The ‘Archaeological Map of Lilybaeum’

The ‘Archaeological Map of Lilybaeum’ is the result of the long-standing scientific cooperation in Marsala between Palermo and Hamburg Universities. This paper investigates the various methods of field research used to gather the necessary data for the archaeological map of ancient Lilybaeum. There will be a particular focus on the topographic survey and photogrammetric aerial survey by Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) conducted in the years 2017–2019. The aim of the work is to highlight the impact of the results on already existing research hypotheses and the ways in which the resulting map enhances our knowledge of the ancient city of Lilybaeum.

Applicazioni fotogrammetriche su superfici a semplice e doppia curvatura

Flow-bed interactions analysis and application of automatic close range digital photogrammetric survey in a laboratory flume

This paper reports on a laboratory study in which the automatic digital photogrammetric survey was applied to derive the high-resolution Digital Surface Model (DSM) of the bed topography, used for the flow-bed interactions analysis, in a large amplitude meandering laboratory flume. The analysis has been conducted with the aid of detailed data of three-dimensional flow field previously collected using the acoustic Doppler velocity profiler DOP2000. The applied surveying procedure has allowed the evaluation of the DSM with a resolution of ±0.5 mm. The detailed DSM has been compared with peculiar maps describing the flow velocity pattern (downstream and the crossstream flows) and the shear vel…

Monitoring Water Surface and Level of a Reservoir Using Different Remote Sensing Approaches and Comparison with Dam Displacements Evaluated via GNSS

Remote sensing allowed monitoring the reservoir water level by estimating its surface extension. Surface extension has been estimated using different approaches, employing both optical (Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM+ SLC-Off, Landsat 8 OLI-TIRS and ASTER images) and Synthetic Aperture Radar (SAR) images (Cosmo SkyMed and TerraSAR-X). Images were characterized by different acquisition modes, geometric and spectral resolutions, allowing the evaluation of alternative and/or complementary techniques. For each kind of image, two techniques have been tested: The first based on an unsupervised classification and suitable to automate the process, the second based on visual matching with contour lines…

Photogrammetric survey to measure the bed topography of a laboratory large amplitude meandering channel

Il progetto della rete di stazioni permanenti GNSS dell'Università di Palermo

Sperimentazione di procedure automatiche in fotogrammetria close-range per il rilievo di Beni Culturali

Lo sviluppo di procedure automatiche in fotogrammetria close-range rappresenta attualmente un interessante argomento di ricerca soprattutto per quanto riguarda la fase di orientamento delle immagini. L’automazione del processo è principalmente dovuta all’integrazione tra tecniche derivate dalla Computer Vision e tecniche fotogrammetriche che ha consentito di sviluppare software scientifici e commerciali che consentono di eseguire automaticamente il processo di orientamento. L’obiettivo dello studio svolto è quello di eseguire una prima verifica sulle potenzialità delle procedure automatiche disponibili nel software PhotoModeler Scanner 2011 della EOS Systems. Tali procedure utilizzano la st…

Cartografia archeologica di base del sito di Elaiussa Sebaste da immagini satellitari ad alta risoluzione geometrica

This paper sets out the research work carried out by the Unit of Palermo University within the FIRB 2003 National Programme, directed to the compilation of an archaeological base map of the Roman site at Elaiussa Sebaste. The employed methodology is based on the use of high resolution satellite imagery; particularly, a QuickBird image was used. A GPS survey was carried out in September 2008, aimed at determination of ground control points and spot heights used to georeference the image and to construct the DTM respectively. At last a digital orthophoto of the archaeological area was compiled from the acquired data.

Recupero degli archivi fotogrammetrici storici per lo studio e la conservazione dei Beni Architettonici

Un’esperienza di rilevamento architettonico con tecniche integrate

Lo studio esposto riguarda la sperimentazione sulle tecniche per il rilevamento e la rappresentazione di manufatti architettonici caratterizzati dalla presenza di una ricca decorazione scultorea. In particolare, è stata condotta una applicazione sulla parete di ingresso dell’Oratorio del SS. Rosario presso la chiesa di Santa Cita, nel centro storico di Palermo. Nel corso dello studio sono stati messi a confronto ed integrati i dati provenienti dal rilevamento diretto, topografico, fotogrammetrico, e da acquisizioni eseguite con laser a scansione. This paper is addressed to test suitable techniques for surveying and restitution of architectural surfaces decorated with free-form masses (i.e. …

Applicazione di tecniche fotogrammetriche per il progetto di restauro dell’Istituto Agrario “Castelnuovo” a Palermo

