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Relazione Penne a4 web .pdf



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TUTELIAMO IL PASSATO
DOCUMENTIAMO IL PRESENTE

NUOVE TECNOLOGIE PER IL RILIEVO 3D

I ruderi e le chiese abbandonate della città di Penne
Rilievo tridimensionale con tecnica structure from motion delle chiese di
S. Maria delle Grazie
S. Pietro
Madonna della Pietà
Santa Maria in Colle Romano
Per visualizzare i modelli è possibile collegarsi al link:
https://sketchfab.com/riserva3d

“Rilièvo: Nel disegno architettonico, complesso delle operazioni con cui si determinano
gli elementi necessarî per la rappresentazione grafica di un complesso architettonico
o urbanistico, o di una singola parte, e la rappresentazione grafica stessa.”
Def. 3b. Vocabolario Treccani

Il rilievo 3D: dal Laser Scanner all’ utilizzo di tecniche Structure from Motion
Con il rilievo 3d è possibile ottenere,
con la massima accuratezza, un
modello digitale tridimensionale
misurabile di un qualsiasi elemento. Lo
strumento maggiormente utilizzato in
tempi recenti è stato il laser scanner,
il quale, tramite impulsi laser, registra
le coordinate spaziali dell’ oggetto da
rilevare, restituendoci un insieme di
punti sparsi nello spazio in modo più
o meno regolare che comunemente
viene chiamato nuvola di punti.
Tali dati, essendo di tipo discreto,
risultano difficilmente interpretabili,
rendendo necessario un lavoro
di post produzione per elaborarli
correttamente. Tale trattamento
mira ad ottenere un modello utile
per l’ estrazione di informazioni di
interesse, quali possono essere quelle
relative ad un modello solido con
caratterizzazione del colore, oppure
un ortofoto di precisione. L’ elevato
costo di questa tecnologia, inoltre, ne
ha limitato notevolmente la diffusione.
Oggi, tuttavia, Grazie all’ evoluzione
delle tecniche image based, che
sfruttano la luce per acquisire immagini
da elaborare, e agli algoritmi structure
from motion, è possibile giungere a

risultati paragonabili a quelli ottenuti
con il laser scanner, con il semplice
ausilio di una macchina fotografica, di
un pc ed un software.
Attraverso un set fotografico dell’
oggetto da rilevare le applicazioni
basate su tali algoritmi sono in grado
di ricostruirne la forma attraverso
la collimazione automatica dei
punti. Il prodotto finale della fase di
elaborazione è costituito da un modello
3d con superficie mesh completo di
texture ad alta definizione. Inoltre,
La possibilità di utilizzare un drone
per l’ acquisizione fotografica, ne
rende agevole l’ utilizzo anche in zone
difficilmente raggiungibili.
La SfM è una tecnica di elaborazione
di immagini che permette di ricostruire
in modo automatico str utture
tridimensionali partendo da una
sequenza di immagini bidimensionali,
poste in relazione tra loro mediante un
analisi dei punti comuni che serviranno
per creare corrispondenze tra le
immagini e collegarle tra loro (Image
Matching); tale tecnica, studiata nel
campo della computer vision, affonda
le sue radici nello studio della visione
biologica secondo cui gli esseri viventi,

partendo dalle immagini bimensionali
acquisite dalla retina, riescono a
ricostruire strutture tridimensionali
mediante un movimento dell’ oggetto
o scena.
Per poter giungere al modello finale
è necessario seguire diverse fasi
di calcolo, ognuna delle quali è
propedeutica alla successiva. Il primo
step è caratterizzato dall’ allineamento
fotografico (Camera Alignment), che
cerca i punti in comune sulle fotografie
e li abbina, cosi come ricostruisce la
posizione di scatto per ogni immagine e
calcola i parametri di calibrazione della
macchina fotografica. Il risultato dell’
allineamento fotografico è la nuvola di
punti rada (Sparse Point Clound). Lo
step successivo, basato sulle posizioni
stimate della camera nelle diverse
prese, è dato dal calcolo della nuvola
di punti densa (Dense Point Cloud).
Si passa poi alla costruzione della
mesh poligonale 3d che rappresenta
la superficie dell’ oggetto basata
sulla nuvola di punti densa. Una volta
ricostruita la geometria 3d, questa può
essere infine texturizzata, ottenendo
così un modello completo di tutte le
informazioni necessarie.

