Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Integration of terrestrial laser scanning and UAV-based photogrammetry for heritage Building Information Modeling

100%

Klapa P.

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

tom no. 1

23--34

EN

Building Information Modeling (BIM) is the process of generating 3D models based on object databases. They are made for various types of buildings, sites and objects, and their task is to represent all the structural and architectural features of the object using parametric models. The BIM technology involves the preparation of the model that is already at the design stage of the building, in such a way that it is used during conceptual and implementation works, as well as during its final operation. However, a BIM model of existing objects can also be generated. Historic buildings are a special group of objects The HBIM (Heritage Building Information Modeling) model is used not only as an inventory of the object in its current state, but also as a background and a tool for visualising the object in its restored state, or as a source of information about the building itself for conservation, renovation and documentation purposes. Such a model can be created based on various types of source data. The basis for the development of the BIM model can be formed by data acquired during the inventory of the facility using surveying methods, laser scanning and photogrammetry. This paper presents the process of data acquisition of a historic object using the example of Lamus Dworski with the use of TLS and UAV. The study also includes the process of HBIM modeling of the object using point clouds as well as photographic documentation and data recorded in the monument card.

2

TLS point cloud as a data surce for multi-lod of 3D models

100%

Klapa P.

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2022

|

tom no. 2

63--73

EN

The development of science and technology had a strong impact on all branches of engineering, including geodesy and the possibility of acquiring and processing measurement data. The best example of this is the Terrestrial Laser Scanning, whih can perform measurements in the form of a multi-million-point cloud. The cloud, representing places and objects, becomes a spatial database. The current problem in engineering is no longer data acquisition and processing, but information excess and redundancy. The solution to this problem is optimisation, which is the process of reducing the amount of data. It should implement its assumptions in such a way as to remove or reduce unnecessary information without losing the information presented by an object. This issue is particularly important in the process of using point clouds in 3D modelling at various levels of detail. The appropriate levels of the LOD0–LOD4 model require a different type of data: on the one hand ensuring the obtainment of the appropriate accuracy class in the study, and on the other hand, the data source should not contain too detailed information that is unnecessary for the study, which makes the work harder and slows it down due to the need to operate on a huge amount of redundant information Therefore, the purpose of this paper is to determine the scope of work on the optimisation of the point cloud in order to adjust its number and quality to the needs of individual LODs. The results of the work allowed to determine the scope of data unification for the respective precision groups of 3D models generating.

PL

Rozwój nauki i techniki wpłynął mocno na wszystkie gałęzie inżynierii, w tym również na geodezję oraz możliwości pozyskiwania i przetworzenia danych pomiarowych. Najlepszym tego przykładem jest naziemnym skaning laserowym, który realizuje pomiar w postaci wielomilionowej chmury punktów. Chmura ta, będącą reprezentacją miejsc i obiektów, staje się przestrzenną bazą danych. Aktualnym problem w inżynierii nie jest już pozyskiwanie i przetwarzanie danych, a natomiast nadmiarowością i redundancja informacji. Rozwiązaniem tego problemu jest optymalizacja, czyli proces zmniejszenia ilości danych. Powinien on w taki sposób realizować swoje założenia, aby usunąć bądź zredukować zbędne informacje bez straty informacji prezentowanej przez obiekt. To zagadnienie szczególnie istotne jest w procesie wykorzystania chmur punktów w modelowaniu 3D na różnych poziom szczegółowości. Odpowiednie poziomy modelu LOD0-LOD4 wymagają innego rodzaju danych z jednej strony zapewniających uzyskanie odpowiedniej klasy dokładnościowej opracowaniu, z drugiej źródło danych nie powinno zawierać zbyt szczegółowych informacji, niepotrzebnych dla opracowania, co utrudnia i spowalnia pracę z uwagi na konieczność operowania na ogromnej liczbie nadmiarowych informacji. Dlatego celem niniejszej pracy jest określenie zakresu prowadzonych prac nad optymalizacją chmury punktów, celem dostosowania jej liczby oraz jakości dla potrzeb poszczególnych poziomów szczegółowości LoD. Wyniki prac pozwoliły określić zakres unifikacji danych dla odpowiednich grup dokładnościowych generowania modeli 3D.