Il lavoro illustra le fasi di realizzazione del rilevamento architettonico dell’Istituto Agrario Castelnuovo di Palermo. Le operazioni di rilevamento sono state eseguite quale supporto al progetto di restauro. L’area di pertinenza dell’Istituto è costituita da vari edifici a diversa destinazione d’uso e da un esteso parco. Oggetto di questo studio è l’edificio principale del Ginnasio, realizzato dall’architetto Antonino Gentile nella prima metà del XIX secolo. Per il rilevamento sono state utilizzate tecniche di tipo topografico e fotogrammetrico digitale che hanno consentito di eseguire la restituzione tridimensionale ed i fotopiani relativi ai prospetti esterni. Entrambi gli elaborati son…

Rilievo e monitoraggio di architetture storiche: il caso studio di Villa Lampedusa ai Colli a Palermo

Il rilievo e il monitoraggio delle architetture storiche che versano in un stato di abbandono e degrado rappresentano delle fasi fondamentali per la corretta progettazione di interventi di recupero e di riqualificazione. In particolare, Villa Lampedusa ai Colli, storica residenza palermitana situata nella Piana dei Colli, rappresenta un tipico esempio di questa situazione. Per questo motivo la villa è stata scelta come luogo per sperimentare approcci di rilievo integrato con tecniche fotogrammetriche terrestri e da UAV. Il lavoro svolto ha permesso di realizzare una dettagliata ricostruzione tridimensionale dell’esterno della villa e di valutare lo stato di degrado dell’edificio utilizzando…

I SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto) per il rilievo e il monitoraggio del territorio: stato dell’arte e applicazioni fotogrammetriche

I Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto (SAPR) rappresentano la grande novità degli ultimi anni nell’ambito delle applicazioni per il rilievo e il monitoraggio del territorio. Molte ricerche sono state portate avanti per definire limiti e potenzialità di questi sistemi, ma ancora, non è possibile avere degli standard operativi sia per le accuratezze dei rilievi sia per l’affidabilità degli elaborati. L’articolo descrive le caratteristiche principali dei SAPR attualmente utilizzati per applicazioni professionali e le varie fasi che caratterizzano il rilievo fotogrammetrico con questi sistemi per la produzione di modelli 3D e di dati cartografici utili ai fini delle indagini geologiche/geomo…

Valutazione delle procedure di calibrazione di camere digitali non metriche per il rilievo dei Beni Architettonici

Foto storiche per il controllo e il monitoraggio del degrado superficiale di manufatti architettonici

Il lavoro è finalizzato allo studio di procedure fotogrammetriche speditive per il controllo e il monitoraggio del degrado superficiale di manufatti architettonici attraverso l’utilizzo di archivi fotogrammetrici storici. La ricerca è stata condotta utilizzando l’archivio fotogrammetrico storico del Dipartimento di Rappresentazione dell’Università di Palermo, costituito negli anni settanta e formato da circa seicento lastre di vetro realizzate con le bicamere Wild C120 e C40. Nell’archivio sono conservate numerose prese fotogrammetriche di importanti palazzi e monumenti di Palermo e della Sicilia occidentale. L’archivio storico ha permesso di effettuare un primo studio per l’applicazione di…

3D survey and modelling of the main portico of the Cathedral of Monreale

3D survey and modelling of Cultural Heritage allow to store a great deal of 3D data that can be managed for different purposes. 3D models can be used for documentation, restoration and knowledge of historic architectures and monuments. In this work, a 3D survey of the main portico of the Cathedral of Monreale (Palermo, Italy) was carried out. The paper presents the data acquisition process and the 3D modelling phase. The work is aimed to reconstruct a 3D model that could be used also to set up an HBIM (Heritage or Historic Building Information Modelling) of the main portico. The result of this study could be considered as a first test to implement an HBIM platform for the whole monumental c…

PRECISIONE E RIPETIBILITÀ IN RILIEVI NRTK REALIZZATI NELLA RETE GNSS DELL’UNIVERSITÀ DI PALERMO

La sperimentazione descritta nel presente lavoro riguarda l’esecuzione di numerose misure all’interno di una vasta zona del territorio siciliano racchiusa all’interno della rete di otto stazioni permanenti GNSS ubicate nella Sicilia centro occidentale, ed in particolare nelle province di Palermo e Trapani. In particolare lo studio ha riguardato la definizione di una procedura necessaria per ottenere la ripetibilità delle misure su punti di coordinate note. In dettaglio si è fatto riferimento non soltanto a punti appartenenti a reti ufficiali, come quelli della rete IGM95 e della Rete della Regione Siciliana, ma anche a punti materializzati opportunamente lungo percorsi di facile accesso. Qu…

