streszczenie - Politechnika Krakowska

POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. Tadeusza Kościuszki
Wydział Architektury
Łukasz Łukaszewski
ROZPRAWA DOKTORSKA
BADANIA NAD ZASTOSOWANIEM FOTOGRAMETRII
I SKANINGU LASEROWEGO 3D W DOKUMENTOWANIU
I REKONSTRUOWANIU OBIEKTÓW ARCHITEKTURY
Promotor: Prof. dr hab. inż. arch. Andrzej Kadłuczka
Kraków 2016
Streszczenie
Celem rozprawy doktorskiej jest przedstawienie zastosowania fotogrametrii i skaningu
laserowego
3D
w
dokumentowaniu,
zabezpieczaniu
i
rekonstruowaniu
obiektów
architektonicznych. Fotogrametria i skaning 3D są ważnymi narzędziami w nieinwazyjnym
procesie digitalizacji dziedzictwa narodowego.
Analizując ostatnie lata rozwoju skaningu laserowego oraz fotogrametrii obserwuje się
szybki rozwój tej dziedziny nauki. Zastosowanie techniki cyfrowej gwarantuje uzyskanie
niedostępnej dotąd szybkości, najwyższej jakości badań i stopnia odwzorowania badanego
obiektu.
Przeprowadzone badania promują i przedstawiają szeroki wachlarz możliwości
zastosowania skaningu 3D i fotogrametrii w procesie digitalizacji dziedzictwa narodowego.
Połączone ze sobą wyniki metod przeprowadzonych badań dokonują różnego rodzaju analizy
mające na celu uprościć wybór metody pomiarowej w zależności od oczekiwanych produktów,
wyników i kosztów. Analizowane metody w badaniach mogą być wykorzystane do
zabezpieczenia istniejących obiektów dziedzictwa kulturowego, tak aby mogły one teraz i w
przyszłości pełnić funkcję reprezentacyjną danych obszarów, oraz być skarbnicą wiedzy dla
obecnych i przyszłych pokoleń.
Niniejsza praca została podzielona na części mające pomóc wybrać odpowiednią
metodę, oraz pokazać w jaki sposób przeprowadzić zainteresowaną osobę przez cały etap
digitalizacji wybranych obiektów. W tym celu przedstawiono obszerną prezentację literatury
naukowej w której zaprezentowano wykorzystanie skaningu laserowego 3D, oraz fotogrametrii
w różnych dyscyplinach nauki takich jak
archeologia, muzealnictwo, konserwatorstwo,
budownictwo, geoinformacja, geologia oraz innych dyscyplin pokrewnych wykorzystujących
rozpatrywane narzędzia. Zaprezentowano wybrane narzędzia i omówiono sposób ich działania,
porównano wyniki pomiarów, oraz dokonano wyboru odpowiedniej metody pomiarowe w
zależności od oczekiwanego produktu jak i jego dokładności.
Przeprowadzono analizę problemów powstałych w procesie tworzenia interaktywnej
dokumentacji, która posłużyła do określenia optymalnych parametrów skanowania. Badania
przeprowadzono etapami:
1
1) prezentacja techniki pomiarowej dla określonego badania
2) określono cel tworzenia dokumentacji 3D
3) przeanalizowano środowisko i parametry pracy podczas procesu digitalizacji
5) przeprowadzono analizę porównawczą rozbieżności uzyskanych wyników dla wybranych
metod pomiarowych
Badania porównawcze metody fotogrametrycznej i skaningu laserowego 3D
przeprowadzono dla następujących obiektów architektonicznych:
1) fasady kamienicy „Pod Śpiewającą Żabą” autorstwa Teodora Talowskiego w Krakowie
2) fasady zabytkowego kościoła pw. Najświętszego Serca Pana Jezusa w Krakowie
3) wybranych detali archeologiczno-architektonicznych z Lapidarium na Zamku Królewskim
na Wawelu w Krakowie
4) powierzchni zewnętrznych trzech wybranych kapliczek z Dróżek w Kalwarii
Zebrzydowskiej
Przeprowadzona analiza metod i urządzeń pomiarowych wykorzystanych do badań
digitalizacyjnych obiektów architektonicznych objętych rozprawą doktorską, potwierdziła
skuteczność ich zastosowania w nieinwazyjnych badaniach
Techniki zaprezentowane przez autora znajdują zastosowanie również w translokacji
elementów, obiektów architektonicznych jak i transferach elementów polichromii ściennej.
Bezinwazyjna
procedura
wykonywania
badań
umożliwia
analizowanie
i zabezpieczanie najbardziej wrażliwych obiektów, przedmiotów.
Analiza przeprowadzonych badań potwierdza prawidłowość wykorzystania interaktywnej
dokumentacji 3D jako „piątej” formy ochrony dziedzictwa, tworzącej dokument
interaktywny, który ma taką samą wartość jak obiekt dokumentowany, zwiększając trwałość
obiektu przed kataklizmami oraz skutkami wojennymi i powojennymi grabieżami mienia.
Nowe technologie znajdują zastosowanie w pracy konserwatorów, oraz osób zajmujących się
ochroną dziedzictwa narodowego. Możliwość tworzenia i kreowania interaktywnej przestrzeni
przez użytkownika sprawi, że użytkownik sam będzie poprzez „zabawę” szybciej uczył się
aspektów budowlanych i architektonicznych w historycznych obiektach. Umożliwi to również
rozwój nowych metod rozwiązywania problemów cyfryzacji inwentaryzowanych obiektów.
Wykonane badania mogą być podstawą do tego, aby proces digitalizacji – cyfryzacji stał się
kolejną formą ochrony zabytków.
2