è possibile utilizzare funzionalità specifiche che consentono di ricomporre le scansioni, garantendo una corretta calibrazione. In particolare il Software è in grado di riconoscere le aree di sovrapposizione tra le immagini, e ove necessario eseguire un intervento manuale per migliorare la calibrazione. E' possibile visualizzare le diverse scansioni mediante sfere di riferimento. Le scansioni possono essere assemblate mediante due modalità principali:

1. Modalità Automatica: selezionando i file delle diverse scansioni, il programma riconosce automaticamente le aree di sovrapposizione e calibra l’inserimento dei punti condivisi tra le stazioni;

2. Modalità manuale: selezionando due scansioni specifiche, è possibile inserire manualmente almeno tre punti di calibrazione per ciascuna scansione. Questi punti condivisi consentono di unire correttamente le scansioni, ottenendo un modello di nuvola completo.

Oltre la raccolta dei punti di rilievo, il laser scanner acquisisce anche una serie di immagini a 360° relative alla posizione di scansione. Queste immagini permettono di ottenere una visualizzazione realistica del modello ( fotosfere ), utile per verifiche e ulteriori analisi. Selezionando i singoli punti, il Software consente di visualizzare la scena tridimensionale con un maggiore livello di dettaglio fotografico. ( Figura 6 )



• NOVITA' AUTODESK RECAP-PRO 2025

In Autodesk Recap-Pro 2025 ha indtrodotto una serie di funzionalità aggiuntive che vanno a migliorare il processo di gestione della nuvola e di processo di condivisione nel Worksflow in ambiente BIM Revit. Alcune delle principali novità dell'ultima realise sono :

1. Migliore Esplorazione del progetto - Affianca e confronta la vista di scansione (RealView) e la vista cartografica dall'alto per una maggiore precisione di navigazione della nuvola di punti
2. Estrazione di punti oggetti 3D e lineari - Creazione ed estrazione di punti di geometrie specifiche o superfici dai dati delle nuvole di punti di grandi dimensioni, mediante estrazione .dxf e .csv ( Figura 7 - 8 )
3. Gestione e visualizzatore di nuvole di punti di Autodesk Constaction Cloud - Visualizza e annota in Autodesk C.C. le nuvole di punti e le RealView dei progetti ReCap pubblicati
4. Impostazione di coordinate e UCS accurata - Utilizzare il widget Bussola per impostare l'asse XY per il sistema di coordinate e UCS accurato
5. Presentazione del lavoro tramite video - Converti gli stati della vista in pratiche animazioni 3D da cui creare presentazioni di navigazione della nuvola di punti
6. Migliori funzionalità di misurazione - La funzionalità Snap a superficie misura lo spazio libero tra un punto di partenza della superficie e un punto proiettato all'esterno della selezione
7. Migliore integrazione dei dati in Navisworks - Condivisione ottimizzata delle nuvola di punti in Navisworks
8. Risoluzione delle immagini ortogonali - Genera immagini ortogonali ad alta risoluzione per nuvole grandi e piccole dimensioni.

• IMPORTAZIONE DELLA NUVOLA DI PUNTI .RCP IN REVIT PER LA MODELLAZIONE BIM

Nel processo integrato BIM-oriented la nuvola di punti ( georeferenziata e discretizzata a dovere ) diventa un fondamentale input per la Modellazione BIM, se trattasi di edicio esisistente viene in primis impostando in Revit la Fase di modellazione per lo Stato di Fatto del manufatto. L'importazione della Nuvola in formato .rcp avviene in su un File Contenitore della nuvola ( si consiglia di non inserire la nuvola direttamente nel template di modellazione perchè l'elevata pesantezza della nuvola in ambiente diretto di lavoro renderebbe il file in Revit ingestibile con continui blocchi ad ogni passaggio del puntatore del mouse sulla nuvola a meno di disattivarne la selezione ).

Pertanto nell'ambiente di modellazione verrà inserito (mediante markup di posizionamento specifico ed acquisizione delle coordinate condivise  ) il link del file .rvt che a sua volta contiene la nuvola di punti, questo permette una fluida navigazione dell'ambiente di lavoro anche in sovrapposizione della nuvola ed una corretta impostazione del punto di rilevamento. ( Figura 9 )

Il processo di modellazione di ogni parte di elementi deducibili dalla nuvola di punti in Revit consta di un certosino lavoro di spacchettamento della nuvola mediante sezioni ad hoc,  isolare il più possibile l'elemento di interesse nella vista più opportuna e ponendosi in modo ortogonale al fine di scontornarlo con linee di detatglio in bidimensionale, esportandone quindi il disegno in formato dwg o pdf. Questo processo permette un accurato livello di dettaglio degli elementi dalla nuvola da ricreare in Revit, specie per oggetti di particolare pregio artistico quali cornici, modanature, riquadri, balaustre, ecc. o semplicemnte una tipologia specifica di porta o finestra o arredo.

( Figura 10 )

Il worksflow definito permette di riportare questi input bidimensionali nel template .rft della categoria di famiglia metrica da modellare rispetto a cosa dedotto dalla mesh 3D della nuvola. Questo processo diventa ripetitivo e laborioso per molti elementi famiglie caricabili al fine di assemblare tutti gli oggetti BIM nell'ambiente di progetto .rvt. Ad oggi vi sono molti applicativi che permettono un rapido spacchettamemnto della nuvola o addirittura integrazione di porzioni di nuvola in ambiente famiglie .rft, cosa che di default in Revit non è possibile fare. Di conseguenza una strategia di modellazione accurata e pianificata, impostando i livelli, i piani di riferimento, le eventuali griglie, rispetto a punti cardine della nuvola, facilitano da guida in pianta a modellare le famiglie di sistema quali muri, vetrate, solai, tetti, scale, creando le geometrice principali dell'involucro dell'edificio, il quale si arricchisce man mano di famiglie caricabili .rfa creati ad hoc dagli input della nuvola di punti, ricreando perfettamente e fedelmente il manufatto edile ( Digital Twin ) come da nuvola di punti rilevata.

( Figura 11  )

AUTORI:

Co-Founder & Survey Specialist - Arch. Paolo Formaglini - DUODI srl

CEO & BIM Manager - Ing. Domenico Spanò - BIMTrainer srls

BIM Expert - Ing. Marian Roca - BIMTrainer srls

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