Sperimentazione di servizi di posizionamento in tempo reale nella rete GNSS dell'Università di Palermo

Il Dipartimento di Rappresentazione dell’Università di Palermo ha realizzato e gestisce una rete di otto stazioni permanenti GNSS nella Sicilia centro occidentale, che fornisce, in forma sperimentale, dati per servizi di posizionamento sia in post elaborazione che in tempo reale (NRTK). In questo lavoro vengono presentati i primi risultati di una sperimentazione che ha riguardato la verifica del posizionamento in modalità NRTK eseguito su punti di coordinate note all’interno dell’area racchiusa dalla rete di stazioni permanenti. In particolare, lo studio è stato condotto sia per verificare l’affidabilità generale dell’infrastruttura sia per valutare l’accuratezza nel posizionamento. Le misu…

Sperimentazioni di tecniche 3D per il rilevamento di beni culturali

NRTK, PPP or Static, That Is the Question. Testing Different Positioning Solutions for GNSS Survey

Worldwide, the determination of the coordinates from a Global Navigation Satellite System (GNSS) survey (in Network Real Time Kinematic, Precise Point Positioning, or static mode) has been analysed in several scientific and technical applications. Many of those have been carried out to compare Precise Point Positioning (PPP), Network Real Time Kinematic (NRTK), and static modes’ solutions, usually, using the latter as the true or the most plausible solution. This approach is not always possible as the static mode solution depends on several parameters (baseline length, acquisition time, ionospheric, and tropospheric models, etc.) that must be considered to evaluate the accuracy of the metho…

Il rilievo del sito archeologico di Eraclea Minoa: valutazioni metriche sull’impiego di un Sistema Aeromobile a Pilotaggio Remoto (SAPR)

Il lavoro condotto ha affrontato le problematiche connesse con le fasi di acquisizione e elaborazione dei dati ottenuti da SAPR con la finalità di dimostrare il grande potenziale di questi sistemi per la fotogrammetria aerea di prossimità. Il lavoro ha previsto lo studio delle principali problematiche attraverso prove sperimentali condotte durante le fasi del rilievo del sito archeologico di Eraclea Minoa (Agrigento). In particolare, i dati acquisiti hanno permesso di analizzare in dettaglio le procedure di pianificazione ed esecuzione di voli e le procedure di orientamento in relazione anche alle metodologie di rilievo dei punti di appoggio. La fase di pianificazione del volo è stata studi…

New algorithms to evaluate the real shape of a hull

In this study, a new method to compare rebuilt surfaces of hulls of sailing yachts is presented. In particular, the considered rebuilt surfaces are created through classic reverse engineering approaches. The new method has been developed by means of Grasshopper, a free generative algorithms editor that can be used as plugin of Rhinoceros, one of the most widespread free-form modelling software. In particular, two different algorithms have been developed: the first one allows controlling the quality of the rebuilt surfaces, the second one, instead, allows to measure the deviations between the original CAD Model and the rebuilt surface of the hull. A case study related to the hull of a small …

Rilevamento e modellazione 3D del teatro antico di Palazzolo Acreide. Problematiche nell’elaborazione e gestione dei dati laser-scanning.

Lo studio descrive le operazioni di rilevamento con tecniche topografiche, laser-scanning e fotogrammetriche, condotte a fini conoscitivi e divulgativi sul teatro antico del sito archeologico di Palazzolo Acreide (SR). Il risultato del rilievo è consistito nella realizzazione di un modello 3D foto realistico del teatro, georiferito nel sistema cartografico UTM-ED50 con l’impiego di tecniche GPS. Come ben noto, le procedure per la realizzazione di modelli di beni culturali ad alta risoluzione, contenenti dati metrici e qualitativi sullo stato di conservazione dei beni stessi, richiedono tuttavia operazioni di editing, alle volte assai onerose dal punto di vista computazionale ed operativo. I…

DSM and digital Orthophotos in Cultural Heritage documentation

A reverse engineering approach to measure the deformations of a sailing yacht

In this work, a multidisciplinary experience, aimed to study the permanent deformations of the hull of a regatta sailing yacht is described. In particular, a procedure to compare two different surfaces of the hull of a small sailing yacht, designed and manufactured at the University of Palermo, has been developed. The first one represents the original CAD model while the second one has been obtained by means of a reverse engineering approach. The reverse engineering process was performed through an automatic close-range photogrammetry survey, that has allowed to obtain very accurate measures of the hull, and a 3D modelling step by the well-known 3D computer graphics software Rhinoceros. The…

