Il patrimonio culturale preserva la memoria della storia e registra l'evoluzione delle civiltà. Poiché le tecnologie digitali continuano a trasformare il campo della conservazione del patrimonio, come documentare, preservare e presentare in modo innovativo i siti storici è diventata una sfida sempre più importante.

Nel luglio di quest'anno, Wuhan Tianbaonet Technology Co., Ltd. (Tianbaonet) si è ufficialmente unita all'Università di Tecnologia di Hubei per realizzare un progetto di conservazione digitale del Mausoleo Imperiale di Mingxianling. Tianbaonet ha fornito attrezzature professionali per la scansione 3D durante tutto il progetto e ha fornito servizi tecnici in loco. Sfruttando la sua vasta esperienza nella digitalizzazione 3D, il team di progetto ha sviluppato una soluzione integrata aerea-terrestre che combina fotogrammetria obliqua con droni, scansione 3D terrestre e Gaussian Splatting 3D (3DGS) basata sui requisiti specifici del sito. La soluzione ha consentito l'acquisizione completa di dati digitali e la ricostruzione di scene 3D, fornendo una solida base di dati per la conservazione del patrimonio, la ricerca e la presentazione digitale.

Situato a Zhongxiang, nella provincia di Hubei, il Mausoleo Imperiale di Mingxianling fu costruito durante la dinastia Ming dall'imperatore Jiajing per la sepoltura congiunta dei suoi genitori. È uno dei complessi di mausolei imperiali più grandi e meglio conservati della dinastia Ming in Cina. Il suo distintivo layout due tombe all'interno di un mausoleo", l'esquisito muro di schermo smaltato e il complesso architettonico attentamente disposto incarnano un significativo valore storico, artistico e culturale.

Negli ultimi anni, le tecnologie digitali come la scansione 3D, la fotogrammetria obliqua con droni e la ricostruzione 3D basata sulla realtà hanno continuato a maturare, guidando gradualmente la conservazione del patrimonio dalla documentazione convenzionale verso approcci digitali e intelligenti. Rispetto ai metodi tradizionali di rilievo e mappatura, le tecnologie digitali possono catturare la struttura spaziale, le forme architettoniche e le relazioni ambientali circostanti dei siti del patrimonio in modo più completo, fornendo dati affidabili per il restauro e la conservazione, la ricerca accademica e la visualizzazione digitale.

Per questo progetto, l'Università di Tecnologia di Hubei ha contribuito con la sua esperienza di ricerca negli studi sul patrimonio digitale, mentre Tianbaonet ha sfruttato le sue capacità tecniche nell'acquisizione di dati 3D, nel dispiegamento di attrezzature e nell'implementazione di progetti per supportare le operazioni sul campo e la produzione di dati. Attraverso questa collaborazione università-industria, le due parti hanno lavorato insieme per promuovere una maggiore integrazione delle tecnologie digitali con la conservazione del patrimonio culturale.

Mingxianling copre un'area estesa, con edifici storici, sculture in pietra, sentieri imperiali, mura esterne e altri elementi del patrimonio distribuiti in tutto il sito. Il rilievo manuale tradizionale può generalmente catturare solo dimensioni localizzate, rendendo difficile preservare in modo completo le relazioni spaziali complessive e le trame fini delle sculture in pietra, degli elementi strutturali e dei dettagli architettonici. Nel frattempo, affidarsi esclusivamente alla fotogrammetria obliqua con droni può comportare dettagli insufficienti e distorsioni delle texture in aree come gronde degli edifici, iscrizioni e sculture decorative, rendendo difficile soddisfare i requisiti della documentazione del patrimonio ad alta precisione e della ricerca sul restauro.

Per affrontare queste sfide, il team tecnico di Tianbaonet ha adottato un approccio integrato di acquisizione di dati aerei-terrestri. La fotogrammetria obliqua con droni è stata utilizzata per acquisire informazioni spaziali su larga scala, mentre la scansione 3D terrestre è stata impiegata per integrare dati dettagliati in aree chiave. I set di dati multi-sorgente risultanti sono stati quindi integrati e ricostruiti in una scena 3D utilizzando la tecnologia Lixel CyberColor (LCC).

Il progetto ha inizialmente impiegato la fotogrammetria obliqua basata su droni per raccogliere immagini multi-vista del sito. Ciò ha consentito l'acquisizione completa di informazioni spaziali che coprono le mura esterne, la disposizione architettonica, le strade, i corsi d'acqua e l'ambiente circostante di Mingxianling, stabilendo rapidamente una base di dati digitali per l'intero complesso del mausoleo.

Per i principali edifici e gli elementi scolpiti in pietra in tutto il sito, il team tecnico ha utilizzato lo scanner 3D portatile Liguang K2 per l'acquisizione di dati dettagliati. Leggero e portatile, il dispositivo offre un'elevata efficienza di acquisizione e consente un funzionamento flessibile su terreni complessi come gradini e pendii. Il suo modulo RTK integrato può allinearsi perfettamente con il sistema di coordinate delle immagini del drone, aiutando a mantenere riferimenti spaziali coerenti tra i set di dati aerei e terrestri e fornendo una base affidabile per la successiva integrazione dei dati.

Dopo il completamento dell'acquisizione sul campo, il team ha utilizzato la tecnologia di fusione dati aerei-terrestri LCC per integrare automaticamente i set di dati aerei e terrestri. Combinato con un algoritmo ottimizzato di Gaussian Splatting 3D (3DGS), il flusso di lavoro ha consentito la rapida generazione di un modello 3D basato sulla realtà con precisione a livello di centimetro.

Il modello risultante riproduce fedelmente le strutture architettoniche esterne, gli elementi scolpiti in pietra e la configurazione generale del paesaggio del mausoleo della dinastia Ming, preservando al contempo colori autentici e texture superficiali catturate sul sito.

Rispetto alla documentazione 2D tradizionale, i deliverable digitali 3D forniscono una rappresentazione più intuitiva delle relazioni spaziali all'interno del sito del patrimonio. Ciò estende la conservazione del patrimonio dalla conservazione fisica alla conservazione digitale, consentendo alle preziose informazioni storiche di trascendere i limiti di tempo e spazio e rimanere disponibili per la ricerca a lungo termine, la conservazione e la presentazione digitale.

Dalla conservazione del patrimonio culturale alla digitalizzazione industriale, e dalla costruzione ingegneristica alla gestione spaziale urbana, le tecnologie digitali 3D stanno continuamente espandendo i loro confini di applicazione.

La partecipazione di Tianbaonet al progetto di conservazione digitale di Mingxianling rappresenta un'altra preziosa applicazione della sua esperienza nell' acquisizione e digitalizzazione di dati spaziali 3D. Basandosi su una vasta esperienza in progetti di rilievo e mappatura 3D, Tianbaonet continua a integrare attrezzature avanzate, tecnologie professionali e requisiti specifici del settore per fornire soluzioni integrate che coprono l'acquisizione di dati, la ricostruzione 3D e le applicazioni di deliverable digitali.

Guardando al futuro, Tianbaonet continuerà a concentrarsi sull' acquisizione di dati spaziali 3D, sulla ricostruzione intelligente e sulle applicazioni digitali, promuovendo l'adozione di tecnologie avanzate di rilievo e mappatura in settori quali il rinnovamento urbano, la conservazione del patrimonio culturale e la costruzione ingegneristica. Digitalizzando e preservando più informazioni spaziali preziose, Tianbaonet si impegna a rendere la tecnologia un ponte duraturo tra passato e futuro.