ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы. Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
 

Сочетание методов лазерного сканирования и цифровой фотограмметрической съемки для фиксации и обмера памятников архитектуры

Тюрин С.В., Тихонов С.Г.

Сочетание методов трехмерного лазерного сканирования и цифровой фотограмметрической съемки для фиксации и обмерапамятников архитектуры

К. т. н., доцент СВ. Тюрин,
ГОУ Санкт - Петербургский государственный университет;
исполнительный директор С. Г. Тихонов,
ООО «НПП «Фотограмметрия»

Задача совершенствования методов фиксации памятников архитектуры, на наш взгляд, всегда актуальна. Традиционная форма фиксации в виде альбома с фотографиями сохраняет только информацию о внешнем облике объекта. Она не может дать точную информацию о геометрических свойствах объекта, так как съемка ведется на неметрические и некалиброванные камеры. Существует и другая известная форма фиксации - чертежи. Они передают геометрию, но не передают полностью внешний вид объекта. Кроме того, создание чертежей трудоемко и дорогостояще. Появление новых геодезических приборов и развитие методов цифровой фотограмметрии позволяет предложить качественно новые формы фиксации.

На сегодняшний день наиболее совершенными приборами для сбора данных о геометрии объекта являются лазерные сканирующие системы ( Рис. № 1). Результатом работы лазерного сканера является облако точек ( набор точек с трехмерными координатами ). Благодаря высокой скорости работы лазерного сканера, отпадает необходимость в избирательной съёмке объекта. Используя лазерное сканирование, мы в сжатые сроки получаем наиболее полную и достоверную информацию о геометрии объекта на конкретный момент времени.

Многие сканеры наряду с координатами точек позволяют получать данные об интенсивности отраженного сигнала. Приведя интенсивность отраженного сигнала к оттенкам серого, можно воспринимать данные лазерного сканирования как черно - белую трехмерную дискретную модель ( Рис. № 2, 3, 4, 5). Чем с более высокой плотностью производится сканирование, тем подробнее и информативнее будет модель.

Рисунок 1. Трехмерный лазерный сканер Imager 5006 фирмы Z + F
Рисунок 2. Трехмерная дискретная модель южного фасада Эрмитажа в цветах сканера
Рисунок 3. Фрагмент модели южного фасада Эрмитажа

Рисунок 4. Трехмерная дискретная модель интерьера зала Китайского дворца в ГМЗ Ораниенбаум

Рисунок 5. Фрагмент модели интерьера зала Китайского дворца в ГМЗ Ораниенбаум

Однако представленное таким образом облако точек не даёт полного реалистичного представления об объекте, так как отсутствует информация о цвете. Это обстоятельство побудило нас разработать технологию совмещения результатов лазерного сканирования и цифровой фотограмметрической съёмки. Съемка выполняется на цифровую калиброванную камеру. Калибровка выполняется на тестовом полигоне нашего предприятия и заключается в определении параметров описывающих дисторсию объектива камеры. После исправления полученных снимков по строгим фотограмметрическим формулам мы можем пересчитать координаты точки скана из геодезической системы в систему координат снимка и таким образом определить цвет каждой точки. В результате совмещения данных лазерного сканирования и цифровой фотограмметрической съемки можно получить реалистичную цветную трехмерную дискретную модель ( рис. 6, 7, 8).

Рисунок 6. Цветная трехмерная дискретная модель памятника Николаю I

Рисунок 7. Цветная трехмерная дискретная модель интерьера зала Китайского дворца в ГМЗ Ораниенбаум

Рисунок 8. Фрагмент модели интерьера зала Китайского дворца в ГМЗ Ораниенбаум

Другой важной формой представления состояния объекта являются ортофотопланы. Ортофотоплан, хотя и выглядит как фотография, является не центральной, а ортогональной проекцией объекта на плоскость. Поэтому по геометрическим свойствам ортофотоплан ничем не отличается от чертежа, а по информативности значительно его превосходит. Кроме этого, по изобразительным свойствам ортофотоплан превосходит точечную модель. Это происходит благодаря тому, что если снимки сделать с большим разрешением, чем у скана, то разрешение ортофотоплана можно довести до разрешения снимка ( рис. 9, 10).

