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Rappresentazione e interpretazione architettonica, 3D modelling, scan-to-BIM, BIM, piattaforme XR (VR-AR-MR-Cloud), sviluppo add-in, serious gaming, ricostruzioni e musei virtuali interattivi.

Responsabile Scientifico: Fabrizio Banfi

Research Team: Fabrizio Banfi, Chiara Stanga, Jacopo Alberto Bonini, Luca Bertola, Dario Attico, Raffaella Brumana

Keywords: rappresentazione architettonica, disegno, modelling, bim, hbim, digital twin, virtual reality, augmented reality, gaming, musei virtuali, BIM Cloud, InfraBIM

L’area di ricerca si focalizza sui contenuti scientifico-disciplinari riguardanti la rappresentazione dell’architettura come mezzo conoscitivo delle leggi che governano la struttura formale, l’atto espressivo e di comunicazione visiva alle diverse dimensioni scalari.

Comprendendo i fondamenti geometrico descrittivi della rappresentazione, del rilievo come strumento di conoscenza, degli strumenti digitali di ultima generazione, del disegno (grafico e infografico), della modellazione informatica, Building Information Modelling (BIM) ,dell’ extended reality (XR), della rappresentazione virtuale (VR-AR-MR), reverse modelling, rilievo 3D (Laser scanning e fotogrammetria – digitale terrestre/aerea), le loro teorie ed i loro metodi, l’attività di ricerca integra e coniuga le loro teorie ed i loro metodi, anche nel loro sviluppo storico e culturale.

I principali casi studio degli ultimi anni hanno permesso di investigare e implementare un processo rappresentativo orientato a modelli informativi scan-to-BIM in grado di rappresentare scenari complessi da un punto di vista morfologico, tipologico e storico-culturale del patrimonio costruito come edifici storici, terremotati, siti archeologici e infrastrutture storiche.

Inoltre, l’attività di sviluppo e ricerca si focalizzata nell’investigare i paradigmi di interattività, immersivisità, utilità, attendibilità ed interoperabilità della rappresentazione digitale con lo scopo di migliorare la trasmissibilità dei valori tangibili e intangibili del patrimonio costruito con l’implementazione di strumenti e tecniche di ultima generazione nel campo del Visual Programming Language (VPL), Digital Twin, Serious Gaming, ricostruzione virtuali interattive, animazioni 3D e musei virtuali. Per quest’ultimi l’area di ricerca e sviluppo propone un metodo basato su ambienti, oggetti e animazioni interattive per la creazione di sistemi immersivi attraverso i quali l’utente digitale, risulta il visitatore di un ambiente informativo non convenzionale dove può interagire fisicamente, attraverso metodi visivi e tattili, con modelli digitali ad alta risoluzione, sculture 3D animate, informazioni e collezioni museali, abilitando nuove esperienze di immersione e prossemica digitale.

L’area, infine, si occupa di ricerca e sviluppo informatico orientato all’implementazione di interfaccia e moduli aggiuntivi (add-in) in grado di integrare, visualizzare e rappresentare progetti BIM con tecniche di modellazione avanzata, algoritmi Non Uniform Rational Basis-Splines (NURBS), formati proprietari e aperti, e piattaforme BIM cloud. In particolare (i) sviluppo di piattaforma cloud in grado di rielaborare librerie di application programming interface (APIs – Autodesk Froge, Revit APIs); (ii) implementazione di flussi di lavoro efficienti, visualizzazioni 3D di facile utilizzo basati su modelli as-found, as-designed e as-built BIM; (iii) progetti XR più accessibili tramite la condivisione di file eseguibili per l’installazione di app dedicate per ogni progetto sviluppato; (iv) sviluppo e condivisione di oggetti/librerie AR; (v) miglioramento dei livelli di interoperabilità dei modelli digitali attraverso l’utilizzo e l’implementazione di formati di scambio (proprietari e open-source); (vi) modalità di utilizzo diversificate attraverso visori VR, dispositivi tattili, desktop, cellulari e tablet; (vii) integrazione di modelli digitali e dati in tempo reale in un’unica soluzione digitale (piattaforma web-cloud).