GPS/INS Systems for compilation of digital large-scale orthophotos

The paper describes the first results of a study, supported by an Italian research project “Integrated Inertial Positioning Systems in Aerial Photogrammetry” on the potential use of these techniques for production of digital large scale orthophotos. The study has been done with aerial photographs collected from two different flights executed in Sicily: the former, relating to the city of Palermo, at average scale of 1:9300; the latter, over the city of Catania, at average scale of 1:2000. For both flights the orthorectification was carried out by direct georeferencing methods and by traditional photogrammetric techniques, using ground control points surveyed by means GPS techniques and aeri…

Impiego della fotogrammetria digitale per lo studio della morfologia del fondo di un modello fluviale

Detection of a reservoir water level using shape similarity metrics

The matching between reservoirs’ water edge and digital elevation model’s (DEM) contour lines allowed determining the water level at the acquisition date of satellite images. A preliminary study was conducted on the Castello dam (Magazzolo Lake), between Alessandria della Rocca and Bivona (Agrigento, south-Italy). The accuracy assessment of the technique was than evaluated from the comparison between classified and reference objects using similarity metrics about the shape, theme, edge and position, through the plugin STEP of open source software GIS. Moreover, an independent GIS technique was implemented to evaluate the water level, based on a distances’ array between existing contour line…

Analisi multitemporale della linea di costa con tecniche di fotogrammetria area ed immagini QuickBird

Il lavoro descrive l’attività svolta dal Dipartimento di Rappresentazione dell’Università di Palermo in cooperazione con la locale Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente (ARPA Sicilia) relativamente all’analisi multitemporale della linea di costa in Sicilia. L’analisi è stata condotta mediante la produzione e il confronto di ortofoto realizzate da foto aeree e da immagini satellitari ad alta risoluzione a partire dal 1955 fino al 2006. In particolare, vengono presentati i primi risultati conseguiti per una unità fisiografica costiera utilizzata come zona test per le verifiche delle precisioni conseguibili.

Full-Waveform Terrestrial Laser Scanning for Extracting a High-Resolution 3D Topographic Model: a Case Study on an Area of Archaeological Significance

AbstractThis paper describes a method, which uses full-waveform terrestrial laser scanning to survey the surface of the slope below the Temple of Juno, located in the Valley of the Temples in Agrigento (Sicily, Southern Italy). The surface is characterized by the presence of large rock blocks, which have fallen down from the upper side; possible further detachments of rock blocks would cause a situation of general instability, with a very high risk to the archaeological structures in the near future. The methodology was designed to evaluate the potential of full-waveform laser scanning technology for the production of a very high resolution 3D topographic model of the slope, to be used as a…

Il laser scanner terrestre per il rilevamento e la modellazione di zone “instabili”: il versante sottostante il Tempio di Giunone (Agrigento)

Lo studio descrive le operazioni del rilevamento laser scanner terrestre del versante sottostante il Tempio di Giunone nella Valle dei Templi di Agrigento. Il versante è caratterizzato dalla presenza di grossi blocchi rocciosi che si sono staccati dal basamento sommitale sul quale è costruito il Tempio; tale condizione evidenzia una situazione di generale “instabilità” che potrebbe nel tempo mettere a rischio le strutture archeologiche a causa di successivi distacchi. Il lavoro è stato principalmente finalizzato alla verifica dell’utilizzo delle tecniche laser scanning per la produzione di informazioni metriche utili per l’interpretazione geologica dei fenomeni in atto e per le analisi geot…

Digital orthophotos at a scale of 1:5000 from high resolution satellite images

This paper describes the first results of a study, carried out within the national research program “Cofin2001”, on the potential use of high resolution satellite images for making digital orthophotos at a scale of 1:5000 and 1:10,000. Particularly, images from IKONOS II and QuickBird of four different types of areas were employed: the first area is the city of Palermo, a greatly urbanized area; the second area is the extra-urban territory near the town of Contessa Entellina in south-western Sicily; the third area is the famous tourist resort of Scopello, in the western Sicily; the last area is the Caselle Airport, a flat zone near Torino. The first three images were orthorectified by using…

Use of CORS Time Series for Geodynamics Applications in Western Sicily (Italy)

In the last few decades, the use of GNSS Continuously Operating Reference Station (CORS) networks allowed improving the accuracy of real-time positioning and post-processing positioning. In this way, several applications have been performed including remote sensing, agriculture, cultural heritage and geodynamics studies. The latter have been developed analysing CORS time-series and consistent data over long periods were needed to validate the results. In Italy, specifically in Sicily, two CORS networks were be used to monitor the geodynamics motions: the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) GNSS CORS network in the eastern part and the University of Palermo (UNIPA) GNSS COR…

Monitoring the evolution of coastline in Sicily by aerial photos and high resolution satellite imagery

