مبنى عمره قرن يستحق أكثر من مجموعة من الصور أو مجموعة من الرسومات ثنائية الأبعاد.الساحات المترابطةفي الوقت نفسه، لا يزال الموقع جزءًا من بيئة حضرية نشطة، حيث يتحرك السكان والزوار في المنطقة.

هذا يخلق تحديا عمليا:

كيف يمكن توثيق المباني التاريخية بسرعة وشاملة مع تقليل التعطيل في الموقع؟

لمشروع الوثائق الرقمية لمقاطعة يانكينجلي التاريخية، طورت تيانبانيت سير عمل متكامل يركز علىماسح SLAM المحمول L2Pro، يجمع بينالمسح ثلاثي الأبعاد، معالجة سحابة النقاط، 3D Splatting Gaussian، وتصور ثلاثي الأبعاد.

خفض الحل وقت الاستحواذ على مبنى واحد إلى حوالي1 ′′ 2 ساعات، وتوليد غيوم نقطة ذات كثافة عالية وألوان حقيقية ونماذج جعوسية واقعية 3D. ثم تم دمج الأصول الرقمية الناتجة في منصة تصور ثلاثية الأبعاد.توسيع قيمة الاستطلاع إلى ما وراء جمع البياناتالقياس، والتصوير، والاحتياط الرقمي، وإعادة الاستخدام على المدى الطويل.

01التحدي: رقمنة منطقة تاريخية معقدة

إن رقمنة منطقة تاريخية تتضمن أكثر بكثير من مسح المباني الفردية. المباني والشوارع والدائرات والمساحات الداخلية تشكل بيئة مستمرة ومعقدة للغاية.

في يانكينجلي، جعلت الشوارع الضيقة والمباني المرتبة بشكل كثيف من عمليات المسح التقليدية صعبة التنظيم.كان على الاستبيان أيضاً أن يحسب السكان والزوار الذين يستخدمون الموقع خلال المشروع.

احتاج الفريق إلى التقاط عناصر معمارية مثل الجدران والأبواب والنوافذ والحزم والعمدات والتفاصيل الزخرفية مع تقليل التدخل في أنشطة الموقع العادية.

• تتطلب طرق المسح التقليدية عادةً مزيجاً من أشرطة القياس، ومحطات إجمالية، والتصوير الفوتوغرافي عن قرب، وغيرها من المعدات. اعتماداً على المبنى، قد يستغرق العمل الميداني وقتًا طويلاً.١٣ يوم لكل مبنى.
• قد تتطلب المعدات القائمة على المحطة أيضًا إعادة تحديد المواقع بشكل متكرر عند العمل في الشوارع الضيقة أو عبر المساحات الداخلية والخارجية المترابطة ، مما يزيد من تعقيد التشغيل.
• توفر التصوير الفوتوغرافي للطائرات بدون طيار وجهات نظر جوية قيمة، ولكن فعاليتها يمكن أن تكون محدودة بسبب النباتات، والبنايات الداخلية، والشوارع الضيقة، وغيرها من المناطق ذات الرؤية المقيدة.

وبالتالي فإن التحدي لم يكن مجرد تحقيق دقة قياس أعلى.التقاط المساحات المعقدة بشكل أسرع، وتسجيلها بشكل أكثر اكتمالًا، والحفاظ على البيانات للتطبيقات الرقمية التالية..

استنادا إلى سنوات من الخبرة في المسح التاريخي للمباني والحفاظ الرقمي، طورت تيانبانيتسير عمل الوثائق الرقمية غير اللاصقة والفعالة وقابلة لإعادة الاستخداممركزها على ماسح ليزر ثلاثي الأبعاد المحمول L2Pro.

02الحل: من التقاط الميدان إلى التطبيق الرقمي

الحل ليس جهاز واحد، ولكن سير عمل إنتاج رقمي متكامل:

مسح SLAM المحمول من L2Pro → معالجة السحابة النقطية → 3D Splatting Gaussian → تصور 3D

1اكتساب بيانات ميدانية سريعة

أثناء العمل الميداني، حمل المسحون L2Pro عبر المناطق الداخلية والمحيطة بالمباني، والتقاط البيانات المكانية أثناء التحرك.

من خلال دمجنظام تحديد المواقع (LiDAR) ، التصوير البصري، تحديد المواقع الثابتة القائمة على جهاز IMU، وتحديد المواقع RTK، يمكن للنظام رسم خرائط للبيئات المعقدة مع جمع معلومات المكانية واللون في نفس الوقت.

وتتلاءم سير العمل بشكل خاص مع الشوارع الضيقة، والمساحات المغلقة، والبيئات ذات الإضاءة الضعيفة، وغيرها من المناطق التي قد يكون من الصعب فيها نشر المسح التقليدي.

