ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Обучайтесь под руководством опытного наставника.
 

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)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РЕСТАВРАЦИОННЫХ ОТЧЕТОВ И ДНЕВНИКОВ
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.