Italy is one of the country more exposed to coasts erosion: about 1200 km of coasts on about 8350 km are moved back of about 25 m in the last 50 years. Particularly Sicily have about 300 km of coasts moved back. There are various reasons of this phenomenon: natural factor (climatic or physical-oceanographic) with environmental and economic effects. The paper reviews the activity of the Dipartimento di Rappresentazione of University of Palermo in cooperation with the Regional Agency of Environmental Protection (ARPA) about the coastline evolution in Sicily. The research is carried out on selected physiographic units marked out by important erosive phenomena. The coastline trend are reconstru…

Verifiche metriche e qualitative di immagini satellitari Ikonos

3D Techniques for the survey of cultural heritage

Uso di immagini QuickBird Standard per le analisi territoriali

La Fotogrammetria Digitale per il Rilievo del fondo Deformato di un Modello Fluviale

PERFORMANCE EVALUATIONS OF 3D WEB-SERVICES AND OPEN-SOURCE SOFTWARE FOR DIGITAL MODELING OF ARCHAEOLOGICAL FINDS

The Structure From Motion (SFM) algorithms derived from Computer Vision community make image-based techniques a competitive and user friendly approach to obtain 3D information of real objects. These algorithms have been implemented in many 3D web-services and open-source software to develop free instruments for the reconstruction of very detailed 3D digital models. Their use is becoming very common above all in archaeological studies but their potentiality for metric application has not been tested at all. The aim of the work is to investigate the quality and the accuracy of 3D models obtained through 3D web-services and SFM open-source software. Different tests have been performed using so…

Innovative techniques for survey, representation and communication of cultural heritage

The Virtual Reconstruction of the Aesculapius and Hygeia Statues from the Sanctuary of Isis in Lilybaeum: Methods and Tools for Ancient Sculptures’ Enhancement

Thanks to recent technological developments in 3D surveys, computer graphics and virtual reality, new scenarios have been opened for the documentation and enhancement of ancient sculptures. When not totally preserved, sculptures can be digitally reproduced, modified and visualized to simulate their physical or virtual reconstruction in a non-invasive way for specialists or for dissemination aims. The virtual sculptural reconstruction process starts usually from the 3D survey of real fragments, and then continues by integrating missing parts with 3D modelling techniques by means of source evaluation. Along with primary data sources (reality-based model), secondary data sources (photos, drawi…

Accuracy and reliability in GNSS NRTK

The work shows the results of testing conducted from 2008 to 2009 within the Network-based RTK GNSS of University of Palermo. The network is composed of eight Continuously Operating Reference Stations (CORS) located in western Sicily and managed by a Control Centre located at the Dipartimento di Rappresentazione (DIRAP) of University of Palermo. The main goal of the work is to verify the reliability of the CORS network (successful tests, failed initialization time, satellite configurations) and the accuracy of measurements positioning using VRS, FKP and Nearest Station techniques. The reliability was considered the probability that the operator can correctly determine its position within th…

Surveying, modeling and communication techniques for the documentation of medieval wooden painted ceilings in the Mediterranean area

Wooden painted ceilings of the Mediterranean area in the middle age have their origin in the islamic culture and were then spread in the countries under the dominion of the Arabs; some of the surviving ceilings are now located in Sicily and Spain. In the historic centre of Palermo two well preserved medieval ceilings are still surviving; the first, built in the XII century, is located in the Palatine chapel; the second one, built in the XIV century covers the “Sala Magna” in the Steri of Palermo. The research, focused on the ceiling in the Steri, deals with the definition of a process for the integration of surveying techniques (photogrammetry, laser scanning), modelling processes and commu…

Tecniche fotogrammetriche digitali per la conservazione e il restauro di apparati decorativi

The paper describes the photogrammetric survey of the frescoes in the church of Saints Cosma and Damiano in Cefalù and in the “Sala della Fontana” of the “Palazzo della Zisa” in Palermo. The use of the digital photogrammetry, besides guaranteeing the precision and the reliability of the measurements, allow a simplification of the operations for investigate the state of conservation. The photogrammetric operations have been carried out in different way in consideration of the different logistic situation. The interior of the Church of the Saints Cosma and Damiano didn't introduce particular problems of accessibility; the frescoes were situated in an enough favourable position for topographic…

Study and 3D survey of the Roman baths in the archaeological site of Lylibaeum (Marsala, Italy)

Abstract Archaeological documentation is a fundamental step for research and conservation planning phases. Nowadays traditional recording is always supported by geomatics technologies which offer important support to the growth of archaeological study. The integration of sensors and methodologies seems to give the best results, in terms of time, costs and accuracy of products. In particular, the combination of Terrestrial Laser Scanner (TLS) and Unmanned Aerial Vehicle (UAV) can help the documentation of complex sites and the production of 3D and 2D products for different purposes. The paper focuses on the integration of TLS and UAV methodologies to record the thermal baths of the Roman Dom…