3

The use of terrestrial laser scanning in the preservation of valuable architectural objects

51%

Piech I. , Klapa P. , Szatan P.

|

2021

|

tom no. 3

53--64

EN

In the present day, we are witnessing the dynamic development of our country. We observe a growing number of new construction investments, which are designed to meet the needs of the market. Streets are being widened to cope with the growing number of vehicles, modern office buildings and skyscrapers are being built in the largest Polish cities, which at the same time have valuable architectural objects in their oldest districts. Such objects, due to their age, are susceptible to damage, and thus to the threat that their value will be lost. Such damage may occur in the course of construction works that destabilize the soil structure, which may lead to damage to the building’s foundations and, as a result, harm or destroy the most important structural elements of the monument. Another important factor is the operation of industrial plants that emit harmful substances, which have a negative impact on façades and other external elements, such as, for example, relief sculptures. It may be difficult and complicated to remove the effects of the risks described above if the documentation necessary to carry out protection or renovation works is incomplete or insufficiently detailed. A separate issue worth discussing are architectural objects made of perishable materials such as wood [Bernat et al. 2014]. There are many objects of wooden architecture in Poland, such as: Catholic and Orthodox churches, open-air museums, and other relics of bygone eras. Apart from the obvious threat of fire and its negative effects, one can also mention the negative impact of precipitation, whether in the form of rain causing the wood to soak and, as a result, to rot, or the risk of damaging the foundations during a flood. The listed threats have a direct and indirect impact on the structure of such historical buildings. Therefore, it is important to take care of their detailed survey, with the view to preserving and maintaining them. It is also worth mentioning a large number of castles located in our country. The condition of their structures is very diverse and ranges from newly restored buildings to those with only foundations left. In all cases, it is important to obtain accurate plans and models of these building objects. This will serve to preserve their dimensions and shapes. Such data can be used to develop documentation necessary to carry out reconstruction or renovation in order to return the building to its former glory, and thus obtain another object worth seeing.

PL

W obecnych czasach jesteśmy świadkami dynamicznego rozwoju naszego kraju. Obserwujemy, jak powstają coraz to nowe inwestycje budowlane mające na celu zaspokojenie potrzeb rynku. Przebudowywane są ulice by sprostać rosnącej ilości samochodów na drogach, powstają nowoczesne biurowce i drapacze chmur w największych miastach Polski, które to jednocześnie posiadają cenne obiekty architektury w swoich najstarszych dzielnicach. Obiekty takie z racji swojego wieku są podatne na uszkodzenia, a co za tym idzie na utratę ich walorów. Uszkodzenia takie mogą powstawać na drodze prowadzonych prac budowlanych destabilizujących strukturę gruntu, co może prowadzić do naruszenia fundamentów budowli i w efekcie spowodować uszkodzenia bądź zniszczenia najważniejszych elementów konstrukcyjnych zabytku. Istotnym czynnikiem jest też działalności zakładów przemysłowych emitujących szkodliwe substancje mające negatywny wpływ na elewacje i inne elementy zewnętrzne takie jak np. płaskorzeźby. Skutki opisanych wyżej zagrożeń są skomplikowane do usunięcia w przypadku, gdy dokumentacja niezbędna do przeprowadzenia prac zabezpieczających bądź renowacyjnych jest niekompletna lub wykonana niewystarczająco szczegółowo. Osobną kwestią jaką warto poruszyć są obiekty architektoniczne wykonane z nietrwałych materiałów takich jak np. drewno [Bernat M., et al., 2014]. Na terenie Polski zlokalizowane jest wiele obiektów architektury drewnianej takich jak: kościoły, cerkwie, skanseny i inne relikty minionych epok. Pomijając oczywiste zagrożenie jakim jest pożar oraz jego negatywne skutki, można wymienić jeszcze niekorzystny wpływ opadów atmosferycznych, czy to w postaci deszczu powodującego namakanie drewna, a w rezultacie jego butwienie czy też zagrożenie podmycia fundamentów podczas powodzi. Wymienione zagrożenia mają bezpośredni jak i pośredni wpływ na konstrukcję takich zabytków. Istotne jest więc by zadbać o ich szczegółową inwentaryzację w celu ich zachowania. Wartą poruszenia kwestią jest także spora ilości zamków zlokalizowanych na terenie naszego kraju. Stan ich konstrukcji jest bardzo zróżnicowany i oscyluje od dopiero, co odrestaurowanych obiektów do takich po których zostały już same fundamenty. We wszystkich przypadkach istotnym zagadnieniem jest pozyskanie dokładnych planów i modeli tych obiektów. Ma to na celu zachowanie ich wymiarów i kształtów. Dane takie mogą posłużyć opracowaniu dokumentacji niezbędnej do przeprowadzenia odbudowy bądź renowacji mające na celu powrót obiektu do dawnej świetności, a tym samym pozyskaniu kolejnego obiektu wartego zobaczenia.

