Application of Terrestrial Laser Scanning for the Inventory of Historical Buildings on the Example of Measuring the Elevations of the Buildings in the Old Market Square in Jarosław

• Autorzy: Gardzińska Anna

Identyfikatory

DOI

10.2478/ceer-2021-0030

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Terrestrial laser scanning (TLS) technology is increasingly used in surveying, construction and architecture. The potential of the data obtained by this method creates the possibility of its versatile application also in conservation and revitalization of monuments, archaeology or history. The use of this technology during the creation of architectural documentation of a historic building greatly facilitates the acquisition of comprehensive information about its actual condition in a fast, non-invasive and very precise manner. Thanks to digital technology, it also creates the possibility to accurately interpret the condition of an object and present its model in a virtual space. This technology provides the ability to transfer acquired image elements with high accuracy of their mapping to plans and designs prepared by architects and contractors. It is also possible to maintain high technical standards in the processes aimed at the preparation of the required graphical studies, thanks to the use of the point cloud obtained in TLS. One of the most important advantages of using this measurement method is the possibility of combining it with data from e. g. from photogrammetric tools, which gives the possibility to fill in the missing elements creating a more complete picture of the needed data. This paper presents the implementation of terrestrial laser scanning technology as a non-invasive method for the modelling of walls and buildings of the so-called "green field". Revers BIM on the example of the measurement of the facades of the buildings of the old market in Jarosław. This technology allows for preparation of precise architectural documentation including: projections, sections, elevation views, 3D models or multimedia visualizations. The use of TLS for cultural heritage research also enables the preparation of fully complete documentation for conservation and restoration works aimed at maintaining the current state of monuments or even at reconstructing their damaged architectural elements.

Słowa kluczowe

EN

laser scanning; modelling methods; architectural documentation; 3D visualization; cultural heritage

PL

skanowanie laserowe; modelowanie; dokumentacja architektoniczna; wizualizacja 3D; dziedzictwo kulturowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 31, no. 2
• Strony: 293--309
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gardzińska Anna

