Kulturelles Erbe bewahrt die Erinnerung an die Geschichte und dokumentiert die Entwicklung von Zivilisationen. Da digitale Technologien das Feld der Denkmalpflege weiterhin verändern, ist die Frage, wie historische Stätten genau dokumentiert, erhalten und innovativ präsentiert werden können, zu einer immer wichtigeren Herausforderung geworden.

Im Juli dieses Jahres schlossen sich Wuhan Tianbaonet Technology Co., Ltd. (Tianbaonet) und die Hubei University of Technology offiziell zusammen, um ein digitales Erhaltungsprojekt für das kaiserliche Mausoleum Mingxianling durchzuführen. Tianbaonet stellte während des gesamten Projekts professionelle 3D-Scanning-Ausrüstung zur Verfügung und erbrachte technische Dienstleistungen vor Ort. Basierend auf den spezifischen Anforderungen des Standorts entwickelte das Projektteam unter Nutzung seiner umfassenden Expertise in der 3D-Digitalisierung eine integrierte Luft-Boden-Lösung, die UAV-Schrägphotogrammetrie, terrestrisches 3D-Scannen und 3D Gaussian Splatting (3DGS) kombiniert. Die Lösung ermöglichte eine umfassende digitale Datenerfassung und 3D-Szenenrekonstruktion und bot eine solide Datengrundlage für die Denkmalpflege, Forschung und digitale Präsentation.

Das kaiserliche Mausoleum Mingxianling in Zhongxiang, Provinz Hubei, wurde während der Ming-Dynastie vom Jiajing-Kaiser für die gemeinsame Bestattung seiner Eltern erbaut. Es ist einer der größten und am besten erhaltenen kaiserlichen Mausoleumskomplexe aus der Ming-Dynastie in China. Seine charakteristische „zwei Gräber in einem Mausoleum"-Anordnung, die exquisite glasierte Bildschirmwand und der sorgfältig angeordnete architektonische Komplex verkörpern einen bedeutenden historischen, künstlerischen und kulturellen Wert.

In den letzten Jahren haben sich digitale Technologien wie 3D-Scannen, UAV-Schrägphotogrammetrie und realitätsbasierte 3D-Rekonstruktion weiterentwickelt und treiben die Denkmalpflege allmählich von der konventionellen Dokumentation hin zu digitalen und intelligenten Ansätzen voran. Im Vergleich zu traditionellen Vermessungs- und Kartierungsmethoden können digitale Technologien die räumliche Struktur, architektonische Formen und die umgebenden Umgebungsbeziehungen von Kulturerbestätten umfassender erfassen und liefern zuverlässige Daten für Restaurierung und Erhaltung, akademische Forschung und digitale Visualisierung.

Für dieses Projekt trug die Hubei University of Technology ihre Forschungsexpertise in der digitalen Denkmalpflege bei, während Tianbaonet seine technischen Fähigkeiten in der 3D-Datenerfassung, Gerätebereitstellung und Projektumsetzung nutzte, um Feldoperationen und Datenproduktion zu unterstützen. Durch diese universitäts-industrielle Zusammenarbeit förderten die beiden Parteien gemeinsam die tiefere Integration digitaler Technologien mit der Erhaltung des kulturellen Erbes.

Mingxianling erstreckt sich über eine große Fläche, mit historischen Gebäuden, Steinschnitzereien, kaiserlichen Wegen, Außenmauern und anderen Kulturerbe-Elementen, die über das Gelände verteilt sind. Traditionelle manuelle Vermessungen können im Allgemeinen nur lokalisierte Abmessungen erfassen, was es schwierig macht, die räumlichen Gesamtbeziehungen und feinen Texturen von Steinschnitzereien, Strukturelementen und architektonischen Details umfassend zu erhalten. Gleichzeitig kann die alleinige Abhängigkeit von der UAV-Schrägphotogrammetrie zu unzureichenden Details und Texturverzerrungen in Bereichen wie Gebäudedachvorsprüngen, Inschriften und dekorativen Schnitzereien führen, was die Anforderungen an eine hochpräzise Kulturerbedokumentation und Restaurierungsforschung erschwert.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wählte das technische Team von Tianbaonet einen integrierten Luft-Boden-Datenerfassungsansatz. Die UAV-Schrägphotogrammetrie wurde zur Erfassung großflächiger räumlicher Informationen eingesetzt, während das terrestrische 3D-Scannen zur Ergänzung detaillierter Daten in Schlüsselbereichen verwendet wurde. Die resultierenden Multi-Source-Datensätze wurden dann mit Lixel CyberColor (LCC)-Technologie integriert und zu einer 3D-Szene rekonstruiert.