GNSS CORS NETWORK OF THE UNIVERSITY OF PALERMO: DESIGN AND FIRST ANALYSIS OF DATA

Nowadays, technical and scientific researches are focused on the use of Global Navigation Satellite System (GNSS) Continuously Operating Reference Stations (CORS) networks due to their global impact on the satellite positioning. This study aims to describe the main steps developed by the University of Palermo for the realization of the GNSS CORS network distributed in the western part of Sicily (Italy). Specifically, it focuses on data availability, preliminary studies and analyses involving the GNSS CORS network, the geodetic framework used, the coordinates and displacements time series retrieved over time and the statistical analysis with the Cumulative Distribution Function (CDF). The an…

Il rilievo delle superfici curve della Cappella Palatina di Palermo

Bed Topography Reconstruction in a Large Amplitude Meandering Flume: Application of Close Range Photogrammetry

Natural rivers are characterized by continuous variations in bed topography, especially along curved reaches. High resolution topographic data are necessary to analyze the mutual interactions between the downstream flow and the cross-stream flow, which determine the distribution of the bed-shear stress along the channel. Because of the difficulty in acquiring good and accurate data in rivers, the major part of studies have been conducted in laboratory flumes. This paper reports on a laboratory study in which the automatic digital photogrammetric survey was applied to derive the high-resolution Digital Surface Model (DSM) of the bed topography in a large amplitude meandering flume. In order …

Il rilevamento del soffitto della Sala Magna

Vision metrology and Structure from Motion for archaeological heritage 3D reconstruction: A Case Study of various Roman mosaics

<p class="Abstract">Vision metrology and computer vision can be successfully used for archaeological heritage 3D reconstruction in very high precision 3D measurement projects. Of those archaeological objects requiring very accurate measurements (<1 mm), ancient mosaics comprise some of the most important. The aim of this paper is to assess the photogrammetric/computer vision approach in a vision metrology context as part of a 3D mosaics survey. In order to evaluate the optimal photogrammetric/computer vision workflow in this work, three different surveys were performed on three mosaics of different sizes and locations. Two of these are stored at the <em>Antonino Salinas&l…

Rilievo 3D di reperti archeologici con tecniche fotogrammetriche

Il lavoro svolto ha affrontato le problematiche relative l’impiego di procedure automatiche di image matching per la realizzazione di modelli digitali tridimensionale di Beni Archeologici. La ricerca è stata svolta sperimentando soluzioni fotogrammetriche sia con classiche procedure stereoscopiche sia con approcci di tipo multi-immagine. Tali applicazioni consentono di raggiungere risultati paragonabili qualitativamente e metricamente a quelli ottenuti con tecniche laser scanner. L’oggetto test usato per le sperimentazioni è una piccola Arula del Tempio della Vittoria appartenente al sito archeologico di Imera.

Ricostruzione automatica della morfologia del fondo di un modello fluviale

Immagini satellitari Ikonos per l’aggiornamento di cartografia tecnica regionale

Impiego di 3D Web-service e software open-source nel rilievo di reperti archeologici: valutazioni metriche

The Structure From Motion (SFM) algorithms derived from Computer Vision community make image-based techniquesa competitive and user friendly approach to obtain 3D information of real objects. These algorithms have been implemented in many 3D web-service and open source softwareto develop free instruments for the reconstruction of very detailed 3D digital models. Their useare becoming very common above all in archaeological studies but their potentiality for metric application have not been tested at all.The aim of the work is to investigate the quality and the accuracy of 3D models obtained through 3D web-service and SFM open source software.Different tests have been performed using some 3D…

Impiego di coppie stereoscopiche Ikonos per la produzione di modelli digitali del terreno

Surveying in the Valley of the Temples

Full-waveform terrestrial laser scanning enables high-precision 3D topographic modelling of unstable rock valleys that is valuable for various geomorphological investigations. The area below the archaeological site of Temple of Juno in Agrigento, Sicily, is characterised by the presence of large sections of rock that have fallen down from the upper ridge. In this context, full-waveform laser scanning technology was tested for the production of a highly detailed 3D topographic model at two resolutions (2cm and 20cm) for simulating potential rockfall paths at the site.

