Un bâtiment centenaire mérite plus qu’une collection de photographies ou un ensemble de dessins 2D. Pour les quartiers historiques tels que Yanqingli, les bâtiments sont densément répartis le long de rues étroites, de cours interconnectées et d'espaces intérieurs et extérieurs complexes. Dans le même temps, le site reste partie intégrante d’un environnement urbain actif, où les résidents et les visiteurs se déplacent dans la zone.

Cela crée un défi pratique :

Comment les bâtiments historiques peuvent-ils être documentés rapidement et de manière complète tout en minimisant les perturbations sur le site ?

Pour le projet de documentation numérique du district historique de Yanqingli, Tianbaonet a développé un flux de travail intégré centré surScanner SLAM portable L2Pro, combinantNumérisation 3D, traitement des nuages ​​de points, éclaboussures gaussiennes 3D et visualisation 3D.

La solution a réduit le temps d'acquisition pour un seul bâtiment à environ1 à 2 heures, générant des nuages ​​de points haute densité aux couleurs vraies et des modèles photoréalistes d'éclaboussures gaussiennes 3D. Les ressources numériques résultantes ont ensuite été intégrées dans une plateforme de visualisation 3D, étendant ainsi la valeur de l'enquête au-delà de la collecte de données.mesure, visualisation, archivage numérique et réutilisation à long terme.

01. Le défi : numériser un quartier historique complexe

La numérisation d’un quartier historique implique bien plus que l’étude de bâtiments individuels. Les bâtiments, les rues, les cours et les espaces intérieurs forment un environnement continu et très complexe.

À Yanqingli, les rues étroites et les bâtiments densément disposés rendaient difficile l'organisation des flux de travail d'arpentage conventionnels. L'enquête devait également tenir compte des résidents et des visiteurs utilisant le site pendant le projet.

L'équipe devait capturer des éléments architecturaux tels que des murs, des portes, des fenêtres, des poutres, des colonnes et des détails décoratifs tout en minimisant les interférences avec les activités normales du site.

• Les méthodes d'arpentage traditionnelles nécessitent généralement une combinaison de rubans à mesurer, de stations totales, de photographies à courte portée et d'autres équipements. Selon le bâtiment, les travaux sur le terrain peuvent prendre1 à 3 jours par bâtiment.
• Les équipements basés sur les stations peuvent également nécessiter un repositionnement fréquent lorsque l'on travaille dans des rues étroites ou dans des espaces intérieurs et extérieurs interconnectés, ce qui augmente la complexité opérationnelle.
• La photogrammétrie des drones offre de précieuses perspectives aériennes, mais son efficacité peut être limitée par la végétation, les intérieurs des bâtiments, les rues étroites et d'autres zones à visibilité réduite.

Le défi ne consistait donc pas simplement à obtenir une plus grande précision de mesure. Le projet nécessitait un flux de travail qui pourraitcapturer des espaces complexes plus rapidement, les enregistrer de manière plus complète et préserver les données pour les applications numériques en aval.

S'appuyant sur des années d'expérience dans l'arpentage des bâtiments historiques et la préservation numérique, Tianbaonet a développé unflux de documentation numérique sans contact, efficace et réutilisablecentré sur le scanner laser 3D portable L2Pro.

02. La solution : de la capture de terrain à l'application numérique

La solution n'est pas un appareil unique, mais un flux de production numérique intégré :

Numérisation SLAM portable L2Pro → Traitement des nuages ​​de points → Éclaboussures gaussiennes 3D → Visualisation 3D

1. Acquisition rapide de données sur le terrain

Pendant le travail sur le terrain, les géomètres ont transporté le L2Pro à l'intérieur et dans les zones environnantes des bâtiments, capturant des données spatiales tout en se déplaçant.

En intégrantLiDAR, imagerie visuelle, positionnement inertiel basé sur IMU et positionnement RTK, le système peut cartographier des environnements complexes tout en collectant simultanément des informations spatiales et chromatiques.

Le flux de travail est particulièrement adapté aux rues étroites, aux espaces clos, aux environnements faiblement éclairés et à d'autres zones où la topographie conventionnelle peut être difficile à déployer.

