Digitalization of historic buildings using modern technologies and tools

• Autorzy: Prokop Anna , Nazarko Piotr , Ziemiański Leonard

Identyfikatory

DOI

10.35784/bud-arch.2444

Warianty tytułu

PL

Digitalizacja obiektów zabytkowych z wykorzystaniem nowoczesnych technologii i narzędzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper is to present some experiences of using modern technologies to historical buildings digitalization. The emphasis is placed on the possibilities of spatial data collecting, as well as on subsequent 3D modelling. The paper describes the proposed survey techniques which are based on the Terrestrial Laser Scanning and photogrammetry. The authors obtained the point cloud by using the laser scanner Faro Focus 3D and dedicated software to combine scans (target based and cloud to cloud methods). The paper also provides an introduction to issues related to a method of building structure modelling based on a point cloud. The authors proposed some computer software tools that could improve work with a point cloud and the modelling process. The resulting 3D model could be both a source of information about historical building and a sufficient base to create computational model with spatial finite elements. The subject of the case study is the St. Hubert Chapel located in Rzeszów (Poland) and built in the middle of the 18th century under the patronage of the Lubomirski family. This rococo chapel is one of the most valuable architectural monuments in the region. Historical Building Information Model (HBIM) could be helpful in analysis, visualisations and conservation practice of this precious monument. Diagnosing the current object state and assessing its technical condition could be the purpose of creating a computational FEM model.

PL

Celem artykułu jest przedstawienie doświadczeń związanych z wykorzystaniem nowoczesnych technologii do digitalizacji obiektów zabytkowych. Zwrócono uwagę na możliwości pozyskiwania danych przestrzennych, a także na późniejsze modelowanie 3D. W artykule opisano proponowane techniki pomiarowe oparte na naziemnym skaningu laserowym i fotogrametrii. Autorzy uzyskali chmurę punktów wykorzystując skaner laserowy Faro Focus 3D oraz dedykowane oprogramowanie do łączenia skanów (metodą opartą na punktach referencyjnych oraz dopasowaniu chmura do chmury). Artykuł stanowi również wprowadzenie do zagadnień związanych z modelowaniem konstrukcji budynku w oparciu o chmurę punktów. Autorzy zaproponowali kilka narzędzi w postaci oprogramowania komputerowego, które mogłyby usprawnić pracę z chmurą punktów i proces modelowania. Powstały model 3D może być zarówno źródłem informacji o zabytkowym budynku, jak i wystarczającą bazą do stworzenia modelu obliczeniowego z elementami skończonymi. Przedmiotem badań jest kaplica św. Huberta zlokalizowana w Rzeszowie (Polska), zbudowana w połowie XVIII wieku pod patronatem rodu Lubomirskich. Kaplica w stylu rokoko jest jednym z cenniejszych zabytków architektury w regionie. Historical Building Information Model (HBIM) może być pomocny w analizie, wizualizacji i praktyce konserwatorskiej tego cennego zabytku. Celem stworzenia modelu obliczeniowego MES może być zdiagnozowanie aktualnego stanu obiektu i ocena jego stanu technicznego.

Słowa kluczowe

EN

digitalization of heritage buildings; laser scanning; Historical Building Information Modelling; point cloud; 3D modelling

PL

digitalizacja obiektów zabytkowych; skaning laserowy; Historical Building Information Modelling; chmura punktów; modelowanie 3D

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 20, no 2
• Strony: 83--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fig.

Twórcy

autor

Prokop Anna

• Zakład Projektowania Architektonicznego i Grafiki Inżynierskiej Politechnika Rzeszowska Polska

• https://orcid.org/0000-0003-2666-1002

autor

Nazarko Piotr

• Katedra Mechaniki Konstrukcji; Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury; Politechnika Rzeszowska Polska

• https://orcid.org/0000-0002-6135-2486

autor

Ziemiański Leonard

• Katedra Mechaniki Konstrukcji; Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury; Politechnika Rzeszowska; Polska

