میراث فرهنگی حافظه تاریخ را حفظ می کند و تکامل تمدن ها را ثبت می کند. با ادامه تحول فناوری های دیجیتال در زمینه حفاظت از میراث، نحوه مستندسازی دقیق، حفظ و ارائه نوآورانه سایت های تاریخی به چالشی فزاینده مهم تبدیل شده است.

در ماه جولای امسال، شرکت فناوری ووهان تیانباونت (تیانباونت) رسماً با دانشگاه فناوری هوبی برای اجرای پروژه حفاظت دیجیتال مقبره سلطنتی مینگشیانلینگ همکاری کرد. تیانباونت تجهیزات اسکن سه بعدی حرفه ای را در طول پروژه ارائه داد و خدمات فنی در محل را ارائه کرد. با بهره گیری از تخصص گسترده خود در دیجیتالی سازی سه بعدی، تیم پروژه یک راه حل یکپارچه هوایی-زمینی ترکیبی از فتوگرامتری اریب پهپاد، اسکن سه بعدی زمینی و اسپلتینگ سه بعدی گوسی (3DGS) را بر اساس الزامات خاص سایت توسعه داد. این راه حل امکان اکتساب جامع داده های دیجیتال و بازسازی صحنه سه بعدی را فراهم کرد و پایه داده ای قوی برای حفاظت از میراث، تحقیق و ارائه دیجیتال فراهم نمود.

مقبره سلطنتی مینگشیانلینگ واقع در ژونگشیانگ، استان هوبی، در سلسله مینگ توسط امپراتور جیاجینگ برای دفن مشترک والدینش ساخته شد. این یکی از بزرگترین و بهترین مقبره های سلطنتی حفظ شده از سلسله مینگ در چین است. چیدمان متمایز آن، دو مقبره در یک مقبره"، دیوار صفحه لعابدار نفیس و مجموعه معماری با دقت چیده شده، ارزش تاریخی، هنری و فرهنگی قابل توجهی را تجسم می بخشد.

در سال های اخیر، فناوری های دیجیتال مانند اسکن سه بعدی، فتوگرامتری اریب پهپاد و بازسازی سه بعدی مبتنی بر واقعیت به طور مداوم بالغ شده اند و به تدریج حفاظت از میراث را از مستندسازی سنتی به سمت رویکردهای دیجیتال و هوشمند سوق می دهند. در مقایسه با روش های سنتی نقشه برداری و ترسیم، فناوری های دیجیتال می توانند ساختار فضایی، اشکال معماری و روابط محیطی اطراف سایت های میراث را به طور جامع تری ثبت کنند و داده های قابل اعتمادی را برای مرمت و حفاظت، تحقیقات علمی و تجسم دیجیتال فراهم کنند.

برای این پروژه، دانشگاه فناوری هوبی تخصص تحقیقاتی خود را در مطالعات میراث دیجیتال مشارکت داد، در حالی که تیانباونت از قابلیت های فنی خود در اکتساب داده های سه بعدی، استقرار تجهیزات و اجرای پروژه برای پشتیبانی از عملیات میدانی و تولید داده ها بهره برد. از طریق این همکاری دانشگاه و صنعت، دو طرف برای ترویج ادغام عمیق تر فناوری های دیجیتال با حفاظت از میراث فرهنگی با هم همکاری کردند.

مینگشیانلینگ مساحت وسیعی را پوشش می دهد، با ساختمان های تاریخی، حکاکی های سنگی، مسیرهای سلطنتی، دیوارهای بیرونی و سایر عناصر میراث که در سراسر سایت توزیع شده اند. نقشه برداری دستی سنتی به طور کلی می تواند فقط ابعاد موضعی را ثبت کند و حفظ جامع روابط فضایی کلی و بافت های دقیق حکاکی های سنگی، عناصر ساختاری و جزئیات معماری را دشوار می کند. در همین حال، اتکا صرف به فتوگرامتری اریب پهپاد ممکن است منجر به جزئیات ناکافی و اعوجاج بافت در مناطقی مانند لبه های ساختمان، کتیبه ها و حکاکی های تزئینی شود و دستیابی به الزامات مستندسازی میراث با دقت بالا و تحقیقات مرمت را دشوار کند.