Les données résultantes comprennentNuages ​​de points géoréférencés et haute densité aux couleurs vraies, fournissant une représentation numérique détaillée de l’environnement étudié.

Étant donné que le système est portable et sans contact, il élimine le besoin d’une configuration d’équipement approfondie et contribue à minimiser les interférences physiques avec les structures historiques.

2. Traitement automatisé des nuages ​​de points

Après l'acquisition sur le terrain, les données collectées peuvent être traitées dansLixelStudio, où le filtrage du bruit et la reconstruction des nuages ​​de points sont effectués efficacement.

Le nuage de points traité sert ensuite de base géométrique pour une reconstruction 3D ultérieure.

3. Reconstruction d'éclaboussures gaussiennes 3D

Le nuage de points et les images sont ensuite traités à l'aide deLixel CyberColorgénérer de la haute fidélitéLCC Modèles 3D d'éclaboussures gaussiennes.

Le nuage de points fournit des contraintes géométriques, tandis que les images capturées fournissent des informations visuelles riches, produisant une représentation numérique photoréaliste de l'environnement historique.

4. Visualisation 3D et application

Les actifs numériques qui en résultent sont finalement publiés viaSolution de tête, la plateforme de visualisation 3D et de micro-applications de Tianbaonet.

Cela crée un flux de travail continu à partir de :

Capture de terrain → Traitement des données → Reconstruction 3D → Visualisation → Application

Au lieu de combiner des outils et des services déconnectés provenant de plusieurs fournisseurs, le projet établit un flux de travail intégré pour la numérisation des bâtiments historiques.

03. Une enquête, plusieurs livrables numériques

La valeur du projet ne s’arrête pas à l’acquisition de données sur le terrain.

Le même ensemble de données de terrain a généré deux principaux livrables numériques :

Nuages ​​de points haute densité aux couleurs vraies + modèles d'éclaboussures gaussiennes 3D

Plutôt que de dupliquer la même fonction, les deux ensembles de données répondent à des objectifs différents.

01. Nuages ​​de points haute densité en couleurs vraies

Rendre les bâtiments historiques mesurables et analysables

Les données du nuage de points sont géoréférencées et fournissent des détails géométriques au niveau centimétrique, permettant aux utilisateurs d'extraireplans, élévations, coupes et mesures architecturales détailléesdirectement à partir de l’ensemble de données numériques.

Des sections arbitraires peuvent être générées selon les besoins, permettant aux architectes, aux équipes de conservation, aux chercheurs et aux géomètres d'accéder aux informations dont ils ont besoin sans revenir à plusieurs reprises sur le site physique.

Le nuage de points sert donc defondation de données géométriquespour les travaux ultérieurs d'arpentage, de documentation, d'analyse et de restauration.

02. Modèles d'éclaboussures gaussiennes 3D

Rendre les bâtiments historiques immersifs et accessibles

Le modèle 3D Gaussian Splatting fournit une représentation très réaliste de l’environnement historique.

Les détails tels que les murs de briques, les textures de maçonnerie, les portes et fenêtres, les éléments décoratifs et les éléments architecturaux peuvent être visualisés dans un environnement 3D immersif.

Le modèle prend en charge des applications telles quenavigation, coupe, mesure et annotation en temps réel, transformant un dossier architectural traditionnel en un espace numérique interactif.

Au lieu de simplement documenter les dimensions, le modèle numérique permet aux utilisateurs d'entrer, d'explorer, de présenter et de partager virtuellement l'environnement historique.

04. De la documentation numérique à la réutilisation à long terme

Pour la numérisation des bâtiments historiques, réaliser une analyse n’est que le début.

La véritable valeur réside dans la question de savoir si les données obtenues peuvent continuer à prendre en charge différentes applications une fois l'enquête initiale terminée.

Pour Yanqingli, Tianbaonet a intégré les actifs numériques collectés, traités et reconstruits dans lePlateforme de visualisation 3D et de micro-applications Headsolution.

