Verifica
della verticalità tramite rilievo laser scanner 3D

Come dati iniziali si utilizza una nuvola di punti ottenuta mediante rilievo laser scanner terrestre. In particolare, il rilievo con laser scanner permette di acquisire milioni di punti tridimensionali in tempi ridotti, garantendo elevata densità e accuratezza metrica.

Come esempio si analizza la verticalità di un pilastro in calcestruzzo armato di un ponte, con sezione rettangolare. I dati derivano da un rilievo scanner 3D ad alta risoluzione, idoneo per analisi geometriche di dettaglio.

Importante: l'inclinazione del pilastro - ossia la sua posizione lungo l'asse Z - deve rimanere invariata. La rotazione deve essere effettuata esclusivamente nel piano XY.

La rotazione della nuvola di punti si esegue tramite il menu Edit → Apply Transformation, impostando la matrice di trasformazione con l'angolo di rotazione desiderato attorno all'asse Z, oppure in modo interattivo tramite lo strumento Edit → Translate/Rotate.

Nel software si segmenta la nuvola di punti in modo da lasciare solo il piano oggetto di analisi. Se si analizza la verticalità di un pilastro in calcestruzzo armato con sezione rettangolare, la nuvola viene segmentata in 4 piani verticali distinti, corrispondenti ai quattro lati del pilastro.

Questa fase è particolarmente importante nei rilievi topografici strutturali, dove la corretta isolazione delle superfici influisce direttamente sull'accuratezza delle verifiche geometriche.

• Attivare lo strumento di segmentazione tramite l'icona "forbici" nella barra degli strumenti superiore oppure con il tasto T.
• Delimitare con un poligono il lato desiderato del pilastro nella vista 3D.
• Premere Segment In per selezionare i punti all'interno del contorno.
• Confermare la segmentazione premendo il segno di spunta verde.
• Ripetere per ciascuno dei quattro lati del pilastro.

Successivamente si lavora separatamente con ciascun segmento della nuvola di punti.

Consiglio: durante la segmentazione è opportuno lasciare un margine di 2-3 cm dai bordi della struttura per evitare effetti di bordo e irregolarità nei punti di giunzione delle superfici.

Con gli strumenti di CloudCompare si adatta un piano al segmento della nuvola di punti tramite Tools → Fit → Plane. Il piano di riferimento viene calcolato approssimativamente al centro della nuvola analizzata.

Dopo la creazione del piano, nella Console di CloudCompare vengono visualizzati i seguenti parametri:

• Fitting RMS - scarto quadratico medio dei punti dal piano.
• Normal vector - vettore normale al piano (Nx, Ny, Nz).
• Dip e Dip Direction - inclinazione e direzione dell'inclinazione.
• Transformation matrix - matrice 4×4 per portare il piano in posizione orizzontale.

Per un piano perfettamente verticale, la componente Nz deve essere pari a 0 (oppure dip = 90°). Se necessario:

• Selezionare il piano nell'albero DB.
• Aprire Edit → Plane → Edit.
• Impostare Nz = 0 (oppure dip = 90°), mantenendo Nx e Ny invariati.
• Correggere eventualmente la posizione del centro del piano.

Il piano deve risultare rigorosamente verticale. Le successive analisi consentiranno di quantificare lo scostamento rispetto alla verticalità teorica.

Poiché il segmento della nuvola è orientato lungo l’asse X, si crea un campo scalare delle coordinate lungo l’asse Y:

• Edit → Scalar Fields → Export coordinate(s) to SF(s) → selezionare Y.

CloudCompare genera il campo scalare “Coord. Y”, che permette la visualizzazione a mappa termica.

Il calcolo delle deviazioni rispetto al piano verticale di riferimento si esegue tramite Cloud-to-Mesh Distance.
Procedura sintetica:

• Selezionare nuvola e piano (Ctrl).
• Tools → Distances → Cloud/Mesh Dist.
• Attivare Signed distances.
• Lasciare Octree level su Auto.
• Premere Compute.

Si genera il campo scalare "C2M signed distances".

L'elevata precisione garantita dal rilievo laser scanner 3D consente di ottenere deviazioni misurate con accuratezza millimetrica, rendendo il metodo idoneo per controlli strutturali e verifiche di collaudo.

Attivando il campo scalare “C2M signed distances”, è possibile visualizzare la distribuzione cromatica delle deviazioni.
La rappresentazione grafica consente un’immediata interpretazione delle deformazioni o inclinazioni della struttura, aspetto particolarmente rilevante nelle applicazioni di rilievo scanner 3D per infrastrutture.

Per analisi statistica:
Edit → Scalar Fields → Show Histogram
Edit → Scalar Fields → Compute Stat. Params → Gauss

Esportazione immagini
Display → Render to File
Impostare formato (PNG, JPG, BMP) e Zoom.

Esportazione dati numerici
File → Save → formato ASCII (.txt, .csv) con coordinate X, Y, Z e campo scalare.

Rasterizzazione per GIS
Tools → Projection → Rasterize → esportazione GeoTIFF.

Per analisi avanzate:

• Tools → Segmentation → Cross Section
• Definire piano di taglio
• Utilizzare Repeat per sezioni parallele
• Extract contour(s)

Le sezioni ottenute permettono una valutazione quantitativa dell'inclinazione della struttura lungo l'altezza.