4

Use of terrestrial laser scanning point cloud in the inventory of Mechowo Caves

45%

Klapa P. , Mitka B. , Duraziński D. , Zagórowski M. , Podżorska A.

|

2024

|

tom no. 1

43--52

EN

An inventory is a set of technical operations for obtaining reliable information about a site in order to prepare technical and descriptive documentation, presenting the current state of objects. One of the measurement technologies allowing for the acquisition of reliable and comprehensive information about a site is terrestrial laser scanning. A point cloud from terrestrial laser scanning generates both 2D surveys and 3D models of various types of objects. The scope of research work included the application of terrestrial laser scanning (TLS) technology in the inventory of the Mechowo Caves – a cave in the village of Mechowo. The survey of the area in front of the cave and its part accessible to visitors was carried out using a Leica P40 laser scanner. Due to the highly varied shape of the cave ( multiple low and narrow passages) and its unique character, the measurement had to be performed in a non-standard way – with the use of numerous measuring stations with different combinations of measuring instrument settings and variable scanning parameters. As a result of the work, a point cloud was generated, based on which cross-sections presenting the spatial layout of the Mechowo Caves were created, as well as a 3D model of the area covered by the survey.

PL

Inwentaryzacja to zespół czynności technicznych mających na celu pozyskanie wiarygodnej informacji o obiekcie celem przygotowania dokumentacji technicznej i opisowej będącej prezentacją stanu istniejącego miejsc i obiektów. Jedną z technologii pomiarowych, pozwalających na pozyskanie wiarygodnej i kompleksowej informacji o obiekcie jest naziemne skanowanie laserowe. Chmura punktów z naziemnego skanowania laserowego pozwala na wygenerowanie zarówno opracowań 2D, jak również tworzenie trójwymiarowych modeli różnego rodzaju obiektów. Zakres prac badawczych obejmował zastosowanie technologii TLS (Terrestrial Laser Scanning) w inwentaryzacji Grot Mechowskich - jaskini we wsi Mechowo. Pomiar obszaru przed jaskinią oraz jej części udostępnionej dla zwiedzających został wykonany za pomocą skanera laserowego Leica P40. Ze względu na mocno urozmaicony kształt groty (liczne, niskie i wąskie przejścia) oraz jej niepowtarzalny charakter, pomiar musiał zostać wykonany w sposób niestandardowy – z wykorzystaniem licznych stanowisk pomiarowych przy różnej kombinacji ustawień instrumentu pomiarowego oraz zmiennych parametrach skanowania. Skutkiem wykonanych prac było wygenerowanie chmury punktów, na podstawie której powstały przekroje prezentujące układ przestrzenny Grot Mechowskich, a także model 3D obszaru objętego pomiarem.

5

Inventory of historical polychrome using photogrammetric methods

45%

Klapa P. , Mitka B. , Żygadło A. , Małek M. , Podżorska A.

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

tom no. 4

181--193

EN

The inventory of a historic monument is carried out to create documentation that provides information on the up-to-date condition of the object. Preserving its original form and materials requires a minimally invasive approach to data acquisition. The implemented research project included an analysis of the possibilities of using photogrammetric methods in the inventory of wall paintings in the historic wooden Greek-Catholic Church of the Protection of the Holy Mother God in Miękisz Stary (Jarosław County, Podkarpackie Voivodeship). The research object is a wooden church from the 17th century with a three-part layout – sanctuary, nave, gallery – and a wide nave in an almost square plan. Inside, the walls and ceilings are decorated by numerous polychromes. Unmanned aerial vehicles (DJI Phantom 4 Pro) and a photographic camera (Canon EOS 1200D) were used for photogrammetric measurements of the polychromes. The results of the photogrammetric measurements were digital photos, which were used for photogrammetric processing. The photographic work involved generating high-resolution images in the Agisoft Metashape Professional software. A point cloud obtained from terrestrial laser scanning was used to render the geometry in the process of creating orthophotoplans. The results of photogrammetric work are orthophotoplans of polychromes with high resolutions. Two orthophotoplans of wall paintings were generated based on drone photos, while ceiling paintings and one of the walls were generated based on high-resolution photos taken with the Canon EOS 1200D camera. The obtained results demonstrated that measurements made using UAVs and digital photos processed with photogrammetric methods enable a comprehensive inventory of wall paintings for historic objects.

