La fotogrammetria d’archivio per la documentazione dei Beni Culturali: casi di studio in Ercolano

L’utilizzo fotogrammetrico delle immagini storiche individua un settore di ricerca che ha applicazioni anche molto distanti dall’archeologia1, dall’analisi multi temporale di fenomeni franosi2 e dei movimenti delle lingue glaciali3 all’analisi degli interventi succedutesi nel tempo su manufatti di interesse storico-architettonico4. L’impiego metrico dei fotogrammi storici richiede la stima contemporanea dei parametri di orientamento interno ed esterno mediante l’applicazione di un calcolo di field calibration in modo da stimare le distorsioni indotte dalla fase di presa-riproduzione e da minimizzare gli errori sulle misure eseguite5. Tale calcolo è reso possibile disponendo di informazioni sull’oggetto, nella forma di punti naturali rilevati topograficamente o che identifichino elementi geometrici caratteristici (distanze, piani, elementi verticali, elementi orizzontali). La potenzialità del metodo è data dalla possibilità di inserire immagini relative a epoche differenti in uno stesso sistema di coordinate, in modo da potere interpretare le variazioni intercorse non solo con un’analisi qualitativa delle immagini ma, e soprattutto, in modo quantitativo, eseguendo quindi misure e studi a valenza metrica. Fondamentale per la qualità del risultato è la delicata fase di ricerca delle immagini storiche, che può essere condotta nelle biblioteche, negli archivi di stato o anche tramite internet. L’accuratezza dei prodotti derivabili da immagini di archivio dipende infatti in primo luogo dalla qualità e dalle caratteristiche del materiale impiegato nel processo fotogrammetrico. La geometria delle prese è un elemento fondamentale molto spesso difficile da garantire. La restituzione è resa infatti possibile solo se si dispone di almeno due prese dello stesso oggetto, acquisite da posizioni differenti, in modo tale da rendere la geometria di intersezione il più possibile equilatera. Solamente la parte dell’oggetto comune ai due fotogrammi potrà essere restituita. Un altro elemento importante è la risoluzione delle immagini espressa come dimensione del pixel sull’oggetto che, in termini anglosassoni, viene indicata con Ground Sampling Distance (GSD). Il GSD determina la dimensione del più piccolo elemento che è possibile riconoscere e misurare sull’oggetto. Questo elemento è determinante per l’accuratezza dei prodotti derivabili in quanto è funzione del fattore di scala dell’immagine e quindi dipende dalla distanza di presa e dalla focale dell’obiettivo impiegato. L’intero processo di formazione dell’immagine introduce delle deformazioni che degradano la qualità delle misure. All’atto della presa si inducono effetti dovuti principalmente alla distorsione dell’obiettivo (radiale e tangenziale) e alla non planeità della pellicola. Le fasi di sviluppo e produzione della diapositiva introducono ulteriori effetti spesso non isotropi. Il passaggio in forma digitale a sua volta, realizzato a partire da negativi o da stampe di per se stesse deformate, deteriora ulteriormente la qualità delle misure. Questi fattori intervengono in un modo che non è sempre facilmente modellizzabile, soprattutto quando si utilizzano immagini storiche per le quali non siano disponibili informazioni ancillari. Al termine delle procedure di orientamento è infine possibile ricostruire la geometria dell’oggetto attraverso la generazione di profili, sezioni, modelli numerici della superficie, o generare rappresentazioni raster a valenza metrica come semplici raddrizzamenti oppure ortofoto.