Caso di studio

I ruderi e le chiese abbandonate della città di Penne
La città di Penne, a testimonianza
del ruolo di grande importanza che
in passato ha rivestito in campo
economico, politico ed ecclesiastico,
presenta disseminata sul suo territorio
una grande quantità di edifici di
rilevanza storico-architettonica di cui
alcuni versano in uno stato di completo
abbandono. Gran parte di questi ultimi
è costituita da chiese rurali, ma è da
rilevare anche il caso dell’ importante
complesso monastico di S. Maria in
Colleromano.
In particolare le chiese campestri
oggetto del nostro lavoro, anche
a causa del loro sito decentrato,
versano in uno stato di grave degrado.
Fortemente lesionate, interessate da
crolli e tutte prive di copertura, queste
rappresentano sia un pericolo per
la comunità a causa della loro labile

staticità, sia una denuncia dello scarso
interesse della cittadinanza e delle
Amministrazioni alla salvaguardia del
proprio patrimonio artistico e culturale.
Per questi edifici infatti sarebbero
opportuni la messa in sicurezza ed
il restauro per tutelare al meglio il
paesaggio agrario caratterizzato fino
a qualche decennio fa da queste
piccole chiese sparse nelle varie
contrade, testimonianza della forte
fede contadina. E’ inoltre da segnalare
il caso della Chiesa con l’annesso
convento di S. Maria in Colleromano.
Si tratta di un complesso di notevole
pregio architettonico (realizzato a
partire dal 1197 e successivamente
rimaneggiato) che da anni è dismesso.
In particolare la Chiesa, che ha
riportato diversi danni in seguito
al sisma del 2009, necessita di un

urgente intervento di consolidamento
in quanto l’incuria e la trascuratezza
protratte negli anni non possono far
altro che esacerbare situazioni già
sofferenti e che potrebbero portare
al completo abbandono di una
testimonianza fondamentale per la
cultura pennese.
Tramite questo studio vorremmo
c o n t r i bu i r e a t u t e l a r e q u e s t o
patrimonio oggi dimenticato a se
stesso, documentandone lo stato di
fatto, e divulgando tramite i mezzi
digitali il frutto della nostra ricerca. I
modelli 3d realizzati saranno disponibili
per essere visualizzabili e navigabili
online, in modo che ognuno possa
prendere coscienza dello stato in cui
versano tali manufatti e luoghi.

La Chiesa di “Madonna della Pietà” - Link al modello 3d: https://skfb.ly/IIWV
La chiesa della Madonna della Pietà a
Penne è purtroppo uno dei tanti esempi
di chiese della periferia che versano in
uno stato di completo abbandono. Essa
è ubicata in contrada Madonna della
Pietà, sotto la strada che porta verso
Chieti e sopra il nuovo centro sportivo
di Penne.
Questa chiesa è stata abbandonata
una prima volta, poi restaurata in stile
barocco e ora abbandonata di nuovo.
Attualmente è priva del tetto e lesionata
in vari punti. L’interno spoglio di ogni
arredo è ora esposto alle intemperie e
gli stucchi si stanno deteriorando.
La struttura ha una pianta a navata
unica con nicchie laterali probabilmente
sormontata da una volta a botte ormai
totalmente crollata. L’area presbiterale
è coperta da cupola su pennacchi
protetta da una copertura parzialmente
crollata in coppi e tegole. La facciata
ha un andamento capanna e presenta
i segni delle travi di copertura di un
preesistente portico antistante ad essa
del quale è testimonianza l’unico pilone
a sinistra.

Galleria fotografica realizzata da Giuseppe Orsini nel settembre 2009. Visualizza galleria completa

Workflow
FASE 1: Ripresa fotografica - Numero prese: 233
La prima fase del rilievo consiste nell’ effettuare una ripresa fotografica dell’ oggetto, avendo cura di scattare fotografie
in quantità tale che ogni punto da riprendere venga inquadrato in almeno due prese, ricordando la regola generale che
avere più foto è sempre meglio di non averne abbastanza. Necessario il settaggio della macchina alla massima risoluzione
possibile. Per una migliore riuscita è raccomandabile effettuare la ripresa con un clima nuvoloso, in modo da avere una
luce diffusa sull’ oggetto, evitando le ombre nette. Per la ripresa di ampie zone o grandi manufatti, è indispensabile l’
utilizzo di un drone con macchina digitale comandabile e settabile.

