Stuletni budynek zasługuje na coś więcej niż tylko zbiór fotografii czy zestaw rysunków 2D. W dzielnicach historycznych, takich jak Yanqingli, budynki są gęsto rozmieszczone wzdłuż wąskich uliczek, połączonych dziedzińców i złożonych przestrzeni wewnętrznych i zewnętrznych. Jednocześnie obiekt pozostaje częścią aktywnego środowiska miejskiego, a mieszkańcy i goście przemieszczają się po tym obszarze.

Stanowi to praktyczne wyzwanie:

W jaki sposób można szybko i kompleksowo udokumentować budynki historyczne, minimalizując jednocześnie zakłócenia w obiekcie?

Na potrzeby projektu dokumentacji cyfrowej dzielnicy historycznej Yanqingli firma Tianbaonet opracowała zintegrowany przepływ pracy skupiający się na:Ręczny skaner SLAM L2Pro, łączącSkanowanie 3D, przetwarzanie chmur punktów, rozpryskiwanie gaussowskie 3D i wizualizacja 3D.

Rozwiązanie skróciło czas pozyskiwania pojedynczego budynku do około1–2 godziny, generując chmury punktów o dużej gęstości w rzeczywistych kolorach i fotorealistyczne modele 3D Gaussa Splatting. Powstałe zasoby cyfrowe zostały następnie zintegrowane z platformą wizualizacji 3D, co rozszerzyło wartość ankiety poza gromadzenie danychpomiary, wizualizacja, cyfrowa archiwizacja i długotrwałe ponowne wykorzystanie.

01. Wyzwanie: digitalizacja złożonej dzielnicy historycznej

Digitalizacja historycznej dzielnicy wymaga znacznie więcej niż inwentaryzacji poszczególnych budynków. Budynki, ulice, dziedzińce i przestrzenie wewnętrzne tworzą ciągłe i bardzo złożone środowisko.

W Yanqingli wąskie uliczki i gęsto rozmieszczone budynki utrudniały organizację konwencjonalnych procesów geodezyjnych. W ankiecie należało także uwzględnić mieszkańców i gości korzystających z obiektu w trakcie realizacji projektu.

Zespół musiał uchwycić elementy architektoniczne, takie jak ściany, drzwi, okna, belki, kolumny i detale dekoracyjne, minimalizując jednocześnie zakłócenia normalnej działalności na miejscu.

• Tradycyjne metody geodezyjne zazwyczaj wymagają połączenia taśm mierniczych, tachimetrów, fotografii bliskiego zasięgu i innego sprzętu. W zależności od budynku prace w terenie mogą zająć1–3 dni na budynek.
• Sprzęt stacyjny może również wymagać częstej zmiany położenia podczas pracy w wąskich uliczkach lub w połączonych ze sobą przestrzeniach wewnętrznych i zewnętrznych, co zwiększa złożoność operacyjną.
• Fotogrametria UAV zapewnia cenne perspektywy lotnicze, ale jej skuteczność może ograniczać roślinność, wnętrza budynków, wąskie uliczki i inne obszary o ograniczonej widoczności.

Wyzwaniem nie było zatem po prostu osiągnięcie wyższej dokładności pomiaru. Projekt wymagał przepływu pracy, który mógłby to zrobićszybciej rejestruj złożone przestrzenie, nagrywaj je pełniej i przechowuj dane na potrzeby dalszych zastosowań cyfrowych.

Bazując na wieloletnim doświadczeniu w geodezji budynków historycznych i konserwacji cyfrowej, Tianbaonet opracowałbezkontaktowy, wydajny i nadający się do ponownego wykorzystania cyfrowy obieg dokumentacjiskupione na ręcznym skanerze laserowym 3D L2Pro.

02. Rozwiązanie: od rejestracji w terenie do zastosowań cyfrowych

Rozwiązaniem nie jest pojedyncze urządzenie, ale zintegrowany cyfrowy przepływ pracy:

Ręczne skanowanie SLAM L2Pro → Przetwarzanie chmur punktów → Rozpryski gaussowskie 3D → Wizualizacja 3D

1. Szybkie pozyskiwanie danych terenowych

Podczas prac terenowych geodeci przenosili L2Pro przez wnętrza i otaczające obszary budynków, rejestrując dane przestrzenne podczas ruchu.