Tecniche per la misura e il monitoraggio della superficie del fondo di un modello fluviale

L’impiego di modelli fluviali per lo studio delle variazioni della morfologia del fondo è un argomento oggetto di interesse nel campo dell’idrologia a causa dei molteplici fenomeni interconnessi alla evoluzione di alvei naturali. Presso il laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Idraulica e Applicazioni Ambientali dell’Università di Palermo, già da diversi anni, viene utilizzato un modello fluviale a fondo mobile per studiare i metodi di previsione della deformazione planimetrica ed altimetrica di un alveo naturale. Le ricerche condotte nel corso degli anni sono state finalizzate a ricostruire la configurazione di equilibrio del fondo deformato per effetto del deflusso della corrente. A …

A Scan-to-BIM Approach for the Management of Two Arab-Norman Churches in Palermo (Italy)

The paper shows the results of the research activities carried out by the Department of Engineering at the University of Palermo (Italy), which assessed the application of the Heritage Building Information Modelling (HBIM) methodology through a Scan-to-BIM approach to two local churches belonging to the medieval period. This project was motivated by a renewed interest from the city administrators towards the conservation of cultural heritage dating back to the Arab-Norman domination in Sicily since one of the two buildings was included in the UNESCO World Heritage Sites list in 2015. The morpho-typological style of the churches has been acquired by high-detailed 3D surveys, which provided t…

Close range photogrammetry for measurement of paintings surface deformation

The paper describes the first results about a study on the measurement of paintings surface deformation. The study was carried out using one ancient painting model made in a restoration laboratory and consolidated with the materials and dilutions most frequently used in the field of conservation. The restorers suppose deformations of the paintings surface from 0.1 mm to some millimetre when the painting model is keeping in environment with the presence of humidity and temperature fluctuations. The main purpose of the study is to evaluate the relative accuracy and the reliability of multi-images photogrammetric techniques related to the camera stations network and to the commercial software …

Levantamiento 3D para el estudio arqueológico y la reconstrucción virtual del Santuario de Isis en la antigua Lilybaeum (Italia)

[EN] In recent years, the use of three-dimensional (3D) models in cultural and archaeological heritage for documentation and dissemination purposes has increased. New geomatics technologies have significantly reduced the time spent on fieldwork surveys and data processing. The archaeological remains can be documented and reconstructed in a digital 3D environment thanks to the new 3D survey technologies. Furthermore, the products generated by modern surveying technologies can be reconstructed in a virtual environment on effective archaeological bases and hypotheses coming from a detailed 3D data analysis. However, the choice of technologies that should be used to get the best results for dif…

Applicazioni fotogrammetriche su superfici a doppia curvatura

La rete sperimentale di stazioni permanenti GNSS della Sicilia occidentale per il posizionamento in tempo reale

Il rilievo e la rappresentazione delle superfici curve della Cappella Palatina di Palermo

La rete GNSS per il posizionamento in tempo reale dell’Università di Palermo: progetto, realizzazione e primi risultati

Le reti di stazioni permanenti GNSS (Global Navigational Satellite System) per il tempo reale (NRTK - Network Real Time Kinematic) rappresentano un argomento di grande interesse per la comunità scientifica per le potenziali ricadute sulle applicazioni tecnico scientifiche del posizionamento satellitare. L’articolo descrive e affronta le problematiche riscontrate nel corso dell’attività di ricerca svolta dall’Unità Operativa di Palermo nell’ambito del progetto PRIN2005 dal titolo: “Reti di stazioni permanenti GPS per il rilievo in tempo reale in impieghi di controllo e emergenza”. La ricerca è stata finalizzata alla progettazione e realizzazione di una rete di stazioni permanenti GNSS NRTK n…

Verifica di DSM ottenuti da coppie stereoscopiche EROS B

La continua e crescente disponibilità di sensori satellitari ad alta ed altissima risoluzione (inferiore ad 1 metro) rappresentano una eccellente fonte per scopi cartografici. In particolare quelli in grado di acquisire coppie stereoscopiche (tra cui Ikonos, QuickBird ed EROS) forniscono una valida possibilità per la generazione di modelli digitali di superficie (Digital Surface Model, DSM). Il lavoro svolto descrive lo studio condotto per la verifica di DSM ottenuti tramite procedure di image-matching da una coppia di immagini stereoscopiche del satellite EROS. Lo studio è stato sviluppato nell’ambito delle ricerche già condotte dagli autori su queste tematiche relative a coppie stereoscop…

Tecniche innovative per il rilievo, la rappresentazione e la fruizione dei beni culturali. Il soffitto della Sala Magna di Palazzo Steri a Palermo

