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Il testo e le immagini sono una sintesi del contributo:

M. Di Lieto, Attività di rilievo aerofotogrammetrico di alto dettaglio dell’altura di Monte Savignano eseguita mediante drone teleguidato, in A. V. Vitale, (a cura di) Archeologia dell’Alta Murgia. L’insediamento indigeno di Monte Savignano, Bari 2016, pp. 97-111.

L’altura di Monte Savignano è stata sede di un grande insediamento di età protostorica scoperto negli ultimi anni ed oggetto di ricerche da parte della Soprintendenza Archeologia della Puglia. In un più vasto progetto di ricerca, la Di Lieto & C. s.r.l. ha avuto l’incarico dal Parco Nazionale dell’Alta Murgia di realizzare una documentazione di alto dettaglio della morfologia dell’altura con lo scopo di agevolare la comprensione della strutturazione dell’insediamento, visto che il centro antico utilizzava l’altura a scopi difensivi e di controllo territoriale ed era organizzato sfruttando la sommità ed i pendii del rilievo, caratterizzato da ampi affioramenti rocciosi.

Inoltre, il riconoscimento di tracce di strutture antiche avvenuto negli anni scorsi da parte dello scopritore Dott. Gianni Pofi e della ricercatrice Dott.ssa Valeria Vitale, tramite analisi delle fotografie aeree prima ed indagini di superficie e rilievi GPS poi, aveva evidenziato una più ampia presenza sulla superficie dell’altura di allineamenti lapidei riconducibili ad interventi di origine antropica. Se tali tracce risultano difficilmente riconoscibili mediante una visione da terra, allo stesso tempo il livello di dettaglio, disponibile sulle foto aeree o sulle immagini satellitari, spesso non è sufficiente per una foto-interpretazione particolareggiata. Era necessario pertanto cercare di realizzare forme di rappresentazione della superficie dell’altura con un più elevato livello di dettaglio.

Alla luce di tutto ciò si è deciso di realizzare per il sito di Monte Savignano un rilievo topografico di alta precisione ed una documentazione tridimensionale di alto dettaglio dell’intera area dell’altura, avvalendosi di tecniche di rilevamento territoriale di ultima generazione. La campagna di rilievo ha costituito di fatto anche una sperimentazione per la valutazione della validità dell’utilizzo su scale di ordine topografico di tali nuove tecniche di rappresentazione con finalità connesse alla ricerca archeologica.

Le attività sono state volte a realizzare per l’altura i seguenti abiettivi: la creazione di un modello digitale del terreno (DTM) georiferito molto dettagliato, quale fedele rappresentazione della complessa morfologia dell’area, da utilizzare come base per individuare tracce di microrilievo riconducibili ad attività antropica; la conseguente produzione ad hoc di un modello digitale di elevazione (DEM), utilizzabile come dato di base in ogni tipo di sistema informativo territoriale (GIS); la generazione di curve di livello di alta densità, quale rappresentazione grafica convenzionale della altimetria areale; la creazione di ortofoto di alto dettaglio, da utilizzare come strumento di foto-interpretazione per ricostruire allineamenti lapidei o altre tracce superficiali di origine antropica.

Ai fini della delimitazione dell’area di indagine, Si è delimitata un’area di interesse con l’estensione di 1500 x 1050 m.

La campagna di rilevamento è stata articolata e composta dalle seguenti attività: la realizzazione di una base topografica di appoggio alle riprese aeree, l’esecuzione di riprese fotografiche aeree zenitali a bassa quota mediante drone teleguidato, il completamento di elaborazioni fotogrammetriche con tecniche 3D e la restituzione grafica degli elaborati di rilievo.

Per effettuare il rilievo fotogrammetrico ad altissimo dettaglio dell’area compresa nello schema di rilievo progettato, sono state realizzate numerose sessioni di ripresa fotografica aerea mediante sistema su drone teleguidato.

L’elaborazione delle foto e delle misure dei punti di controllo a terra, ha consentito di creare un modello digitale di alta precisione della superficie visibile del terreno (DTM), definito tramite una densa nuvola di punti (Dense Cloud) prima e meshes triangolari dopo.

Tale modello è caratterizzato da precisioni molto spinte e da un valore di risoluzione a terra molto elevato. Il modello digitale è stato poi drappeggiato di textures ad alta risoluzione, ricavate dalle foto aeree ed esportato per ogni quadrante in formato .OBJ con textures in formato .JPG

Dai modelli 3D è stato possibile generare anche i Modelli Digitali di Elevazione (DEM) in formato raster GeoTIFF. Dai DEM sono state generate, mediante software GIS, le curve di livello con passo 30 cm circa (1 piede), che sono state esportate in formato Cad .DXF comprensivo di valore Z sulle curve.

Le ortofoto e le curve di livello sono state importate in ambiente CAD in un file georiferito, nel sistema di coordinate UTM WGS84, e sovrapposto alla Carta Tecnica Regionale vettoriale in scala 1:5.000 ed alle ortofoto della Regione Puglia. Nello stesso file CAD sono stati inseriti come layer a parte, come termine di confronto e guida nella valutazione dei nuovi dati, anche i rilievi GPS eseguiti sul sito negli anni scorsi dalla Dott.ssa Valeria Vitale, che avevano già evidenziato molte presenze archeologiche dell’area.