IntegrującLiDAR, obrazy wizualne, pozycjonowanie inercyjne oparte na IMU i pozycjonowanie RTKsystem może mapować złożone środowiska, jednocześnie zbierając informacje przestrzenne i kolorowe.

Przepływ pracy jest szczególnie dostosowany do wąskich ulic, zamkniętych przestrzeni, środowisk o słabym oświetleniu i innych obszarów, w których wdrożenie konwencjonalnych pomiarów może być trudne.

Otrzymane dane obejmujągeoreferencyjne chmury punktów o dużej gęstości i rzeczywistych kolorach, zapewniając szczegółową cyfrową reprezentację badanego środowiska.

Ponieważ system jest ręczny i bezdotykowy, eliminuje potrzebę rozległej konfiguracji sprzętu i pomaga zminimalizować fizyczną ingerencję w obiekty historyczne.

2. Zautomatyzowane przetwarzanie chmur punktów

Po pozyskaniu danych w terenie zebrane dane można przetwarzać wStudio Lixel, gdzie filtrowanie szumów i rekonstrukcja chmury punktów są skutecznie zakończone.

Przetworzona chmura punktów służy następnie jako podstawa geometryczna do późniejszej rekonstrukcji 3D.

3. Rekonstrukcja 3D rozprysków gaussowskich

Chmura punktów i obrazy są dalej przetwarzane za pomocąLixel CyberColordo generowania wysokiej jakościModele rozpryskiwania gaussowskiego 3D LCC.

Chmura punktów zapewnia ograniczenia geometryczne, a przechwycone obrazy dostarczają bogatych informacji wizualnych, tworząc fotorealistyczną cyfrową reprezentację historycznego środowiska.

4. Wizualizacja 3D i zastosowanie

Powstałe zasoby cyfrowe są ostatecznie publikowane za pośrednictwemRozwiązanie głowy, platforma wizualizacji 3D i mikroaplikacji Tianbaonet.

Tworzy to ciągły przepływ pracy z:

Przechwytywanie pola → Przetwarzanie danych → Rekonstrukcja 3D → Wizualizacja → Aplikacja

Zamiast łączyć niepowiązane narzędzia i usługi wielu dostawców, w ramach projektu ustanowiono zintegrowany przepływ pracy na potrzeby digitalizacji budynków historycznych.

03. Jedna ankieta, wiele wyników cyfrowych

Wartość projektu nie kończy się na pozyskaniu danych terenowych.

Ten sam zbiór danych terenowych wygenerował dwa podstawowe produkty cyfrowe:

Chmury punktów o dużej gęstości i rzeczywistych kolorach + modele 3D Gaussa Splatting

Zamiast powielać tę samą funkcję, te dwa zbiory danych służą różnym celom.

01. Chmury punktów o dużej gęstości i prawdziwych kolorach

Uczynienie budynków historycznych mierzalnymi i analizowalnymi

Dane chmury punktów są georeferencyjne i dostarczają szczegółów geometrycznych na poziomie centymetra, umożliwiając użytkownikom ich wyodrębnienieplany, elewacje, przekroje i szczegółowe pomiary architektonicznebezpośrednio z cyfrowego zbioru danych.

W razie potrzeby można generować dowolne sekcje, umożliwiając architektom, zespołom konserwatorskim, badaczom i geodetom dostęp do potrzebnych informacji bez konieczności ciągłego powracania do lokalizacji fizycznej.

Chmura punktów służy zatem jakopodstawy danych geometrycznychdo późniejszych prac geodezyjnych, dokumentacyjnych, analitycznych i restauratorskich.

02. Modele 3D rozpryskiwania Gaussa

Tworzenie budynków historycznych wciągających i dostępnych

Model 3D Gaussa Splatting zapewnia wysoce realistyczną reprezentację historycznego środowiska.

Szczegóły, takie jak ceglane ściany, tekstury murów, drzwi i okna, elementy dekoracyjne i elementy architektoniczne, można oglądać w wciągającym środowisku 3D.

Model obsługuje aplikacje takie jaknawigacja w czasie rzeczywistym, dzielenie, pomiary i adnotacje, przekształcając tradycyjny zapis architektoniczny w interaktywną przestrzeń cyfrową.

Zamiast po prostu dokumentować wymiary, model cyfrowy umożliwia użytkownikom wirtualne wejście, eksplorację, prezentację i udostępnianie historycznego środowiska.