Une seule enquête de terrain peut donc prendre en charge plusieurs cas d’usage :

Conception d'arpentage et de restauration

Les données des nuages ​​de points peuvent être utilisées directement pour les mesures, la production de dessins et les workflows ultérieurs de restauration et de conception.

Archivage numérique

Les informations spatiales complètes des bâtiments centenaires peuvent être conservées numériquement pour un stockage à long terme et une référence future.

Collaboration à distance et présentation de projet

Les acteurs du projet peuvent explorer à distance le quartier historique en 3D sans être physiquement présents, faisant de la maquette numérique un outil pratique de communication et de présentation des projets.

Communication sur le patrimoine culturel

Des scènes 3D photoréalistes peuvent être utilisées pour des expositions en ligne et des expériences de patrimoine culturel numérique, aidant ainsi les quartiers historiques à toucher un public plus large.

Fondation Jumeau Numérique

Pour le futur développement de jumeaux numériques à l’échelle d’un district, les nuages ​​de points existants et les ensembles de données d’éclaboussures gaussiennes 3D peuvent servir de base spatiale, réduisant ainsi le besoin d’acquisitions répétées sur le terrain.

Le workflow transforme donc unenquête ponctuelle sur un actif numérique réutilisable.

05. Améliorer l'efficacité, l'exhaustivité et la réutilisabilité numérique

Comparé aux flux de travail d'arpentage conventionnels, le système technologique mis en œuvre à Yanqingli offre une approche plus intégrée de la documentation des bâtiments historiques.

• Efficacité sur le terrain :Un seul bâtiment peut être capturé dans environ1 à 2 heures, réduisant considérablement le temps nécessaire à l'acquisition des données sur site.
• Complétude spatiale :Le flux de travail SLAM portable prend en charge la capture continue dans les environnements intérieurs et extérieurs, aidant ainsi à documenter les espaces interconnectés qui peuvent être difficiles à étudier à l'aide de méthodes conventionnelles basées sur des stations.
• Documentation sans contact :Le processus de numérisation minimise l'interaction physique avec les structures historiques et réduit le besoin d'une configuration d'équipement approfondie.
• Livrables doubles numériques :Le même ensemble de données de terrain peut générer à la fois des nuages ​​de points précis pour la mesure et des modèles photoréalistes d'éclaboussures gaussiennes 3D pour la visualisation.
• Valeur des données à long terme :En intégrant les résultats dans une plateforme de visualisation 3D, les données d'enquête peuvent continuer à soutenir la conservation, la recherche, la présentation, la collaboration et le futur développement de jumeaux numériques.

Des données d’enquête à un actif numérique durable

Le projet Yanqingli démontre que la valeur du balayage SLAM portable ne se limite pas à une acquisition plus rapide sur le terrain.

Le projet établit un flux de travail numérique complet dans lequelune seule enquête sur le terrain constitue la base de l'enquête, de la documentation, de la visualisation et des applications futures.

La combinaison des nuages ​​de points et du Splatting Gaussien 3D confère également à différents types de données numériques un rôle clair : les nuages ​​de points fournissent lefondation géométrique pour une mesure précise, tandis que l'éclaboussure gaussienne 3D fournit unenvironnement photoréaliste pour la visualisation et l'exploration immersive.

Plus important encore, l’intégration de ces livrables dans une plateforme de visualisation 3D permet aux données de rester utiles longtemps après la fin de l’enquête initiale.

Les quartiers historiques évoluent inévitablement avec le temps. Une fois leurs informations spatiales documentées numériquement, ces données peuvent devenir un enregistrement durable pour de futures restaurations, recherches, expositions et engagements publics.

En commençant par des projets tels que Yanqingli, Tianbaonet continue d'intégrernumérisation SLAM portable, traitement des nuages ​​de points, éclaboussures gaussiennes 3D et visualisation 3Dconstruire une approche plus complète de la préservation du patrimoine culturel numérique.

Depuiscapture plus rapide, àreconstruction plus réaliste, àréutilisation numérique à long terme, chaque enquête de terrain peut devenir un actif numérique réutilisable pour le futur.