La fotogrammetria digitale e la computer vision per l'ingegneria civile: teoria e casi studio

L’obbiettivo della presente Tesi è quello di fornire in maniera chiara e completa una panoramica dettagliata sul tema del rilevamento fotogrammetrico applicato ai Beni Culturali. Nella prima parte della tesi verranno studiate ed argomentate nel dettaglio tutte le fasi principali del processo di ricostruzione noto con il termine di structure from motion. In questa prima parte, puramente teorica, verranno forniti gli strumenti necessari a comprendere i passaggi fondamentali che compongono tale processo, dall’estrazione delle caratteristiche (feature detection) all’orientamento esterno dei fotogrammi e alla loro autocalibrazione. La seconda parte avrà invece una connotazione decisamente pratica, in quanto verranno presentati ed analizzati alcuni significativi casi di studio. Ne verranno presentati due: il primo, la precisione nel rilievo integrato dei beni culturali, tratterà la tematica della restituzione multivista, multiscala e multisensore non calibrata; il secondo, il potenziale di tecnologie low-cost applicato ai beni culturali, cercherà di studiare l’applicazione di sistemi a basso costo per l’acquisizione e la restituzione nel rilievo fotogrammetrico dei beni culturali. Con lo scopo di valutare precisione, accuratezza, affidabilità e ripetibilità sono stati eseguiti numerosi test metrici e statistici, in relazione allo scostamento tra i modelli realizzati per via fotogrammetrica e un modello assunto come riferimento. Il test site adottato per le elaborazioni è la “Delizia Estense del Verginese” un antico castello situato nella provincia di Ferrara. I rilievi sono stati condotti sia con tecniche fotogrammetriche terrestri che per via aerea attraverso l’utilizzo di piccoli RPAS (Remotely Piloted Aircraft Systems) su cui sono state montate apposite fotocamere. I risultati ottenuti dimostrano che attraverso tali tecniche è possibile raggiungere precisioni complessive dell’ordine di 2-3 cm, ritenute più che accettabili per le finalità di rilievi di questo tipo. Saranno infine presentate alcune applicazioni di carattere innovativo che sfruttano la fotogrammetria digitale classica, in affiancamento a discipline appartenenti alla sfera dell’Ingegneria Civile come le prove di laboratorio su elementi prefabbricati in C.A.