• Rzeszow University of Technology, Rzeszów, Poland

Bibliografia

• 1. Agosto, E, Ardissone, P and Bornaz, L 2005. The castle of Graines: different survey methodologies for the documentation of historical buildings. In: Proceedings of CIPA XXth International Symposium, September 26-October 1, Torino, Italy, 55-58.
• 2. Al-Kheder, S, Al-Shawabkeh, Y and Haala, N 2009. Developing a documentation system for desert palaces in Jordan using 3D laser scanning and digital photogrammetry. Journal of Archaeological Science 36, 537-546.
• 3. Bernat, M et al. 2016. Zastosowanie naziemnego skaningu laserowego i przetwarzanie danych: inwentaryzacja i inspekcja obiektów budowalnych. Przegląd technologii i przykłady zastosowań. Seria Geomatyka, Wyd. INET. PL Sp. J.: Gdańsk, Poland, 8-31.
• 4. Chmielewski, J, Maciejewska, A and Turek, A 2013. Możliwości ochrony tożsamości kulturowej, społecznej, przyrodniczej i urbanistycznej małego miasta In: Heffrer K, Twardzik M, (ed.) Nowoczesne infrastruktury polityki rozwoju lokalnego – zastosowanie i efekty w małych miastach. Studia Ekonomiczne: Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Ekonomicznego w Katowicach, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Katowicach: Katowice, Poland, 253-268.
• 5. Deliś, P, Wilińska, M and Fryśkowska, A 2014. 3D modelling of cultural heritage objects using video technology. Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej 63(2), 57-69.
• 6. Deliś, P, Wojtkowska, M, Nerc, P, Ewiak, I and Lada, A 2016. Integration of geodata in documenting castle ruins. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLI-B3, 2016 XXIII ISPRS Congress, 12–19 July 2016, Prague, Czech Republic.
• 7. Górka, A 2013. Zrównoważone formy funkcjonowania miasta i jego otoczenia (przegląd współczesnych koncepcji). Architektura Krajobrazu – Studia i Prezentacje. 1-2, 36-46.
• 8. Haddad, N 2011. From ground surveying to 3D laser scanner: A review of techniques used for spatial documentation of historic sites. Journal of King Saud University–Engineering Sciences 23(2), 109-118.
• 9. Haddad, N 2007. Towards creating a dialogue between the specialized technician and non technician users of the 3D laser scanner. In: Proceedings of CIPA XXIth International Symposium. October 01–06, Athens, Greece, 350-355.
• 10. Haddad, N and Ishakat, F 2007. 3D Laser scanner and reflector less total station: a comparative study of the slots of El-Khazneh at Petra in Jordan. In: Proceedings of CIPA XXIth International Symposium. October 01–06, Athens, Greece, 356-361.
• 11. Janikowski, R and Krzysztof, K, (ed.) 2009. Kultura a zrównoważony rozwój: środowisko, ład przestrzenny, dziedzictwo w świetle dokumentów UNESCO i innych organizacji międzynarodowych. Polski Komitet do Spraw UNESCO: Warszawa, Poland.
• 12. Kamiński, W, Bojarowski, K, Dumalski, A, Mroczkowski, K and Trystuła, J 2008. Ocena możliwości wykorzystania skanera laserowego scan station firmy Leica w badaniu deformacji obiektów budowlanych. Czasopismo Techniczne Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 105(2-Ś), 140-142.
• 13. Kędzierski, M, Fryśkowska, A, Dąbrowski, R and Wilińska, M 2009. Naziemne skanowanie laserowe obiektów sakralnych z wykorzystaniem technologii HDS. Wiadomości Konserwatorskie 26, 670-678.
• 14. Kędzierski, M, Walczykowski, P and Fryśkowska A 2008. Naziemny skaning laserowy drogowych obiektów inżynierskich. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 18, 211-219.
• 15. Kędzierski, M, Walczykowski, P and Fryśkowska A 2008. Wybrane aspekty opracowania dokumentacji architektonicznej obiektów zabytkowych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 18, 221-230.
• 16. Krasnowolski, B 2011. Z badań nad rynkami i placami w planach urbanistycznych i programach miast małopolskich, [In:] Krabath S, Piekalski J, Wachowski K. (ed.) Ulica, plac i cmentarz w publicznej przestrzeni średniowiecznej i wczesno nowożytne miasta Europy środkowej. Wratislavia Antiqua: studia z dziejów Wrocławia 13. Uniwersytet Wrocławski. Instytut Archeologii: Wrocław, Poland, 163-178.
• 17. Kwoczyńska, B, Litwin, U, Piech, I, Obirek, P and Śledź, J 2016. The Use of Terrestrial Laser Scanning in Surveying Historic Buildings. In: Proceedings of 2016 Baltic Geodetic Congress (Geomatics), 263-268.
• 18. Lerma, JL et al. 2008. Theory and Practice on Terrestrial Laser Scanning. Training Material Based on Practical Applications. Universidad Politecnica de Valencia Editorial; Valencia, Spain.
• 19. Leśniak, A and Górka, M 2020. Structural analysis of factors influencing the costs of facade system implementation. Applied Sciences 10, 6021.
• 20. Mrówczyńska, M, Bazan-Krzywoszańska, A, Skiba, M, Bazuń, D and Kwiatkowski, M 2018. Social and Infrastructural Conditioning of Lowering Energy Costs and Improving the Energy Efficiency of Buildings in the Context of the Local Energy Policy. Energies 11, 2302.
• 21. Mrówczyńska, M, Łączak, A, Bazan-Krzywoszańska, A and Skiba, M 2018. Improving Energy Efficiency with the Risk of Investment of Reference to Urban Development of Zielona Gora. Tehnicki Vjesnik-Technical Gazette 25, 916-922.