• https://orcid.org/0000-0002-4012-0002

Bibliografia

• 1. Biagini C., Capone P., Donato V., Facchini N., “Towards the BIM implementation for historical building restoration sites”, Automation in Construction, vol. 71, 2016, pp. 74 – 86. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2016.03.003
• 2. Barazzetti L., Banfi F., Brumana R. et al., “Cloud-to-BIM-to-FEM: Structural simulation with accurate historic BIM from laser scans”, Simulation Modelling Practice and Theory, vol. 57, 2015, pp. 71 – 87. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2015.06.004
• 3. Quattrini R., Malinverni E. S., Clini P., Nespeca R., Orlietti E., “From TLS To HBIM. High quality semantically-aware 3D modeling of complex architecture”, ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. XL-5/W4, 2015, pp. 367-374. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-5-W4-367-2015
• 4. Guarnieri A., Fissore F., Masiero A., Vettore A., “From TLS Survey to 3d Solid Modeling for Documentation of Built Heritage: the Case Study of Porta Savonarola in Padua”, ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, volume XLII-2/W5, 2017, pp. 303-308. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W5-303-2017
• 5. Gosztyła M., Jagieła B., Metodologia konserwacji zabytków architektury w praktyce. Rzeszów, 2015.
• 6. Regulation of the Minister of Internal Affairs and Administration of 9 November 2011 on the technical standards for carrying out situational and altimetric surveying and for developing and transferring the results of such measurements to the state geodetic and cartographic resource.
• 7. FARO Technologies Inc., “FARO Laser Scanner Focus 3D Manual”, February 2013. Available: https://faro.app.box.com/s/kfpwjofogeegocr7mf2s866s2qalnaqw [Accessed: 18 Dec2020]
• 8. Kim P., Chen J., Cho Y., “Automated Point Clouds Registration using Visual and Planar Features for Construction Environments”, ASCE Journal of Computing in Civil Engineering, volume 32, 2017. https://doi.org/10.1061/%28ASCE%29CP.1943-5487.0000720
• 9. “Fotogrametria”, in: Encyclopaedia PWN. Available: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/fotogrametria;3902234.html [Accessed: 01 May 2021]
• 10. Golparvar-Fard M., Bohn J., Teizer J., Savarese S., Peña-Mora F., “Evaluation of image-based modeling and laser scanning accuracy for emerging automated performance monitoring techniques”, Automation in Construction, volume 20, issue 8, 2011, pp. 1143-1155. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2011.04.016
• 11. Bęcek K., Gawronek P., Klapa P. et al., Modelowanie i wizualizacja danych 3D na podstawie pomiarów fotogrametrycznych i skaningu laserowego. Rzeszów, 2015.
• 12. Chiabrando F., Lo Turco M., Rinaudo F., “Modeling the decay in an HBIM starting from 3D point clouds. A followed approach for cultural heritage knowledge”, ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, volume XLII-2/W5, 2017, pp. 605-612. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W5-605-2017
• 13. Campi M., Di Luggo A., Scandurra S., “3d modeling for the knowledge of architectural heritage and virtual reconstruction of its historical memory”, ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, volume XLII-2/W3, 2017, pp. 133-139. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W3-133-2017
• 14. Kim Ch., Son H., Kim Ch., „Fully automated registration of 3D data to a 3D CAD model for project progress monitoring”, Automation in Construction, volume 35, 2013, pp. 587-594. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2013.01.005
• 15. FARO Knowledge Base, “As-Built”. Available: https://knowledge.faro.com/Software/As-Built [Accessed: 18 Dec 2020]
• 16. Son H., Bosché F., Kim Ch., “As-built data acquisition and its use in production monitoring and automated layout of civil infrastructure: A survey”, Advanced Engineering Informatics, Volume 29, Issue 2, 2015, pp. 172-183. https://doi.org/10.1016/J.AEI.2015.01.009
• 17. Kotula F., „Kaplica myśliwska pod wezwaniem św. Huberta w Miłocinie k. Rzeszowa”, Ochrona Zabytków 4/1-2 (12-13), 1951, pp. 95-98
• 18. Karta ewidencyjna, Kaplica p.w. św. Huberta, oprac.: Malczewski J., 1993, Archiwum Wojewódzkiego Urzędu Ochrony Zabytków Delegatury w Rzeszowie.
• 19. Karta ewidencyjna, Kaplica p.w. św. Huberta, oprac.: Żurawska T., 1959, Archiwum Wojewódzkiego Urzędu Ochrony Zabytków Delegatury w Rzeszowie.

Uwagi

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