GRANDI CISTERNE di Fermo

25 Febbraio 2018 Staff JM

Analisi e Documentazione Digitale
metodo sperimentale nell’applicazione del
Laser Scanner Terrestre

Oggetto del progetto di ricerca, che per l’approccio si configura come sperimentale perciò innovativo, è l’approfondimento della conoscenza e la valorizzazione di uno dei più importanti siti archeologici di epoca romana presenti nella città di Fermo, cioè: le piscine epuratorie dette anche “grandi cisterne”. Rispetto alla bibliografia scientifica esistente, l’elemento di originalità apportato dal presente studio consiste nella caratterizzazione della completa configurazione tridimensionale dell’opera in oggetto, cioè una sintesi geometrica e materica rigorosamente misurabile dell’insieme delle parti. In aggiunta a questo, l’uso di apposite procedure di georeferenziazione permette di focalizzare i rapporti spaziali con il contesto urbano circostante, determinando una più esatta verifica delle relazioni topologiche tra ipogeo (le “grandi cisterne” si sviluppano completamente in interrato) ed esterno.

Le peculiarità del complesso approccio metodologico proposto rivelano un’immagine sconosciuta delle piscine epuratorie; un’immagine che riesce a documentare in modo altamente dettagliato e preciso la caratterizzazione sia metrica sia materica dell’interezza spaziale dell’opera nel suo reale contesto urbano. Soprattutto, attraverso di esse è stato possibile costruire un rilievo digitalizzato composto da un dataset matematico totalmente informatizzato.

Metodologia

Il rilievo lidar terrestre è stato condotto mediante Laser Scanner a tempo di volo Scan Station Leica C10 (laser classe 3R, portata 300 metri). Lo strumento (emettitore-ricevitore) è stato collocato all’interno e all’esterno del contesto di indagine, in più posizioni di stazionamento, tante quante ne ha richieste la restituzione stereometrica dell’oggetto. L’emettitore ha prodotto un raggio laser secondo una maglia quadrata liberamente settabile (gli standard sono 2 x 2 cm, 5 x 5 cm, 10 x 10 cm ad una distanza di 100 metri), tale raggio ha intercettato qualsiasi oggetto incluso nel raggio di portata dello strumento (300 metri), incidendo in un punto di cui ne restituisce la coordinata polare.

Per l’unione delle singole scansioni (point cloud) si è operato direttamente in campagna attraverso metodologia topografica ad intersezione inversa, questa prevede l’utilizzo di specifici targhet che vengono di volta in volta alternati alla posizione dello strumento di misurazione e collimati per individuarne le coordinate in un sistema di riferimento locale (solitamente il primo punto di stazionamento). Ne è, perciò, derivata la memorizzazione di un insieme strutturato di punti di stazionamento (poligonale aperta), il quale in fase di scarico dei dati è stato direttamente acquisito dal software di processazione della nuvola di punti. Al fine di compensare eventuali errori imprevisti, sono stati disposti anche targhet di controllo esterni alla poligonale, i quali per via della metodologia di intersezione per due punti, garantiscono l’esatto e coordinato posizionamento e direzionamento di ogni stazione dello strumento. Si sottolinea che le procedure illustrate sono state rese possibili grazie alla presenza del compensatore bi-assiale dello strumento, il quale garantendone la perfetta verticalità elimina una variabile del sistema.

Il dato registrato consiste in un insieme di nuvole di punti (points clouds) in cui ogni elemento “punto” è caratterizzato da tre distinti attributi: coordinata (x,y,z) riferita al sistema locale; riflettività (quantità di energia emessa dal punto battuto in relazione all’energia emessa dal laser); scala colorimetrica RGB. Per quest’ultimo aspetto si è scelto di ingegnerizzare una fotocamera digitale full-frame su testa panoramica automatizzata, la quale è stata poi montata e centrata nella esatta posizione di ogni stazionamento del laser scanner. In tal modo, ad ogni nuvola di punti (point cloud) è stato possibile associare una immagine equirettangolare ad altissima risoluzione. Per scelta, solamente nella zona in ipogeo si è caratterizzato l’elemento “punto” anche con il dato colore.

Il metodo utilizzato per la georeferenziazione delle scansioni (points clouds) è di chiara semplicità ed efficacia, in quanto l’attribuzione delle coordinate assolute ai singoli punti di stazionamento o punti notevoli (target) è avvenuta per mezzo della intersezione tra il sistema geometrico di rilievo laser scanner e una maglia topografica locale appositamente predisposta. Quest’ultima è stata determinata a partire da tre punti di rilievo con GPS doppia frequenza in acquisizione semi-statica (lettura di 30 minuti poi rielaborata) e successivamente estesa, nei punti con mancanza di copertura o in interrato, attraverso una poligonale (compensata) eseguita con stazione totale. Nella elaborazione all’interno del software di processazione, le singole coordinate assolute (file .txt) dei vertici di stazionamento o dei punti notevoli sono state sovrapposte (mediante riconoscimento dell’ID del punto) alla poligonale aperta costituita dall’unione delle nuvole di punti (points clouds); il sistema di coordinate scelto utilizza l’ellissoide WGS 1984 e il sistema di proiezione Global, UTM, 33N. Il duplice sistema di controllo, poligonale HDS e poligonale topografica, ha permesso di restituire l’esatto rapporto tra elementi sotterranei ed elementi superficiali con una elevatissima precisione del dato.

