I rilievi con TLS (Terrestrial Laser Scanner) rappresentano una delle tecnologie di acquisizione tridimensionale ad alta precisione impiegate da Forgeo.Lab Arezzo, in particolare le applicazioni per l'analisi dettagliata della struttura forestale a scala di popolamento e l'architettura della singola pianta.

Sensori laser scanner terrestri e acquisizione tridimensionale

Il TLS è uno strumento di rilevamento attivo che, posizionato a terra su treppiede, emette impulsi laser in un campo visivo panoramico — tipicamente fino a 360° in orizzontale e 300° in verticale (FIGURA) — registrando per ciascun punto la distanza, l'angolo di emissione e l'intensità del ritorno. Il risultato è una nuvola di punti tridimensionale estremamente densa, con risoluzioni spaziali tipicamente comprese tra 1 e 10 mm alla distanza di riferimento.

Grazie alla alta precisione del sensore, il TLS garantisce una riproducibilità geometrica elevata, che lo rende particolarmente adatto a rilievi ripetuti nel tempo per il monitoraggio delle dinamiche strutturali.

Acquisizione multi-scansione in foresta

In ambito forestale, il rilievo TLS viene tipicamente condotto attraverso l'acquisizione di scansioni multiple da posizioni distinte all'interno della parcella, successivamente co-registrate tramite algoritmi di allineamento (es. ICP – Iterative Closest Point) o mediante l'uso di target artificiali. Questo approccio permette di:

• ridurre le occlusioni causate dalla vegetazione;
• garantire una copertura spaziale omogenea del soprassuolo;
• ottenere nuvole di punti con densità superiore a 10.000 punti/m² a scala di parcella.

Applicazioni in ambito forestale e territoriale

Il TLS consente un'analisi straordinariamente dettagliata della struttura tridimensionale del bosco, offrendo la possibilità di:

• estrarre automaticamente parametri dendometrici individuali, quali diametro a petto d'uomo (DBH), altezza totale, forma del fusto e volume;
• ricostruire la morfologia delle chiome con elevata fedeltà geometrica;
• stimare la struttura verticale della vegetazione, inclusa la distribuzione per strati del fogliame (Leaf Area Density);
• derivare modelli digitali del terreno ad alta risoluzione anche in condizioni di fitta copertura arborea;
• supportare studi sulla complessità strutturale del bosco, sulla biodiversità strutturale e sul carbonio forestale.

Integrazione con rilievi UAV-LiDAR e GIS

I dati TLS acquisiti da Forgeo.Lab vengono integrati con i rilievi UAV-LiDAR e con i rilievi forestali tradizionali, creando un sistema di informazioni complementari a scale differenti. Il TLS fornisce un livello di dettaglio a scala di albero e di parcella che è difficilmente raggiungibile da piattaforme aeree, costituendo al tempo stesso un riferimento fondamentale per la validazione e la calibrazione dei prodotti derivati dai sensori aerei.

L'integrazione in ambiente GIS consente la restituzione cartografica dei parametri strutturali derivati e il loro utilizzo in analisi spaziali a supporto della gestione forestale, del monitoraggio ambientale e della ricerca scientifica. La combinazione di dati TLS e UAV-LiDAR apre infine la strada alla creazione di gemelli digitali forestali multiscala, in cui la struttura del bosco è rappresentata con continuità dal singolo fusto alla copertura territoriale.