Per dare una esemplificazione del contributo fornito dai nuovi elaborati prodotti, in termini di acquisizione di nuovi dati utili alla ricerca archeologica sul sito di Monte Savignano, basta osservare la sovrapposizione tra uno stralcio delle nuove ortofoto ad alto dettaglio e le tracce che erano state frutto del precedente lavoro di individuazione tramite rilievo GPS. Le nuove ortofoto consentono di passare da una rappresentazione molto schematica ad una raffigurazione in cui sono ben riconoscibili non solo gli andamenti delle tracce, ma anche i singoli elementi lapidei di cui esse sono costituiti.

Se poi poniamo a confronto lo stesso stralcio di ortofoto con le migliori immagini satellitari attualmente disponibili possiamo vedere come già in una scala più ampia l’ortofoto consente una visione più nitida e maggiormente dettagliata delle tracce di superficie. Ciò diviene molto più evidente effettuando il confronto tra le stesse immagini ad una scala più ravvicinata. In tal caso l’immagine satellitare risulta completamente sgranata e di difficile lettura, mentre l’ortofoto continua a mostrare un buon livello di dettaglio ed a consentire la lettura degli elementi lapidei. Tale maggiore dettaglio, come risulta evidente, consentirà una lettura molto più precisa delle tracce di superficie e faciliterà notevolmente la loro possibile interpretazione.

Se ragioniamo infine sul potenziale scientifico e divulgativo fornito dagli elaborati prodotti, essi potranno essere utilizzati, oltre che, come abbiamo visto, per individuare ed analizzare le tracce di superficie riconducibili all’insediamento antico, anche come dati di base per la creazione di un sistema informativo territoriale (GIS), che potrebbe comprendere l’altura, le sue pendici e tutti gli elementi archeologici ad esse associabili. In tale sistema GIS si potrebbero far confluire tutti i dati derivanti da eventuali future attività di scavo, di survey infrasite o da altre tecniche di indagine archeologica utilizzabili, oltre che eventuali livelli interpretativi o legati a tematiche specifiche.

La disponibilità del dettagliato modello digitale 3D e del DEM, rende possibile inoltre la eventuale futura realizzazione di ricostruzioni virtuali digitali che partendo dall’altura illustrino nella diacronia la strutturazione e lo sviluppo dell’insediamento antico. Tali ricostruzioni potranno essere utilizzabili sia per una fruizione interattiva tramite schermi touch-screen, sia per la realizzazione di eventuali video divulgativi.

Ancora il modello digitale ed il DEM rendono possibile la creazione di plastici ricostruttivi, sia realizzabili con tecniche tradizionali, che eventualmente ricavabili mediante le nuove tecniche di stampa 3D.

Infine gli stessi dati potranno essere utilizzati per studi ed analisi di tematica non specificatamente storico-archeologica, come ad esempio studi di dettaglio del sistema di deflusso delle acque dell’altura o analisi legate alla morfologia ed alla natura dei terreni, al fine della valutazione delle dinamiche di erosione o di prevenzione di movimenti franosi, ecc.

La campagna di rilievo realizzata, dunque, ha prodotto dati spendibili nella ricerca presente e validi per quelle future, nella speranza che una conoscenza sempre più approfondita del sito di Monte Savignano possa favorirne la tutela e la valorizzazione come patrimonio comune.

Testo tratto da: Rilievo fotogrammetrico da drone in ambito archeologico e per i Beni Culturali. I casi studio della colonna del tempio A del santuario di Hera Lacinia a Capo Colonna (KR) e del castello Bizantino del borgo di Simeri, Simeri Crichi (CZ). A cura di Marco di Lieto e Dario Della Mora, intervento per il 61^o Convegno Nazionale SIFET

Il presente intervento porta una testimonianza sull’utilizzo della fotogrammetria da drone dal punto di vista della documentazione archeologica. Il mondo archeologico è stato da sempre sensibile alle possibilità offerte dalle tecniche fotogrammetriche per effettuare la documentazione degli scavi archeologici. Le tecniche fotogrammetriche, spesso utilizzate mediante aste attrezzate o altri sistemi di supporto, hanno garantito rapidità di esecuzione sul campo, alto livello di dettaglio e di precisione e spesso costi contenuti. Allo stesso tempo la possibilità di effettuare riprese fotografiche da posizione elevata è stata tradizionalmente una risorsa preziosa nell’ambito della ricerca archeologica, che è stata sfruttata fin dai primissimi tempi successivi all’invenzione della moderna fotografia. Che fossero realizzate da mongolfiere, palloni frenati, aerei o elicotteri, le riprese aeree sono state diffusamente e in maniera specifica utilizzate in archeologia, per cogliere viste di insieme di complessi strutturali, per effettuare letture delle presenze archeologiche non altrimenti realizzabili o per altre necessità di carattere documentale.