برای رسیدگی به این چالش ها، تیم فنی تیانباونت یک رویکرد اکتساب داده های یکپارچه هوایی-زمینی را اتخاذ کرد. فتوگرامتری اریب پهپاد برای ثبت اطلاعات فضایی در مقیاس بزرگ استفاده شد، در حالی که اسکن سه بعدی زمینی برای تکمیل داده های دقیق در مناطق کلیدی به کار گرفته شد. مجموعه داده های چند منبع حاصل سپس با استفاده از فناوری Lixel CyberColor (LCC) ادغام و در یک صحنه سه بعدی بازسازی شدند.

این پروژه ابتدا از فتوگرامتری اریب مبتنی بر پهپاد برای جمع آوری تصاویر چند منظره از سایت استفاده کرد. این امر امکان اکتساب جامع اطلاعات فضایی را که دیوارهای بیرونی، چیدمان معماری، جاده ها، آبراه ها و محیط اطراف مینگشیانلینگ را پوشش می دهد، فراهم کرد و به سرعت یک پایه داده دیجیتال برای کل مجموعه مقبره ایجاد نمود.

برای ساختمان های اصلی و عناصر حکاکی شده سنگی در سراسر سایت، تیم فنی از اسکنر سه بعدی دستی Liguang K2 برای اکتساب داده های دقیق استفاده کرد. این دستگاه سبک و قابل حمل، راندمان اکتساب بالایی را ارائه می دهد و امکان عملیات انعطاف پذیر را در زمین های پیچیده مانند پله ها و شیب ها فراهم می کند. ماژول RTK یکپارچه آن می تواند به طور یکپارچه با سیستم مختصات تصاویر پهپاد همسو شود و به حفظ مراجع فضایی سازگار بین مجموعه داده های هوایی و زمینی کمک کند و پایه ای قابل اعتماد برای ادغام داده های بعدی فراهم کند.

پس از اتمام اکتساب میدانی، تیم از فناوری ادغام داده های هوایی-زمینی LCC برای ادغام خودکار مجموعه داده های هوایی و زمینی استفاده کرد. همراه با یک الگوریتم بهینه شده اسپلتینگ سه بعدی گوسی (3DGS)، گردش کار امکان تولید سریع یک مدل سه بعدی مبتنی بر واقعیت با دقت در سطح سانتی متر را فراهم کرد.

مدل حاصل، ساختارهای معماری خارجی، عناصر حکاکی شده سنگی و پیکربندی کلی منظره مقبره سلسله مینگ را با وفاداری بازتولید می کند، در حالی که رنگ های اصیل و بافت های سطحی ثبت شده در محل را حفظ می کند.

در مقایسه با مستندسازی سنتی دو بعدی، خروجی های دیجیتال سه بعدی نمایش بصری تری از روابط فضایی در سایت میراث ارائه می دهند. این امر حفاظت از میراث را از حفاظت فیزیکی به حفاظت دیجیتال گسترش می دهد و به اطلاعات تاریخی ارزشمند اجازه می دهد تا محدودیت های زمان و فضا را پشت سر بگذارند و برای تحقیقات طولانی مدت، حفاظت و ارائه دیجیتال در دسترس باقی بمانند.

از حفاظت از میراث فرهنگی تا دیجیتالی سازی صنعتی، و از ساخت و ساز مهندسی تا مدیریت فضایی شهری، فناوری های دیجیتال سه بعدی به طور مداوم مرزهای کاربرد خود را گسترش می دهند.

مشارکت تیانباونت در پروژه حفاظت دیجیتال مینگشیانلینگ نشان دهنده کاربرد ارزشمند دیگری از تخصص آن در اکتساب و دیجیتالی سازی داده های فضایی سه بعدی است. تیانباونت با بهره گیری از تجربه گسترده در پروژه های نقشه برداری و ترسیم سه بعدی، به ادغام تجهیزات پیشرفته، فناوری های حرفه ای و الزامات خاص صنعت برای ارائه راه حل های یکپارچه شامل اکتساب داده ها، بازسازی سه بعدی و کاربردهای خروجی دیجیتال ادامه می دهد.

در آینده، تیانباونت به تمرکز بر اکتساب داده های فضایی سه بعدی، بازسازی هوشمند و کاربردهای دیجیتال ادامه خواهد داد و پذیرش فناوری های پیشرفته نقشه برداری و ترسیم را در زمینه هایی از جمله نوسازی شهری، حفاظت از میراث فرهنگی و ساخت و ساز مهندسی ترویج خواهد کرد. تیانباونت با حفظ دیجیتال اطلاعات فضایی ارزشمندتر، متعهد به ایجاد پلی پایدار بین گذشته و آینده با استفاده از فناوری است.