Nel 2017 un progetto La Venta e Spélé’Ice ha mappato l’ingresso di un mulino glaciale sul Perito Moreno con laser scanner e droni
Articolo originale sul sito leica-geosystems.com
Author: Tommaso Santagata, Farouk Kadded. Libera traduzione di Andrea Scatolini
Il ghiacciaio Perito Moreno in Argentina è una delle attrazioni turistiche naturali più importanti del mondo.
La sua superficie è stata studiata da esploratori e geologi sin dal XIX secolo, ma le cavità del ghiacciaio sono troppo pericolose per essere esplorate a piedi.
Nel 2017 un progetto di ricerca organizzato dalle associazioni italiane La Venta Esplorazioni Geografiche e francesi Spélé’Ice si è proposto di studiare l’ingresso di una grotta ai margini del ghiacciaio, utilizzando Laser Scanning Terrestri e droni.
Uno degli obiettivi del progetto era registrare informazioni che potrebbero essere utilizzate in futuro per studiare la velocità di scioglimento del ghiaccio glaciale.
I dati di scansione tridimensionale raccolti sono stati successivamente utilizzati per creare una mappa 3D interattiva, che il team ha reso disponibile al pubblico.
Il ghiacciaio Perito Moreno si trova nel Parco Nazionale Los Glaciares nella Patagonia meridionale, la più grande massa di ghiaccio temperato nell’emisfero meridionale.
Ha una superficie di oltre 250km² e si estende per 30 km dal Lago Argentino Est verso il confine con il Cile Ovest.
Poco si sa delle grotte del ghiacciaio, perché troppo pericolose da esplorare; c’è una caduta costante di grossi pezzi di ghiaccio dai soffitti delle caverne.
Nell’ambito del Progetto MaGPat (Microorganismi e Ghiacciai in Patagonia), La Venta Esplorazioni Geografiche e la francese Spélé’Ice hanno organizzato uno dei primi rilievi speleologici dell’area nel 2017.
Gli obiettivi principali dei ricercatori erano studiare i microrganismi che vivono all’interno del ghiacciaio e mappare il più possibile la grotta.
L’unica cavità che si è stato possibile studiare è stata un’interessante grotta di contatto, scavata da un torrente che alimenta direttamente il ghiacciaio.
Per realizzare la mappa 3D delle prime decine di metri all’interno della grotta e dell’ingresso della grotta è stata utilizzata una stazione di scansione laser Leica Geosystems.
La tecnologia di scansione laser 3D si è dimostrata determinante per i rilievi geografici, spiega Tommaso Santagata di La Venta, “Queste tecniche sono sempre più utilizzate negli studi geologici, come nelle grotte o per il calcolo delle superfici ghiacciate e delle variazioni dei volumi di ghiaccio. Le tecnologie di scansione laser 3D possono acquisire milioni di punti rappresentati da coordinate 3D, a densità spaziali molto elevate su superfici complesse e sfaccettate in pochi minuti. Le dense nuvole di punti contengono un’enorme quantità di dati che possono essere utilizzati per la rappresentazione e l’analisi”.
Nello studio Perito Moreno, il team ha utilizzato una Leica ScanStation P40 , in grado di acquisire dati 3D di alta qualità e immagini HDR (High-Dynamic Range) a una distanza di 270 metri.
Il laser scanner 3D da rilievo è stato posizionato a distanza di sicurezza per acquisire dati sulla superficie del ghiacciaio e sull’ingresso della grotta.
È stato controllato utilizzando un computer tablet Leica CS35 , che il team ha impiegato anche per controllare i dati parzialmente elaborati mentre erano ancora sul campo.
Questo controllo in fase di acquisizione ha garantito che la rilevazione procedesse come previsto, pur continuando ad apportare modifiche.
Una fotocamera dedicata integrata nello scanner è stata utilizzata per produrre nuvole di punti colorate e acquisire immagini panoramiche a 360°.
Santagata spiega il processo: “Sono state eseguite circa otto scansioni laser per acquisire i dati necessari. Queste operazioni sono durate circa due ore e sono state realizzate nel tardo pomeriggio in modo da avere l’area non illuminata direttamente dal sole. Sono state prodotte scansioni laser con risoluzioni di 6mm e 3mm (che rappresentano la distanza di ogni singolo punto misurata a 10m dal laser scanner) e acquisendo fotografie con la fotocamera interna dello strumento.” Inoltre, sono state effettuate fotogrammetrie con droni che volavano tra i 30 e i 70 m di altezza.
La Leica GS16 – un’antenna intelligente GNSS ad autoapprendimento – è stata utilizzata per acquisire misurazioni, sia per i punti di controllo a terra per il rilievo fotogrammetrico, sia per misurare le variazioni di velocità e quota lungo una fascia nord-sud del ghiacciaio. È stato anche abbinato al computer un tablet CS35 in modo che i dati potessero essere elaborati direttamente sul campo.
Il team di rilevamento ha utilizzato il software di elaborazione delle nuvole di punti Leica Cyclone 3D per allineare le nuvole di punti e creare un modello 3D.
Il modello è stato quindi ulteriormente elaborato con Leica Cyclone 3DR.
Cyclone 3DR gestisce la maggior parte dei formati standard, quindi il team è stato in grado di unire i dati della scansione laser con le immagini scattate dal drone per ottenere il modello richiesto.
Per condividere i dati 3D con i colleghi esterni al team, Santagata ha utilizzato il JetStream Viewer gratuito di Leica Geosystems, che consente a chiunque, anche a chi non ha esperienza di modellazione 3D, di visualizzare e manipolare facilmente le nuvole di punti.
Condivisione delle informazioni con la comunità scientifica e non solo
Santagata spiega che i modelli 3D dettagliati del ghiacciaio forniscono ai ricercatori un record accurato da cui misurare i cambiamenti nel ghiaccio: “La possibilità di avere tali tecnologie nel momento giusto e nel posto giusto ci ha permesso di usarle per ottenere dati che possono essere utilizzati in futuro per confrontare l’evoluzione di questa parte del ghiacciaio”.
Con questa spedizione, sono state prodotte fotografie a 360° dei modelli 3D e un modello 3D interattivo per mostrare i risultati a chiunque fosse interessato all’area.
Il lavoro è stato presentato al Raduno Internazionale di Speleologia Icnussa 2019 dove poteva essere visto con i visori per la realtà virtuale. Oggi è disponibile on line.
Fonte originale:
https://leica-geosystems.com/case-studies/science-and-education/creating-an-interactive-3d-model-of-a-cave-in-a-world-famous-glacier