Das Projekt setzte zunächst auf UAV-basierte Schrägphotogrammetrie, um Mehrwinkelbilder des Standorts zu sammeln. Dies ermöglichte die umfassende Erfassung räumlicher Informationen, die die Außenmauern, die architektonische Anlage, Straßen, Wasserwege und die Umgebung von Mingxianling abdeckten, und schuf schnell eine digitale Datengrundlage für den gesamten Mausoleumskomplex.

Für wichtige Gebäude und steingeschnitzte Elemente auf dem gesamten Gelände verwendete das technische Team den Liguang K2 Handheld 3D-Scanner zur detaillierten Datenerfassung. Das Gerät ist leicht und tragbar, bietet eine hohe Erfassungseffizienz und ermöglicht flexible Einsätze in komplexem Gelände wie Stufen und Hängen. Sein integriertes RTK-Modul kann nahtlos mit dem Koordinatensystem der UAV-Bilder abgeglichen werden, was hilft, konsistente räumliche Referenzen zwischen Luft- und terrestrischen Datensätzen aufrechtzuerhalten und eine zuverlässige Grundlage für die nachfolgende Datenintegration zu schaffen.

Nach Abschluss der Feldaufnahme verwendete das Team die LCC Luft-Boden-Datenfusions-Technologie, um Luft- und terrestrische Datensätze automatisch zu integrieren. In Kombination mit einem optimierten 3D Gaussian Splatting (3DGS)-Algorithmus ermöglichte der Workflow die schnelle Generierung eines realitätsbasierten 3D-Modells mit zentimetergenauer Genauigkeit.

Das resultierende Modell reproduziert originalgetreu die äußeren architektonischen Strukturen, die steingeschnitzten Elemente und die gesamte Landschaftskonfiguration des Mausoleums der Ming-Dynastie und bewahrt gleichzeitig authentische Farben und Oberflächentexturen, die vor Ort erfasst wurden.

Im Vergleich zur traditionellen 2D-Dokumentation bieten die 3D-digitalen Ergebnisse eine intuitivere Darstellung der räumlichen Beziehungen innerhalb der Kulturerbestätte. Dies erweitert die Denkmalpflege von der physischen Erhaltung zur digitalen Erhaltung, wodurch wertvolle historische Informationen zeitliche und räumliche Grenzen überschreiten und für langfristige Forschung, Erhaltung und digitale Präsentation verfügbar bleiben.

Von der Erhaltung des kulturellen Erbes bis zur industriellen Digitalisierung, von der Ingenieurkonstruktion bis zum städtischen Raummanagement erweitern 3D-Digitaltechnologien kontinuierlich ihre Anwendungsbereiche.

Tianbaonets Teilnahme am digitalen Erhaltungsprojekt Mingxianling stellt eine weitere wertvolle Anwendung seiner Expertise in der 3D-räumlichen Datenerfassung und -digitalisierung dar. Aufbauend auf umfangreicher Erfahrung in 3D-Vermessungs- und Kartierungsprojekten integriert Tianbaonet weiterhin fortschrittliche Ausrüstung, professionelle Technologien und branchenspezifische Anforderungen, um integrierte Lösungen für Datenerfassung, 3D-Rekonstruktion und digitale Anwendungsbereiche zu liefern.

Mit Blick auf die Zukunft wird sich Tianbaonet weiterhin auf 3D-räumliche Datenerfassung, intelligente Rekonstruktion und digitale Anwendungen konzentrieren und die Einführung fortschrittlicher Vermessungs- und Kartierungstechnologien in Bereichen wie Stadterneuerung, Erhaltung des kulturellen Erbes und Ingenieurkonstruktion fördern. Durch die digitale Erhaltung wertvollerer räumlicher Informationen engagiert sich Tianbaonet dafür, Technologie zu einer dauerhaften Brücke zwischen Vergangenheit und Zukunft zu machen.