• 22. Mitka, B 2007. Usability of terrestrial laser scanners for the process of documentation and modeling of historical objects. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 17b, 525-534.
• 23. Navarro, S, Seguĭ, A, E, Portalěs, C, Lerma JL, Akasheh, T and Haddad, N 2009. Integration of TLS data and non-metric imagery to improve photo models and recording. A case study on Djin Block No. 9, Petra (Jordan). In: Proceedings of the 15th International Conference on Virtual Systems and Multimedia, VSMM 2009. Vienna, Austria, September 9–12, 2009.
• 24. Niezabitowska, E 2014. Metody i techniki badawcze w architekturze. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 25. Oleniacz, G, Skrzypczak, I, Ślęczka, L, Świętoń, T and Rymar, M 2017. Survey of the urban bell in the belfry of st. Trinity church in Krosno. Reports on geodesy and geoinformatics 103, 38-45.
• 26. Piech, I, Kwoczyńska, B and Ciszewski, A 2018. Reconstruction of an architectural object. Case study: Citadel fort No. 33 “Krakus” in Krakow. E3S Web of Conferences 63, 00010.
• 27. Quinn, J, Smart, P and Jones C 2009. 3D city registration and enrichment. Proceedings of ISPRS COST Workshop on Quality, Scale and Analysis Aspects of City Models. Lund, Sweden.
• 28. Rüther, H, Mtalo, G and Mngumi E 2003. 3D modelling of heritage sites in Africa. A case study in the world heritage site of Kilwa Kisiwani, Tanzania. In: Proceedings CIPA XIXth International Symposium, September 30 October 4, Antalya, Turkey, pp.175-180.
• 29. Rzońca, A 2004. Contemporary methods of comprehensive inventory of monuments on the example of a parish church in Michalice; [In Polish: Współczesne metody kompleksowej inwentaryzacji zabytków na przykładzie parafialnego kościoła w Michalicach]. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 14, 1-8.
• 30. Santana Quintero, M and Van Genechten, B 2007. Three-dimensional risk mapping for anti-disaster recording of historic buildings. In: Proceedings of CIPA XXIth International Symposium. October 01–06, Athens, Greece, 325-330.
• 31. Sikora, A 2019a. Possibilities for Creating Public Spaces in a Small Town: Case Study In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 603, Section 2.
• 32. Sikora, A 2019b. Heritage of the Polish Central Industrial District - New Cities In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 362.
• 33. Skrzypczak, I, Słowik, M and Buda-Ożóg, L 2017. The application of reliability analysis in engineering practice - reinforced concrete foundation. 9th International Conference on Analytical Models and New Concepts in Concrete and Masonry Structures (AMCM): Procedia Engineering, Gliwice, 193, 144-151.
• 34. Skrzypczak, I, Kokoszka, W, Zięba, J, Leśniak, A, Bajno, D and Bednarz, L 2020. A Proposal of a Method for Ready-Mixed Concrete Quality Assessment Based on Statistical-Fuzzy Approach. Materials 13, 5674.
• 35. Słowik, M, Kotynia, R, Skrzypczak, I and Kaszubska, M 2017. The application of a probabilistic method to the reliability analysis of longitudinally reinforced concrete beams. 9th International Conference on Analytical Models and New Concepts in Concrete and Masonry Structures (AMCM): Procedia Engineering, Gliwice, Poland, 193, 273-280.
• 36. Soudarissanane, S, Lindenbergh, R and Gorte, B 2008. Reducing the error in terrestrial laser scanning by optimizing the measurement set-up. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol. XXXVII(B5), 615-620.
• 37. Świerczyńska, E 2015. Wykorzystanie kul referencyjnych do badania metrycznego właściwości naziemnego skanera laserowego, In: Kwaśniak M (ed.) Techniki inwentaryzacji i monitoringu obiektów inżynierskich. Wydział Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej: Warszawa, Poland, 63.
• 38. Tobiasz, A, Markiewicz, J, Łapiński, S, Nikel, J, Kot, P and Muradov, M 2019. Review of Methods for Documentation, Management, and Sustainability of Cultural Heritage. Case Study: Museum of King Jan III’s Palace at Wilanów. Sustainability 11(24), 7046.
• 39. Tucci, G, Algostino, F, Bonora, V and Guidi G 2003. 3D modelling of boccaccio’s hometown through a multisensor survey. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol. XXXIV-5/W10.
• 40. Vacca, G, Deidda, M, Dessi, A and Marras, M 2012. Laser scanner survey to cultural heritage conservation and restoration. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXIX-B5, 2012 XXII ISPRS Congress, 25 August – 01 September 2012, Melbourne, Australia.
• 41. Van Genechten, B and Schueremans, L 2009. Laserscanning for heritage documentation, Wiadomości Konserwatorskie, 26, 727-737.
• 42. Wężyk, P 2010. Naziemny skaning laserowy. In: Okła, K (ed.) Geomatyka w Lasach Państwowych. Część I Podstawy. Centrum Informacyjne Lasów Państwowych: Warszawa, Poland, 343-355.
• 43. Zaczek-Peplinska, J, Osińska-Skotak, K and Gergont, K 2012. Możliwości wykorzystania zmian intensywności odbicia promienia laserowego do oceny stanu konstrukcji betonowej. In: Plichta A, Wyczałek I, (ed.) Inżynieryjne zastosowania geodezji. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej: Poznań, Poland.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).