Modello di drone utilizzato:
Dji Phantom 3 Pro

Alcune caratteristiche tecniche:
Peso: 1280g
Vel. max: 16m/s
Temperatura di operatività: 0°C - 40°C
Camera:
Sensore: Sony EXMOR 1/2.3” Effective pixels: 12.4 M (total pixels: 12.76 M)
Lente: FOV 94° 20 mm (35 mm format equivalent) f/2.8, focus at ∞
Range ISO: 100-3200 (video) 100-1600 (photo)
Velocità dell’ otturatore: 8s -1/8000s
Max risoluzione immagine: 4000 x 3000

Dettagli Fotografie
Formato: jpg
Dimensioni: 4000px x 2250px
Profondità in bit: 24
Rappresentazione colore: sRGB
GPS: si

Alcune immagini utilizzate per il rilievo 3d della chiesa di “Madonna della Pietà

FASE 2: Photo Alignment e Sparse Cloud
Una volta caricate le foto nel software, queste devono essere allineate. Il software calcola la posizione e l’ orientamento
di ciascuna camera e costruisce un modello Sparse Cloud (nuvola di punti rada).

FASE 3: Dense Cloud
Sulla base delle posizioni stimate delle camere, il software calcola informazioni approfondite da ciascuna camera e le
combina in una Dense Point Cloud (nuvola di punti densa)

FASE 4: Costruzione della Mesh Facce:419680 Vertici: 212795
Il software ricostruisce una mesh poligonale 3d, basata sulla nuvola di punti densa, che ricostruisce la superficie dell’
oggetto

FASE 5: Generazione Texture
Ricostruita la geometria (mesh), questa può essere texturizzata, in modo da aggiungere al modello le informazioni
riguardanti il colore.

Ortofoto

Vista ortografica superiore

Prospetto nord

Prospetto ovest

Viste Assonometriche

Vista nord_ovest

Vista sud_ovest

Vista nord_est

La Chiesa di “Madonna delle Grazie” - Link al modello 3d: https://skfb.ly/ILUK
La chiesa della Madonna delle Grazie sorge ai piedi del Colle Cappuccino, a poca distanza dal centro urbano di Penne. Chiusa al
culto da diversi decenni, è stata abbandonata a sé stessa tra gli anni ‘70 e ‘80 del secolo scorso. Ciò che rimane dell’edificio religioso
è ormai da considerarsi un rudere: il tetto è completamente crollato, alberi ed arbusti sono cresciuti all’interno dell’unica navata,
gli stucchi settecenteschi e le pitture murali,
che rappresentano l’apparato decorativo,
appaiono deteriorati dagli agenti atmosferici.
La chiesa, oltre ad essere citata da Antonio
Ludovico Antinori nella sua Corografia e
negli Annali tra le altre chiese dislocate fuori
dall’abitato, risulta anche menzionata negli
atti notarili del XVII e XVIII sec.. Dagli atti dello
Stato Civile si apprende che la chiesa, tra la
fine del XVIII e l’inizio del XIX sec., fungeva
anche come luogo di sepoltura. Dedicata
alla Madonna delle Grazie ne custodiva
la statua, una conocchia settecentesca di
buona fattura, che era venerata dai fedeli
ed usata per la processione del 2 luglio,
giorno appunto di questa particolare festività
mariana, che si è svolta fino ai primi anni ‘60
del secolo scorso. Da quando la chiesa è
stata chiusa al culto la statua della Vergine
è custodita presso la chiesa di Santa
Croce. Inoltre la Chiesa appare fortemente
rimaneggiata nell’architettura della facciata
principale (prospetto est) , come testimonia
la foto d’epoca datata i primi del Novecento
e di seguito riportata. Attualmente infatti
risultano murati i due archi che insistono sul
corpo realizzato in sopraelevazione mentre
dev’essere di più recente costruzione il
campanile a vela con bifora adiacente al
corpo principale.