PL

Inwentaryzację zabytku wykonuje się w celu stworzenia dokumentacji odzwierciedlającej stan obiektu w momencie jej wykonania oraz pozyskania szeregu informacji o nim. Dbałość o jego oryginalną substancję wymaga możliwie nieinwazyjnego podejścia w pozyskiwaniu danych. Zrealizowany projekt badawczy obejmował analizę możliwości wykorzystania metod fotogrametrycznych w inwentaryzacji malowideł ściennych zabytkowej, drewnianej, greckokatolickiej cerkwi Opieki Matki Bożej w Miękiszu Starym (pow. jarosławski, woj. Podkarpackie). Obiekt badań to drewniana cerkiew z XVII wieku, posiadająca układ trójdzielny sanktuarium-nawa-babiniec z szeroką nawą na planie zbliżonym do kwadratu. Wewnątrz obiektu na ścianach i sufitach znajdują się liczne polichromie. Do ich pomiaru metodami fotogrametrycznymi użyto bezzałogowego statku powietrznego (DJI Phantom 4 Pro) oraz aparatu fotograficznego (Canon EOS 1200D). Rezultatem pomiarów fotogrametrycznych były zdjęcia cyfrowe, które posłużyły do przeprowadzenia opracowań fotogrametrycznych. Prace kameralne polegały na wygenerowaniu obrazów wysokorozdzielczych w programie Metashape Professional firmy Agisoft. Do nadania geometrii w procesie tworzenia ortofotoplanów posłużyła chmura punktów pozyskana z naziemnego skaningu laserowego. Wynikiem prac fotogrametrycznych są ortofotoplany polichromii o wysokich rozdzielczościach. Dwa ortofotoplany malowideł ściennych zostały wygenerowane na podstawie zdjęć z drona, a malowidła sufitowe oraz jedna ze ścian na podstawie wysokorozdzielczych zdjęć wykonanych kamerą Canon EOS 1200D. Uzyskane wyniki dowiodły, iż pomiary wykonane za pomocą UAV i zdjęć cyfrowych opracowane za pomocą metod fotogrametrycznych umożliwiają przeprowadzenie kompleksowej inwentaryzacji malowideł ściennych dla obiektów historycznych.

6

Surveying and cartographic aspects of utility networks in Slovakia and Poland

38%

Klapa P. , Hudecová Ľ. , Jurkiewicz M. , Kysel P. , Mika M. , Ślusarski M.

|

tom no. 3

117--129

EN

Utility networks provide transport for various types of raw materials. They comprise a network of pipes, cables and ducts running on, under and above the surface of either ground or water. They connect individual customers with distributors within water supply, sewage, heating, telecommunications, electricity, as well as oil, gas and chemical networks. They serve an extremely important role in today’s urbanised world. However, utility networks require specialised treatment not only in legal, technical or social terms, but also geodetic and cartographic. It is necessary to conduct a precise and accurate inventory to prepare and implement projects of utility networks, as well as all kinds of other construction works. Mapping is another task required, along with the preparation of databases on networks that provide comprehensive (graphic and descriptive) information on objects. In each country, the execution of surveying and cartographic works observes internal laws and technical standards and norms. This paper presents the issues of surveying and cartographic works in relation to utility networks, as well as their implementation in Slovakia (Bratislava) and Poland (Kraków). The rules for the presentation of networks on maps, as well as technical standards for collecting, processing and sharing network databases based on legal provisions that are valid for both countries, were compared.

PL

Sieci użyteczności publicznej zapewniają transport różnego rodzaju surowców. Stanowią sieć rur, kabli i kanałów przeprowadzanych na, pod oraz nad powierzchnią ziemi i wody. Zapewniają one połączenie poszczególnym odbiorcom dóbr z dystrybutorem w ramach sieci wodociągowej, kanalizacyjnej, ciepłowniczej, telekomunikacyjnej, elektroenergetycznej, a także naftowej, gazowej i chemicznej. Stanowią niezwykle istotną rolę w dzisiejszym zurbanizowanym świecie. Jednakże sieci użyteczności publicznej wymagają specjalistycznego traktowania nie tylko pod względem prawnym, technicznym czy społecznym, ale również geodezyjno-kartograficznym. Przygotowywanie projektów, a także realizacja sieci, jak również wszelkiego rodzaju innych prac budowlanych wymagają precyzyjnej i dokładnej ich inwentaryzacji. Kolejnym zakresem prac jest mapowanie wraz z przygotowaniem bazy danych o sieciach, zapewniając w ten sposób kompleksową (graficzno-opisową) informację o obiektach to jest wszystkich elementów składowych sieci oraz urządzeń technicznych. W ramach realizacji prac geodezyjno-kartograficznych w poszczególnych krajach stosowana są wewnętrze przepisy prawa oraz normy i standardy techniczne. W niniejszym artykule przedstawiono problematykę prac geodezyjnych i kartograficznych w aspektach dotyczących sieci użyteczności publicznych, a także przedstawiono ich realizację w Republice Słowackiej (na przykładzie Bratysławy) oraz w Polsce (na przykładzie Krakowa). Porównaniu zostały poddane zasady prezentacji sieci na mapach, a także normy techniczne dotyczące gromadzenia, przetwarzania oraz udostępniania baz danych o sieciach w oparciu o aktualne dla obu krajów przepisy prawa.