This work is focused on procedures and methods for the production of photorealistic and geometrically correct 3D digital models. The investigation has been addressed to the wooden painted ceiling of the “Sala Magna” in the “Palazzo Steri” of Palermo. The building of the “Steri” starts in 1320 on behalf of Manfredi I Chiaramonte and continues with his heirs Manfredi II and Manfredi III, who built the second floor and provided the building with decorations. In 1601 the Holy Inquisition moved to the Steri and transformed it in a place of imprisonment and torture. The hall in the northern side of the first floor, named “Sala Magna”, was the main room of the building. The ceiling of the “Sala Ma…

Hyperspectral techniques and GIS for archaeological investigation

Aerial photos, both in colour and in black and white, have always been very important tools in archaeological surveys. Sensors, called hyperspectral, were available on the market for some years: they are able to expand the research beyond the visible area of the electromagnetic spectrum as far as the thermal infrared too. The use of these sensors, at first restricted to the applications in the traditional fields of Remote Sensing (such as, for instance, Botany, Agronomy, Geology, Hydrology), was spreading, in recent years, to some sectors, such as archaeological surveys, which were unexplored before. The presence of structures and hollows in the top subsurface is likely to cause variations …

VALUTAZIONI METRICHE DI PIATTAFORME APR PER RILIEVI E MODELLAZIONI 3D

L’articolo descrive le esperienze condotte per la valutazione metrica di blocchi aerei acquisiti con differenti sistemi APR utilizzati nell’ambito del rilievo di BB.CC.. Il lavoro è stato svolto su due siti che differiscono per estensione e caratteristiche morfologiche utilizzando due diverse piattaforme APR, un sistema multi-rotore e un sistema ad ala fissa.

Analisi e comparazione di modelli di superficie di reperti archeologici realizzati tramite laser scanner e fotogrammetria

La ricerca svolta si è posta come obiettivo quello di verificare l’accuratezza di modelli di superficie (Digital Surface Model – DSM) di reperti archeologici realizzati attraverso procedure fotogrammetriche. La sperimentazione è stata condotta su alcuni reperti, già oggetto di studio in precedenti ricerche, conservati presso il museo Archeologico Regionale di Palermo. In questo lavoro vengono presentati i primi risultati relativi al rilievo della metopa di “Europa rapita dal Toro”. I DSM, generati con due differenti software di fotogrammetria, sono stati messi a confronto con il DSM ottenuto con un laser scanner a triangolazione ottica. Tale modello è stato considerato come riferimento per …

AN EXPERIMENTAL WORKFLOW FOR THE VIRTUAL RECONSTRUCTION OF ANCIENT STATUES

The work aims to investigate the main steps of a virtual reconstruction process of ancient statues, inspecting theoretical and technical approaches. Two fragmentary Roman statues from the "Sanctuary of Isis", inside the Archaeological Park of Lilibeo-Marsala (Italy), were chosen as a case study. Trying to preserve the original artwork authenticity and the transparency of the reconstruction method, a workflow was developed following three steps: 1) 3D survey and reality based model production; 2) evaluation of reconstruction hypotheses based on a rigorous selection of reference sources; 3) 3D modelling and source-based model creation. Three models for multiple visualization purposes were car…

Relazione illustrativa del rilievo

GEOMETRIC AND RADIOMETRIC ANALYSIS OF PAINTINGS

The paper reports an overview of some experiences carried out by some Italian research groups (Politecnico di Milano, University of Palermo, Bruno Kessler Foundation in Trento) aimed to assess the conservation‟s state of some analysed paintings and provide useful information for further diagnostic applications. The activities were accomplished in interdisciplinary teams composed of photogrammetrists, surveyors, restorers and experts of non-destructive diagnostic techniques for Cultural Heritage. Two main aspects are considered: (i) the analysis of the radiometric contents using multispectral images and (ii) the 3D surveying for geometric deformation analysis by means of photogrammetry and l…

Misura, Interpretazione, Racconto: il soffitto della Sala Magna nello Steri di Palermo

Studio delle potenzialità delle piattaforme UAV nel campo del rilievo dei Beni Culturali

L'uso di piattaforme aeree senza pilota a bordo (UAV) sta diventando sempre più frequente nel campo del rilievo fotogrammetrico soprattutto grazie ai numerosi vantaggi che tali sistemi presentano rispetto alle classiche riprese di fotogrammetria aerea. Il lavoro condotto descrive i primi risultati ottenuti utilizzando sistemi UAV per il rilievo di Beni Culturali. Lo studio è stato svolto acquisendo alcuni dataset relativi a siti archeologici; tali dataset presentano caratteristiche differenti in relazione ai velivoli utilizzati, alle caratteristiche dei voli ed all’estensione delle aree rilevate. Il lavoro ha permesso di eseguite delle prime valutazioni sulla precisione metrica degli orient…