Definito, composto, e ottimizzato l’intero rilievo si sono approntate tutta una serie di elaborazioni di tipo grafico e visivo finalizzate a rendere maggiormente leggibili i dati acquisiti; di queste quelle più significative sono le seguenti:

elaborati geometrico vettoriali restitutivi del dato metrico;
creazioni di un modello complessivo con superfici tridimensionali triangolate texturizzate (mesh), le quali permettono la virtualizzazione dell’oggetto in scala reale;
creazione di virtual tour con immagini sferiche statiche.

Nel suo insieme, il metodo definito e utilizzato ha garantito rigore e scientificità alla ricerca, permettendo di mettere in luce dati, caratteristiche e corrispondenze fino ad ora non documentate o perlomeno minimamente documentate.

Obiettivi

I dati ottenuti costituiscono un completo e verosimile insieme di informazioni documentali, significativo non solo per il valore scientifico intrinseco ma anche a motivo della loro diretta utilizzabilità in un insieme di percorsi complementari di valorizzazione. Ne possiamo elencare alcuni.

Pubblicazione sul web, dove, grazie a piattaforme informatiche, si renderanno navigabili e perciò virtualmente esplorabili sia l’interno sia l’esterno del manufatto oggetto di studio. Questo approccio, integrato da altri dati multimediali come foto sferiche, testi e audio, consentirà una completa visita museale corredata di descrizioni storico-critiche. Si tratta di un modo completamente nuovo di fruire la cultura che, pur se in prima istanza potrebbe apparire come riduttivo del contatto fisico sensoriale con l’oggetto d’arte, allo stesso tempo si qualifica per delle evidenti potenzialità: illustrare la cultura e l’arte attraverso linguaggi adeguati al modo di comunicare e di fruire gli spazi della contemporaneità; costituire il primo e fondamentale strumento necessario a intercettare reali flussi turistici da cogliere e dirigere verso le bellezze nascoste del territorio Fermano.
Il prodotto della ricerca (immagini ed elaborazioni grafiche), data la rigorosa scientificità nella restituzione del dato metrico e materico, possiede le qualità necessarie a renderlo un’utile documento da integrare alla pubblicazione di testi cartacei di più alto profilo che, colloquiando sia con la comunità scientifica sia con semplici studiosi della cultura e della storia locale, potrebbe fornire lo stimolo necessario a un rinnovato interesse e a una sempre più approfondita conoscenza delle eccellenze storico artistiche locali.
Sempre per le ragioni appena esposte, l’insieme dei dati ottenuti dalla campagna di studio costituisce il presupposto necessario a qualsiasi futuro intervento di recupero e consolidamento.

Infine, il dataset geometrico matematico prodotto, oltre a rappresentare una completa e pressoché esauriente visione delle peculiarità caratterizzanti il sito d’indagine, costituirà futura base attraverso cui sviluppare una più ampia comprensione dell’intero sistema di convogliamento e raccolta delle acque sotterrane della Fermo romana.

Implicazioni e sviluppi

Date le specificità del metodo e le pratiche tecniche poste in opera, per chiudere la nostra trattazione ci appare di fondamentale importanza chiarirne i potenziali sviluppi d’efficacia nei campi della conoscenza, della valorizzazione, della fruizione, della visibilità per ogni reale contesto antropologico di particolare significatività esperienziale e culturale. Se ne danno rapide pennellate come traccia per una riflessione e discussione più ampie.

La metodologia Laser Scanner si integra intimamente con i rapidi sviluppi della cifra comunicativa propria della contemporaneità, cioè quella che vede nel web e nei social network delle affascinanti potenzialità di espansione dei rapporti di conoscenza ed interazione tipicamente e storicamente associati alla “piazza reale”.
Seppur la concreta esperienza sensoriale dell’ambiente e dello spazio sia di imprescindibile autenticità ed insostituibilità, la possibilità di determinare una realtà aumentata a partire dal rilievo Laser Scanner può garantire, se sostenuta ed integrata da ulteriori dati scientifici, una ricostruzione diacronica regressiva della vita dell’oggetto studiato.
Il dato acquisito, cioè una definizione virtuale metrica e materica attendibilissima, rappresenta fonte inesauribile di considerazioni per tutti quegli specifici settori disciplinari che a vario titolo guardano al contesto indagato con gli occhi sapienti della ricerca del senso delle nostre tracce passate di uomini.
Il database di informazioni contenute nel dato Laser Scanner offre un competo ed esaustivo presupposto a tutte le politiche e agli interventi finalizzati alla conservazione; la conoscenza è la prima forma di tutela.
Il controllo e l’ispezione operata in epoche successive attraverso la digitalizzazione metrica garantisce una inopinabile forma di verifica dello stato di mutamento, alterazione o trasformazione che riguarda, poiché in atto, o potrebbe riguardare la oggettiva realtà antropologica studiata.