Рисунок 9. Цветной ортофотоплан интерьера зала Китайского дворца в ГМЗ Ораниенбаум
Рисунок 11. Ортофотоплан фасада Морского собора в г. Кронштадте нанесенной координатной сеткой

Из вышесказанного очевидно, что у каждой формы фиксации есть свои плюсы и минусы. Выбор той или иной формы должен зависеть от решаемой задачи. На наш взгляд, для задачи именно фиксации текущего состояния памятника ( т. е. сохранения облика и геометрии объекта ) на конкретный момент времени желательно хранить трехмерную точечную модель и / или цветные ортофотопланы в формате « SPO ». Имея такой материал, можно в любой момент при необходимости составить обмерные чертежи.

Работа с продемонстрированными материалами осуществляется в разработанном нашим предприятием программном комплексе ScanIMAGER. Эту программу мы передаем нашим заказчикам вместе с результатами работы. Получив такой материал и инструмент для работы с ним, архитекторы самостоятельно могут брать необходимые размеры, делать сечения в нужных местах, составлять чертежи. Многие архитектурные предприятия Санкт - Петербурга успешно применяют данную технологию.

Если говорить о стоимости сканирования и изготовления ортофотопланов, то она зависит главным образом от требуемого разрешения конечного материала, т. е. от масштаба фиксации. В среднем стоимость цветного ортофотоплана в два ( а иногда в три ) раза ниже, чем чертежа в таком же масштабе. Поскольку ортофотопланы создаются автоматизированными средствами, а чертежи вручную, то чем сложнее объект, тем больше будет разница в цене.

Рисунок 12. Фрагмент чертежа фасада Морского собора в г. Кронштадт

В заключение считаем необходимым призвать органы надзора, специалистов в архитектуре и реставрации изучить возможность более широкого применения таких материалов для решения задач фиксации объектов культурного наследия. Мы со своей стороны вместе с коллегами из других компаний готовы принять участие в разработке технических требований, предъявляемых к фиксационным материалам.

Литература

1. Технические характеристики лазерной сканирующей системы IMAGER 5006 - Zoller + Frohlich Ltd [ Электронный ресурс ]. URL: http://www.zf-laser.ru/skane... ( дата обращения: 29.10.2010).

2. Лобанов А. Н. Фотограмметрия: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1984. - 552 с.

* Сергей Вячеславович Тюрин, Санкт - Петербург Тел. моб.: +7(921)952-98-63, эл. почта: turin@photogrammetria.ru

Первоисточник: 
Инженерно-строительный журнал, №7, 2010
Информисточник: 

www.photogrammetria.ru

 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РЕСТАВРАЦИОННЫХ ОТЧЕТОВ И ДНЕВНИКОВ

БИБЛИОТЕКА РЕСТАВРАТОРА

RSS Последние статьи в библиотеке реставратора.

НазваниеАвтор статьи
УЧЕБНИК РУССКОЙ ПАЛЕОГРАФИИ (1918) Щепкин В.Н.
МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНИКА ВИЗАНТИЙСКОЙ РУКОПИСНОЙ КНИГИ Мокрецова И. П., Наумова М. М., Киреева В. Н., Добрынина Э. Н., Фонкич Б. Л.
О СИМВОЛИКЕ РУССКОЙ КРЕСТЬЯНСКОЙ ВЫШИВКИ АРХАИЧЕСКОГО ТИПА Амброз А.К.
МУЗЕЙНОЕ ХРАНЕНИЕ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ЦЕННОСТЕЙ (1995) Девина Р.А., Бредняков А.Г., Душкина Л.И., Ребрикова Н.Л., Зайцева Г.А.
Современное использование древней технологии обжига керамических изделий Давыдов С.С.