Surveying Monitoring (Rilevamento e Monitoraggio)

L’area di ricerca sperimenta applica e integra tecniche avanzate di rilievamento e monitoraggio dell’ambiente costruito con attenzione particolare verso i beni culturali, le grandi infrastrutture, anche in contesti fragili e sensibili (post terremoto, dissesti, crolli) che necessitano un rilievo e un controllo nel tempo.

Per quanto riguarda il rilievo sviluppa tecniche integrate di rilevamento laser scanning e fotogrammetriche, basate su una georeferenziazione robusta dei blocchi anche massivi di dati al fine di ottenere l’accuratezza richiesta dalla committenza in funzione della scala ottimale rispetto ai requisiti, attraverso la precisione della strumentazione e le condizioni di contesti complessi.

Rilievo laser scanner: acquisizione dati basati su differenti tecnologia Lidar, laser scanner terrestri TLS, TOF, e Sistemi di nuova generazione MMS Mobile Mapping System integrati da tecniche di posizionamento GNSS.

Reti geodetiche con stazioni totali di precisione motorizzate per il controllo e sistemi di posizionamento.

Cambio di datum e georeferenziazione.

Rilievo fotogrammetrico multi-sorgente: integrazione di blocchi di immagine eterogenei da terra (camere digitali Reflex, camere sferiche, microcamere), e da UAV, con sensori RGB e multispettrali, preprocessamento e generazione di ortofoto.

Monitoraggio statico di grandi strutture e infrastrutture (ponti, metropolitana, tunnel, basiliche, stazioni, stadi ) di supporto al monitoraggio dinamico. Livellazione di precisione. Posizionamento sensoristica.

4D Multi-temporal platform, Object Libraries, Digital Twin, Monitoring

Responsabile Scientifico: Branka Cuca

Research Team:  Raffaella Brumana, Mattia Previtali, Branka Cuca, Fabrizio BanfiMarzia Gabriele (PhD candidate)

Keywords: 4D Open Source platform, multi-temporal Atlas, Digital Twin, Object Library, IoT Monitoring, Landscape, Land Degradation, Geospatial data, 4D Open Source multi-temporal platform, WEBGIS and BIM-GIS for Cultural Heritage and Built Environment, APP based GEODB-HBIM, OpenData, Scenario Simulation, waterviewfront

L’area di ricerca della sezione 4DMulti-temporal platform si occupa dello sviluppo di geoportali per l’implementazione di digital twin a supporto del monitoraggio dell’ambiente costruito con attenzione ai beni e paesaggi culturali, alle trasformazioni urbane, centri storici, e aree rurali remote.

Collabora con il mondo delle telecomunicazioni (tecnologia 5G, Last Mile solutions, Cloud- Edge computing, satelliti) per ottimizzare l’accesso a dati massivi da remoto (quali modelli digitali texturizzati ad alta risoluzione di parchi archeologici, sistemi paesistici, fronti a mare e lacuali, palazzi, basiliche, infrastrutture, aree rurali remote) e aggiornamento dati di monitoraggio.

L’implementazione e sviluppo di geoportale open source e Application (IoS/Android) è volta a supportare con team multi-disviplinari la simulazione di scenari attraverso per la cross-correlazione tra Open Data, dati multi-sorgente (Satellite-UAV-Rilievi da terra) e in generale dati differenti, compresi il dato storico letto attraverso la georeferenziazione di cartografia storica.

Supporta lo studio dell’impatto di pressioni naturali e antropiche compresi i cambiamenti climatici, quali coast sea-rising e land degradation attraverso la mappatura e il monitoraggio alla scala europea delle informazioni geoclimatiche attraverso cluster geografici.