Negli ultimi anni, l’avvento dei nuovi sistemi aeromobili a pilotaggio remoto, o più comunemente detti droni, ha compiuto una piccola rivoluzione che ha coinvolto fin dai primissimi passi anche il mondo archeologico. Non è il caso qui di soffermarsi sui vantaggi operativi consentiti da tali strumentazioni, che sono ormai ben noti. Limitandoci all’utilizzo archeologico, le varie e notevoli possibilità fornite attualmente dai droni possono essere ricondotte a due ambiti principali: l’utilizzo come strumento di documentazione e l’utilizzo come strumento diagnostico.

Per quanto riguarda l’utilizzo come strumento di documentazione, oggetto della presente sessione, la versatilità offerta dalle riprese aeree da drone trova una sponda di pari valore nell’eccezionale sviluppo realizzato negli ultimi anni nel campo delle riprese fotogrammetriche. L’avvento di software commerciali di rilievo image based basati sugli algoritmi di Structure for Motion, utilizzabili anche da non specialisti, consentono oggi di realizzare, anche in ambito archeologico, progetti fotogrammetrici a prese convergenti con precisioni e rappresentazioni tridimensionali un tempo impensabili. L’utilizzo combinato delle riprese da drone, tra l’altro eseguibili con procedure di volo automatico appositamente predisposte, e dei nuovi software fotogrammetrici ha rivoluzionato il mondo del rilievo per archeologia e beni culturali.

E’ possibile oggi realizzare rilievi 3D di alta precisione sia su scala topografica che su scala di dettaglio che sono attualmente il miglior sistema per la documentazione dello stato di fatto delle presenze in ambito archeologico e più in generale nell’ambito dei beni culturali.

Nell’ambito di tali lavori si è sperimentato il passaggio da tecniche di rilievo fotogrammetrico mediante coppie stereoscopiche a tecniche di rilievo fotogrammetrico a prese convergenti sempre integrate da punti di controllo a terra misurati, mediante stazione totale o GPS differenziale.

Venendo ai due siti scelti come casi di studio, il primo si riferisce al santuario di Hera Lacinia a Capo Colonna (KR), un grande complesso di edifici legati alle esigenze di culto che presenta testimonianze monumentali che vanno dall’VIII secolo a.C. all’epoca romana.

Qui sono stati eseguiti progressivamente, per conto della Soprintendenza Archeologia della Calabria, rilievi fotogrammetrici da drone, come documentazione integrativa della nuova campagna di scavi compiuta tra il 2013 ed il 2014 e nelle altre aree del santuario, come verifica della correttezza dei rilievi realizzati nei decenni passati, con tecniche di documentazione non strumentale. Sono state eseguite in particolare numerose riprese fotografiche e video del tempio A, che hanno documentato il procedere delle attività archeologiche nel 2013 e nel 2014.

Utilizzando circa 150 fotogrammi ad alta risoluzione dell’area della colonna, viste zenitali e oblique, realizzate per finalità differenti, nel corso di voli di momenti diversi del biennio indicato, è stato creato nel febbraio del 2016 un nuovo modello 3D ad alto dettaglio della parte conservata in elevato del monumento.

Le elaborazioni fotogrammetriche hanno consentito di ricavare una dense cloud (31-32) e una superficie definita da mesh (33-34). La mesh è stata vestita con una texture fotografica ricavata dalle riprese dal drone (35), costituendo una documentazione molto dettagliata dello stato di fatto della colonna e del suo basamento (36*). Il modello si presta per essere visualizzato anche in applicativi didattici e divulgativi (37*-38-39-40). Ulteriori elaborazioni hanno reso il modello idoneo anche alla stampa 3D (41), finalizzata a rappresentare nel dettaglio lo stato di conservazione del monumento (42). E’ stata realizzata la stampa 3D (43), con tecnica SLS a polvere, in poliammide, in scala 1:100 del monumento (44)  ed in scala 1:50 (45)della colonna con base e capitello (46-47-48). Il livello di dettaglio riesce a rendere con buona approssimazione lo stato di degrado dei rocchi in pietra della colonna ed è stato utilizzato con finalità didattiche e divulgative.

Attività di rilievo presso il Parco Archeologico di Scolacium – Roccelletta di Borgia (CZ). Sono state eseguite, mediante l’utilizzo di droni teleguidati (APR) , sessioni di rilievo aerofotogrammetrico di altissimo dettaglio sull’area del foro e dell’anfiteatro romano durante i mesi di Agosto 2016 e Gennaio 2017.

La finalità dell’attività nell’area dell’anfiteatro è stata quella di realizzare un’ampia documentazione fotografica aerea del complesso strutturale ed un rilievo 3D fotorealistico, in seguito agli ultimi interventi di scavo e restauro.

Nell’area del foro è stata effettuato un dettagliato rilievo 3D fotorealistico, al fine di verificare l’esattezza geometrica e la efficacia di rappresentazione del rilievo già esistente per la piazza, risolvere le eventuali problematiche individuate ed integrare la documentazione delle parti di nuova scoperta. Tale attività ha prodotto un nuovo elaborato aggiornato all’agosto 2016 che ha risolto tutti i problemi di precisione e di rappresentazione grafica.