Galleria fotografica realizzata da Lorenzo Di Nicola nel dicembre 2011. Visualizza galleria completa

FASE 1: Ripresa fotografica - Numero prese: 365

FASE 2: Photo Alignment e Sparse Cloud

FASE 3: Dense Cloud

FASE 4: Costruzione della Mesh Facce: 1615674 Vertici: 811881

FASE 5: Generazione Texture

Ortofoto

Vista ortografica superiore

Prospetto est

Prospetto sud

Prospetto nord

Viste assonometriche

Vista sud_est

Vista nord_ovest

La Chiesa di “San Pietro” - Link al modello 3d: https://skfb.ly/ILTu
La chiesa di San Pietro a Penne è
purtroppo uno dei tanti esempi di
chiese di campagna che versano in uno
stato di completo abbandono. Essa è
ubicata in contrada San Pietro vicino a
contrada Pluviano, tra Portacaldaia e il
Lago di Penne.
Questa chiesa era in stile barocco, ma
molto sobrio, forse come si addiceva
ad una chiesa o cappella di campagna.
Ora è abbandonata con il tetto crollato
e lesionata in vari punti. L’interno
è spoglio di ogni arredo, non sono
presenti stucchi ne dipinti, persino
dell’altare non si intravede che una
traccia. All’interno vi sono cresciute
diverse specie vegetali, persino alberi.
Le foto di seguito riportate sono
pubblicate sul sito di Italia Nostra Sezione Penne - a testimonianza dello
stato in cui il versava il sito nel dicembre
2011. Come si può osservare dalle
immagini del nostro rilievo effettuato
ad ottobre 2015, la situazione di
degrado è peggiorata molto, avendo la
vegetazione ormai preso il sopravvento
sull’architettura che risulta sempre più
pericolante e pericolosa.

Galleria fotografica realizzata da Lorenzo Di Nicola nel dicembre 2011. Visualizza galleria completa

FASE 1: Ripresa fotografica - Numero prese: 243

FASE 2: Photo Alignment e Sparse Cloud

FASE 3: Dense Cloud

FASE 4: Costruzione della Mesh Facce:164330 Vertici: 83688

FASE 5: Generazione Texture

Ortofoto

Vista ortografica superiore

Prospetto ovest

Prospetto nord

Vista assonometrica

Vista nord_ovest

Complesso di “Santa Maria” in Colle Romano-Link al modello 3d: https://skfb.ly/INwU
La chiesa ed il convento di S. Maria
si trovano a pochi chilometri dal
centro abitato di Penne in una località
denominata Colleromano. Le origini
del complesso sono medievali e
le sue strutture, sebbene abbiano
subito innumerevoli modiche nel
corso del tempo, conservano alcune
tracce dell’antico passato. La chiesa
è edificata tra la fine del Duecento e
l’inizio del Trecento dai Benedettini
dell’ordine cistercense con un semplice
impianto basilicale senza transetto,
coro tripartito ed archi ogivali impostati
su pilastri in laterizio alternativamente
circolari, quadrati ed ottagoni. Nel
1505 la chiesa e il convento sono
ceduti ai Francescani di Penne
che, abbandonato l’insediamento
ormai decadente di S. Cristoforo,
avviano subito i lavori di restauro e di
abbellimento del complesso. A questo
primo intervento risale la sostituzione
della copertura a tetto delle navate e
del presbiterio con un sistema di volte
a crociera (quelle attuali sono frutto
del restauro realizzato tra il 1953 e il
1966); nel 1547 sono commissionati i
nuovi stalli del coro, mentre, tra la fine
del XVI e l’inizio del secolo successivo,
il maestro Altobelli Berardino realizza
l’altare maggiore con una maestosa
mostra in legno intagliata che
incornicia delle tele e le sculture lignee
raffiguranti la Vergine, S. Francesco e
S. Bernardino. Nella seconda metà del
Seicento è avviata una nuova fase di
lavori con la quale si incide in maniera
più determinante sulla conformazione
strutturale originaria, nell’intento di
riqualificare la spazialità interna della
chiesa secondo le mutate esigenze
liturgiche e di gusto. Lungo le pareti
delle navate laterali sono così ricavate
delle piccole nicchie con i relativi
altari, la cui ricca ornamentazione
a stucco è realizzata dal maestro
lombardo Giovan Battista Gianni e
dai suoi allievi Girolamo Rizza e Carlo
Piazzola (Battistella 1989); sebbene
dalle fonti sappiamo che la nuova