وتشمل البيانات الناتجةالسحب النقطية ذات الألوان الحقيقية ذات الكثافة العالية المرجعية جغرافياً، مما يوفر تمثيلا رقميا مفصلا للبيئة المسح.

ولأن النظام محمول وغير متصل، فإنه يلغي الحاجة إلى إعداد معدات واسعة وتساعد على تقليل التدخل المادي في الهياكل التاريخية.

2معالجة السحابة النقطية الآلية

بعد اكتساب الحقل، يمكن معالجة البيانات التي تم جمعها(ليكسيل ستوديو)، حيث يتم تصفية الضوضاء وإعادة بناء سحابة النقاط بكفاءة.

ثم تكون سحابة النقطة المعالجة بمثابة الأساس الهندسي لإعادة البناء الثلاثي الأبعاد اللاحقة.

3. إعادة بناء 3D غاوسية

يتم معالجة سحابة النقطة والصور(ليكسيل سايبر كولور)لتوليد عالية الوفاءنماذج LCC 3D Gaussian Splatting.

توفر سحابة النقطة قيود هندسية، في حين أن الصور التي تم التقاطها تساهم بمعلومات بصرية غنية، مما ينتج تمثيلاً رقميًا واقعيًا للتاريخ.

4التصور الثلاثي الأبعاد وتطبيقه

يتم نشر الأصول الرقمية الناتجة في نهاية المطاف من خلالمحلول الرأس، منصة التصور ثلاثي الأبعاد والتطبيقات الصغيرة من Tianbaonet.

هذا يخلق سير عمل مستمر من:

التقاط الحقل → معالجة البيانات → إعادة بناء ثلاثية الأبعاد → تصور → تطبيق

بدلاً من الجمع بين الأدوات والخدمات المنفصلة من العديد من البائعين، يضع المشروع سير عمل متكامل لتحويل المباني التاريخية الرقمية.

03استبيان واحد، نتائج رقمية متعددة

قيمة المشروع لا تنتهي مع اكتساب البيانات الميدانية.

نفس مجموعة البيانات الميدانية أنتجت اثنين من النتائج الرقمية الأساسية:

غيوم نقطة ذات كثافة عالية وألوان حقيقية + نماذج غاوسية 3D

بدلاً من تكرار نفس الوظيفة، فإن مجموعتي البيانات تخدمان أغراض مختلفة.

01غيوم نقطة ذات كثافة عالية ذات ألوان حقيقية

جعل المباني التاريخية قابلة للقياس والتحليل

بيانات سحابة النقطة هي جغرافية المرجعية وتوفر تفاصيل هندسية على مستوى السنتيمتر، مما يسمح للمستخدمين لاستخراجالخطط والارتفاعات والمقاطع والقياسات المعمارية التفصيليةمباشرة من مجموعة البيانات الرقمية.

يمكن إنشاء أقسام تعسفية حسب الحاجة، مما يسمح للمهندسين المعماريين، فرق الحفاظ، الباحثين،والمسحين للوصول إلى المعلومات التي يحتاجون إليها دون العودة بشكل متكرر إلى الموقع المادي.

لذا فإن سحابة النقاط بمثابةأساس البيانات الهندسيةللقيام بعمليات مسح وثائقية وتحليل وعمليات ترميم.

02نماذج غاوسية ثلاثية الأبعاد

جعل المباني التاريخية جذابة ويمكن الوصول إليها

يوفر نموذج 3D Gaussian Splatting تمثيلا واقعيا للغاية للبيئة التاريخية.

يمكن مشاهدة تفاصيل مثل الجدران الطوبية ، وملمسات الطوب ، والأبواب والنوافذ ، والعناصر الزخرفية ، والخصائص المعمارية في بيئة ثلاثية الأبعاد الغامرة.

النموذج يدعم تطبيقات مثلالتنقل في الوقت الحقيقي، والقسمة، والقياس، والتعليق، تحويل السجل المعماري التقليدي إلى مساحة رقمية تفاعلية.

بدلاً من مجرد توثيق الأبعاد، يسمح النموذج الرقمي للمستخدمين بالدخول بشكل افتراضي واستكشاف وتقديم ومشاركة البيئة التاريخية.

04من الوثائق الرقمية إلى إعادة الاستخدام على المدى الطويل

بالنسبة لتحويل المباني التاريخية إلى رقمية، إكمال المسح هو مجرد البداية.

القيمة الحقيقية تكمن في ما إذا كانت البيانات الناتجة يمكن أن تستمر في دعم تطبيقات مختلفة بعد الانتهاء من المسح الأولي.

بالنسبة لـ"يان تشينغلي"، دمجت "تيانبانيت" الأصول الرقمية التي تم جمعها ومعالجتها وإعادة بناؤها فيمنصة التصور ثلاثي الأبعاد و التطبيقات الصغيرة.