Supporta analisi delle trasformazioni del territorio attraverso lo sviluppo di Atl@nti moderni nella forma di digital twin, e WEBGIS, che includono anche gli atlanti geografici dei catasti storici e delle carte topografiche (water front, parchi archeologici, bacini fluviali, analisi dei cambiamenti degli alvei, integrazione dei dati provenienti dalle mappe rischio geologiche).

Sviluppa e implementa con team multi-disciplinari applicazioni (quali GEOPAN APP) finalizzate all’analisi di paesaggi culturali alle differenti scale compresi i parchi archeologici, parchi urbani e le aree rurali remote.

Sviluppa prototipi di navigazione interattiva del territorio nel tempo, quali la navigazione dei fronti costieri marini e lacuali attraverso la generazione di carte di sviluppo dei fronti a mare e a lago.

Collabora, implementa e sviluppa musei virtuali del paesaggio, musei, collezioni e beni culturali basata su applicazioni interattive con gli utenti, fruibili anche da remoto e in situ per la crescita della consapevolezza dei valori paesistici culturali antropici e delle tecniche costruttive e mestieri del passato (es. Museo MultiMediale del Paesaggio del Lago di Como, Villa Reale di Monza, Centri Storici, Volte Palaziali).

Sviluppo di Librerie di Oggetti georiferite attraverso applicazioni basati su geoportali integrati da DB per la cross correlazione di dati spaziali e temporali, vocabolari e repertori di oggetti (es. Elementi voltati in europa) a supporto della comparazione morfologica e delle informazioni correlate (GEO-DB-HBIM).

L’area di ricerca è rivolta allo sviluppo, integrazione e analisi di dati provenienti da differenti seonsori per il monitoraggio (IoT-sensors) in ambienti multi-scala, dalla scala territoriale, alle infrastrutture (ponti, reti viarie storiche), architetture e sculture, e grandi edifici (palazzi storici, scuole, ospedali) che comprendono tra gli altri le seguenti aree tematiche:

l’implementazione di sistemi semi-automatici di integrazione di dati provenienti da differenti sorgenti per l’analisi degli effetti dei cambiamenti climatici (quali Land Degradation, sea rising, tile, river-flooding); sviluppa sistemi di analisi (es. Medalus) per l’analisi di Land Degradation attraverso lo sviluppo di nuovi indicatori (geografici, ambientali, socio-economici, etc.) con integrazione di Open Data e dati proprietari;

l’implementazione di sistemi prototipali multi-sorgente Integrante tecniche di Osservazione multispettrale da satellite, aeromobile e a terra per il monitoraggio multi-scala della variazione di Indicatori ambientali e microclimatici compresa la scala dell’edificio, a supporto delle analisi di dispersione Energetica, o di monitoring strutturale.

l’integrazione multi scala urban-building-district (satellite, aerea e UAV) volta a supportare differenti campi di applicazione: dispersione termica degli edifici con tecnologie costruttive differenti da UAV per l’indirizzo delle politiche di efficienza energetica alla scala urban-district-building.

Remote Sensing Earth Observation (Built environment Rural Areas Cultural Heritage Landscape)

Responsabile Scientifico: Branka Cuca

Research Team: Branka Cuca, Mattia Previtali, Raffaella Brumana, Marzia Gabriele (PhD candidate)

Keywords: Remote Sensing, Earth Observation, Climate Change, Landscape, Land Degradation

L’area di ricerca della sezione Remote Sensing Earth Observation si occupa di rilievo e monitoraggio dell’ambiente costruito con attenzione particolare verso i beni e paesaggi culturali e le aree rurali remote. 

Supporta lo studio dell’impatto di pressioni naturali e antropiche compresi i cambiamenti climatici, quali coast sea-rising e Land Degradation. 

Le attività implicano l’uso di tutte le tecnologie geomatiche e dei dati geo-spaziali, inclusi i dati di Telerilevamento/Osservazione della Terra (focus sul programma Copernicus e Cop4Regions). 

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