consacrazione della chiesa avviene
nel 1672, è probabile che i lavori si
siano protratti fino agli inizi del XVIII
secolo. Diversamente, le decorazioni
ad affresco recuperate all’interno
delle cappelle- nicchia in veste di pala
d’altare sono opere perlopiù risalenti al
XVI secolo, come il dipinto raffigurante
la Deposizione di Cristo del primo
altare a sinistra o il S. Antonio di
Padova (1544) del quarto; al XV secolo
è databile l’affresco posto sul primo
intercolumnio della navatella sinistra
raffigurante le Laudi della Vergine.
La stagione di lavori si conclude
nel 1792 con l’ultima importante
commissione, affidata all’architetto
Giovanni Antonio Fontana, riguardante
l’ammodernamento della facciata. In
occasione del restauro condotto dal
Genio Civile nel 1960-61, nell’intento
di “recuperare” l’aspetto medioevale
della chiesa, la facciata del Fontana
è stata demolita e sostituita da una
semplice e purtroppo anonima cortina
di mattoni. L’architetto era invece
riuscito a rinnovare il fronte della chiesa

salvaguardando allo stesso tempo le
forme medievali del portale maggiore
trecentesco, in una “equilibrata
fusione fra elementi tradizionali e
forme classiche” (Bartolini Salimbeni,
1993). Egli aveva inserito il portale
all’interno di una doppia partitura di
lesene che, insieme all’architrave e
al timpano, disegnavano il profilo di
un tempio; una nicchia posta tra il
portale e il timpano ospitava la statua
raffigurante la Madonna con in grembo
il modellino della chiesa, mentre la
luce filtrava all’interno tramite quattro
finestre. Durante lo stesso discusso
restauro, che si era reso necessario
a seguito degli ingenti danni provocati
dalla seconda guerra mondiale, sono
state rifatte le coperture, impostandole
ad un’altezza maggiore di quella
originaria, sono state aggiunti due archi
rampanti ed è stato infine arretrato il
fronte del convento che occultava in
parte la facciata della chiesa.
Testo tratto da
http://www.regione.abruzzo.it/xcultura

FASE 1: Ripresa fotografica - Numero prese: 370

FASE 2: Photo Alignment e Sparse Cloud

FASE 3: Dense Cloud

FASE 4: Costruzione della Mesh Facce: 1483023 Vertici: 745240

FASE 5: Generazione Texture

Ortofoto

Vista ortografica superiore

Prospetto sud_est

Viste assonomeriche

Vista est

Vista nord

Questa relazione presenta il lavoro svolto durante il tirocinio dell’ arch. Milena d’ Urbano e dell’ arch. Pierpaolo
Iervese presso la Riserva Naturale del Lago di Penne. Grazie all’ interessamento del direttore della riserva
Fernando Di Fabrizio è stato possibile effettuare dei rilievi 3d di alcune chiese dismesse ricadenti all’ interno
del territorio di Penne che versano in condizioni fatiscenti, al fine di documentarne lo stato di fatto e aprire un
dibattito sulla loro conservazione. Le chiese prese in esame, inglobate nella vegetazione, presentano zone
inaccessibili tali da renderne difficoltoso il rilievamento con i metodi tradizionali, così da porsi come un ottimo
banco di prova per l’ utilizzo della tecnologia structure from motion abbinata all’ uso di drone. Tramite le riprese
fotografiche è stato possibile ricostruire la geometria e le texture delle chiese, in modo da ottenere dei modelli
3d navigabili online.
Si ringraziano, per la gentile collaborazione e per l’ opportunità concessa:
Fernando Di Fabrizio, presidente di COGECSTRE e direttore della Riserva Naturale Regionale del Lago di Penne
Antonio Di Vincenzo, Presidente di Italia Nostra onlus Sezione di Penne
L’ Istituto Mecenate
La Soc. Coop. Gallero
La Soc. Coop. Samara


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