وبالتالي فإن مسحًا ميدانًا واحدًا يمكن أن يدعم حالات استخدام متعددة:

تصميم المسح والترميم

يمكن استخدام بيانات السحابة النقطية مباشرة للقياس والإنتاج الرسمي وتدفقات العمل التجديدية والتصميم اللاحقة.

الأرشيف الرقمي

يمكن الحفاظ على المعلومات المكانية الكاملة للمباني التي تعود إلى قرن من الزمن رقميًا للتخزين على المدى الطويل والإشارة المستقبلية.

التعاون عن بعد وعرض المشروع

يمكن لأصحاب المشاريع الاستكشاف عن بعد في الحي التاريخي في 3D دون الحضور المادي ، مما يجعل النموذج الرقمي أداة عملية للاتصال وعروض المشروع.

التواصل عن التراث الثقافي

يمكن استخدام مشاهد ثلاثية الأبعاد الواقعية للصور للمعارض عبر الإنترنت وتجارب التراث الثقافي الرقمي، مما يساعد المناطق التاريخية على الوصول إلى جمهور أوسع.

مؤسسة التوأم الرقمي

وبالنسبة لتطوير التوأم الرقمي المستقبلي على نطاق المقاطعة، يمكن أن تكون سحابة النقاط الحالية ومجموعات بيانات غاوسية ثلاثية الأبعاد أساسًا فضائيًا، مما يقلل من الحاجة إلى اكتساب مجال متكرر.

وبالتالي فإن سير العمل يحولمسح لمرة واحدة في الأصول الرقمية القابلة لإعادة الاستخدام.

05تحسين الكفاءة والكمال وإعادة الاستخدام الرقمي

بالمقارنة مع سير العمل التقليدي للمسح، يوفر النظام التكنولوجي المطبق في يانكينجلي نهجا أكثر تكاملا لتوثيق المباني التاريخية.

• كفاءة الميدان:مبنى واحد يمكن أن يتم الاستيلاء عليه في حوالي1 ′′ 2 ساعات، مما يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لاكتساب البيانات في الموقع.
• الكمال المكاني:تدعم سير عمل SLAM المحمول التسجيل المستمر عبر البيئات الداخلية والخارجية،المساعدة في توثيق المساحات المترابطة التي قد يكون من الصعب مسحها باستخدام الأساليب التقليدية القائمة على المحطة.
• وثائق غير اتصالية:عملية الفحص تقلل من التفاعل المادي مع الهياكل التاريخية وتقلل من الحاجة إلى إعداد معدات واسعة النطاق.
• المنتجات الرقمية المزدوجة:يمكن لنفس مجموعة بيانات المجال إنتاج كل من غيوم النقاط الدقيقة للقياس ونماذج غاوسية ثلاثية الأبعاد الواقعية للتصور.
• قيمة البيانات على المدى الطويلمن خلال دمج النتائج في منصة تصور ثلاثية الأبعاد، يمكن أن تستمر بيانات المسح في دعم الحفظ والبحث والعرض والتعاون وتطوير التوأم الرقمي في المستقبل.

من بيانات المسح إلى أصول رقمية مستدامة

يظهر مشروع يانكينجلي أن قيمة مسح SLAM المحمول لا تقتصر على اكتساب الميدان بشكل أسرع.

يضع المشروع سير عمل رقمي كاملالمسح الميداني يقدم الأساس للمسح والتوثيق والتصور والتطبيقات المستقبلية.

يمنح الجمع بين سحب النقاط و 3D Gaussian Splatting أيضًا دورًا واضحًا لأنواع البيانات الرقمية المختلفة: توفر سحب النقاطأساس هندسي للقياس الدقيق، في حين أن 3D غاوس Splatting يوفربيئة فوتورياليسية للتصور والاستكشاف الغامر.

والأهم من ذلك، أن دمج هذه النتائج في منصة تصور ثلاثية الأبعاد يسمح للبيانات بالبقاء مفيدة لفترة طويلة بعد اكتمال المسح الأولي.

المناطق التاريخية تتغير حتما مع مرور الوقت بمجرد أن يتم توثيق معلوماتها المكانية رقمياً هذه البيانات يمكن أن تصبح سجل دائموالانخراط العام.

بدءا من مشاريع مثل يانكينجلي، تيانبانيت تواصل دمجمسح SLAM المحمول، معالجة السحابة النقطية، 3D Gaussian Splatting، وتصور 3Dبناء نهج أكثر شمولا للحفاظ على التراث الثقافي الرقمي.

منأسرع التقاط، إلىإعادة بناء أكثر واقعية، إلىإعادة الاستخدام الرقمي على المدى الطويل، كل مسح ميداني يمكن أن يصبح أصول رقمية قابلة لإعادة الاستخدام للمستقبل.