Il Giappone sta proteggendo il suo patrimonio culturale con i dati e le mappe dei droni

Con i modelli 3D generati da DJI Terra, una città giapponese ha ora accesso a ogni piccolo dettaglio sulla costruzione di un monumento storico secolare

By Ishveena Singh Ishveena Singh
giugno 21, 2021

La topografia del Giappone e le variazioni climatiche estreme rendono il paese sorprendentemente soggetto a disastri naturali. I terremoti e gli tsunami sono eventi comuni, così come le eruzioni vulcaniche, i tifoni, le inondazioni e le colate di fango. Eppure, il Giappone sta prosperando. La nazione e la sua gente sanno come riprendersi dai disastri.

La conservazione storica è al centro della cultura dell'efficacia e della resilienza del Giappone. Le persone vanno avanti, ma non dimenticano. Quando si ricostruisce sulla scia della distruzione, si fa attenzione a non interrompere il tessuto storico delle proprietà culturali. E con il Giappone che collega strettamente il patrimonio con lo sviluppo della comunità, c'è un'enfasi sulla creazione di gemelli digitali di strutture storiche per commemorarli e preservarli.

Un castello che sorge dal mare

Situato sulla cima di una piccola collina sopra la baia di Karatsu nella prefettura di Saga in Giappone, il castello di Karatsu è uno spettacolo da vedere durante la fioritura di azalee, ciliegi e glicine. Il castello sul mare, che è paragonato alla testa di una gru, racchiude in sé più di 400 anni di storia e patrimonio. 

Karatsu Castle scene

La costruzione del castello di Karatsu iniziò nel 1602 e durò sette anni. L'attuale struttura a cinque piani del castello è una ricostruzione che è stata costruita utilizzando metodi e tecniche tradizionali per rispecchiare il monumento del XVII secolo. L'attuale struttura a cinque piani del castello è una ricostruzione che è stata costruita utilizzando metodi e tecniche tradizionali per rispecchiare il monumento del XVII secolo.

I muri in pietra che compongono la torre del castello sono le uniche parti che rimangono della costruzione originale. Il loro valore storico è immenso.

"Ma questi muri di pietra vengono spinti fuori a causa degli effetti delle infiltrazioni d'acqua causate dai terremoti e dalle forti piogge che si sono verificate molte volte in passato", spiega Satoshi Kimoto, Divisione Urbanistica, Città di Karatsu, Prefettura di Saga. La necessità di preservare e proteggere il castello di Karatsu non è mai stata così urgente.

Karatsu Castle walls

Toppen Co., Ltd, è una società con sede nella Prefettura di Saga specializzata nella conservazione digitale di proprietà e manufatti di importanza culturale e storica. Il compito di preservare il patrimonio del castello secolare è stato affidato a Toppen dalla divisione dei beni culturali per l'apprendimento permanente della città di Karatsu. 

L'ingegnere senior Kenichiro Tanaka spiega che, in genere, l'azienda creava disegni architettonici da fotografie per preservare i dettagli della facciata di un edificio per i posteri. Nel caso del castello di Karatsu, tuttavia, le tecniche convenzionali non sarebbero sufficienti. "Poiché i muri in pietra sono una struttura tridimensionale, i metodi tradizionali hanno limitazioni nel riprodurre la struttura nella sua interezza e nella forma più accurata."

Con i loro attuali metodi di raccolta dei dati che non producono i risultati desiderati, Toppen ha deciso di sfruttare gli strumenti e le tecnologie più recenti che avrebbero consentito all'azienda di effettuare misurazioni 3D e creare un modello 3D realistico ad alta risoluzione del castello.

Il vecchio mondo incontra la nuova tecnologia: Droni e mappatura in tempo reale

Essendo la soluzione di mappatura a bassa quota più compatta, economica e precisa, il DJI Phantom 4 RTK è stata la scelta chiara per il lavoro.

Terra_JP_wall_capture

Poiché il P4 RTK utilizza sia il GNSS che un modulo RTK all'avanguardia per fornire dati di posizionamento a livello centimetrico in tempo reale, Toppen non doveva preoccuparsi della precisione assoluta delle misurazioni strutturali. Il team è stato confortato dal fatto che il sensore CMOS da 20 megapixel del drone avrebbe catturato i migliori dati di imaging in un solo pollice. 

Ma i topografi avevano ancora bisogno di un modo per capire se avevano omesso eventuali lacune nel modello. Toppen voleva una soluzione di mappatura che consentisse al team di eseguire il rendering e visualizzare una nuvola di punti 3D dell'area rilevata in tempo reale e consentire loro di decidere se fossero necessari più voli.

Entra, DJI Terra. La soluzione di mappatura dei droni all-in-one è stata selezionata per questo lavoro perché nessun altro software è compatibile con il P4 RTK come Terra.

Acquisizione ed elaborazione dei dati intuitivi

La piattaforma di mappatura intuitiva e facile da usare supporta la pianificazione obliqua della missione. Ciò significa che Toppen potrebbe ottenere una visione più nitida del castello di Karatsu regolando l'angolo della fotocamera del P4 RTK a un angolo inclinato e coprire eventuali spazi vuoti nel modello. 

Optimized Terra Transform

Ma i notevoli livelli di dettaglio non erano l'unico vantaggio che Toppen avrebbe ottenuto da DJI Terra. Il software risparmierebbe anche tempo prezioso di elaborazione per il team.

Con l'ultimo aggiornamento di Terra che rende la soluzione di mappatura esponenzialmente più efficiente, è stata eliminata la necessità di qualsiasi hardware speciale per elaborare i dati. Terra richiede solo 1 GB di RAM per elaborare 400 immagini dal P4 RTK - un certo vantaggio che significava che Toppen doveva trasportare solo un drone e un dispositivo per l'elaborazione sul sito del castello.

"DJI Terra ha una velocità di elaborazione sorprendentemente elevata rispetto a qualsiasi altro software di modellazione che abbiamo utilizzato in passato", dice Yuji Kuwamizu, Drone Pilot di Toppen. "Con Terra, i dati 3D possono essere creati immediatamente in loco e, utilizzando questi dati, i nostri team possono prendere decisioni informate in modo rapido ed efficiente."

Sfruttando la potente combinazione di P4 RTK e DJI Terra, Toppen è stato in grado di realizzare tempi di consegna rapidi. “Il lavoro che normalmente richiederebbe diverse ore può ora essere completato in pochi minuti. E mentre l'analisi dei dati poteva essere eseguita in precedenza solo entro i confini dei nostri uffici, ora possiamo elaborare e analizzare i dati in loco e verificare immediatamente eventuali discrepanze ", spiega Kuwamizu.

Pronto per il futuro

Con i modelli 3D generati da DJI Terra, la città di Karatsu ha ora accesso a ogni piccolo dettaglio sulla costruzione del suo omonimo castello. Kimoto della Divisione Urbanistica dice: “Una volta rotto un muro di pietra, è molto difficile riportare il sito al suo stato originale. Pertanto, è essenziale disporre di un registro aggiornato e ben documentato della proprietà. Questi modelli possono essere salvati e archiviati per un utilizzo futuro, soprattutto in caso di calamità naturale ". 

Terra_JP_stone_models

Utilizzando P4 RTK e DJI Terra, la Divisione Urbanistica è stata in grado di catturare l'altezza e la profondità della struttura in modo accurato ed efficiente. "Il nostro obiettivo è utilizzare questi dati in modo efficace, aiutare a mantenere la struttura del muro di pietra creato dai nostri antenati e preservarlo per ora e per le generazioni future", sorride Kimoto.

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Tags: Costruzioni e Agrimensura

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