04. Od dokumentacji cyfrowej do długoterminowego ponownego wykorzystania

W przypadku digitalizacji obiektów zabytkowych wykonanie skanowania to dopiero początek.

Prawdziwa wartość polega na tym, czy uzyskane dane mogą nadal wspierać różne aplikacje po zakończeniu wstępnego badania.

W przypadku Yanqingli Tianbaonet zintegrował zebrane, przetworzone i zrekonstruowane zasoby cyfrowe wPlatforma wizualizacji 3D i mikroaplikacji Headsolution.

Dlatego jedno badanie terenowe może obsługiwać wiele przypadków użycia:

Projekt geodezyjny i restauracyjny

Dane chmury punktów można wykorzystać bezpośrednio do pomiarów, tworzenia rysunków, a także późniejszych procesów renowacji i projektowania.

Archiwizacja cyfrowa

Kompletną informację przestrzenną stuletnich budynków można zachować cyfrowo w celu długoterminowego przechowywania i wykorzystania w przyszłości.

Zdalna współpraca i prezentacja projektu

Interesariusze projektu mogą zdalnie eksplorować historyczną dzielnicę w 3D bez konieczności fizycznej obecności, dzięki czemu model cyfrowy staje się praktycznym narzędziem do komunikacji i prezentacji projektów.

Komunikat dotyczący dziedzictwa kulturowego

Fotorealistyczne sceny 3D można wykorzystywać w wystawach internetowych i cyfrowych atrakcjach związanych z dziedzictwem kulturowym, pomagając dzielnicom historycznym dotrzeć do szerszej publiczności.

Fundacja Cyfrowego Bliźniaka

Istniejące chmury punktów i zbiory danych 3D Gaussa Splatting mogą służyć jako podstawa przestrzenna na potrzeby przyszłego rozwoju cyfrowych bliźniaków na skalę okręgową, zmniejszając potrzebę powtarzania akwizycji w terenie.

Dlatego przepływ pracy przekształca ajednorazowa ankieta dotycząca zasobu cyfrowego wielokrotnego użytku.

05. Poprawa wydajności, kompletności i możliwości ponownego wykorzystania cyfrowego

W porównaniu z konwencjonalnymi procesami geodezyjnymi, system technologiczny wdrożony w Yanqingli zapewnia bardziej zintegrowane podejście do dokumentacji budynków historycznych.

• Wydajność w terenie:Pojedynczy budynek można uchwycić w przybliżeniu1–2 godziny, znacznie skracając czas potrzebny na gromadzenie danych na miejscu.
• Kompletność przestrzenna:Ręczny przepływ pracy SLAM obsługuje ciągłe przechwytywanie w środowiskach wewnętrznych i zewnętrznych, pomagając dokumentować połączone ze sobą przestrzenie, które mogą być trudne do zbadania przy użyciu konwencjonalnych metod opartych na stacjach.
• Dokumentacja bezkontaktowa:Proces skanowania minimalizuje fizyczną interakcję z obiektami historycznymi i zmniejsza potrzebę rozbudowanego konfigurowania sprzętu.
• Podwójne cyfrowe produkty:Ten sam zestaw danych terenowych może generować zarówno dokładne chmury punktów do pomiarów, jak i fotorealistyczne modele 3D Gaussa Splatting do wizualizacji.
• Długoterminowa wartość danych:Integrując wyniki z platformą wizualizacji 3D, dane z badań mogą w dalszym ciągu wspierać ochronę, badania, prezentację, współpracę i przyszły rozwój cyfrowych bliźniaków.

Od danych ankietowych do zrównoważonego zasobu cyfrowego

Projekt Yanqingli pokazuje, że wartość ręcznego skanowania SLAM nie ogranicza się do szybszego pozyskiwania danych w terenie.

Projekt ustanawia kompletny cyfrowy przepływ pracy, w którymjedno badanie terenowe stanowi podstawę do pomiarów, dokumentacji, wizualizacji i przyszłych zastosowań.

Połączenie chmur punktów i trójwymiarowego rozpryskiwania gaussowskiego nadaje różnym typom danych cyfrowych wyraźną rolę: chmury punktów zapewniająpodstawa geometryczna dla dokładnego pomiaru, podczas gdy rozpryskiwanie gaussowskie 3D zapewniafotorealistyczne środowisko do wizualizacji i wciągającej eksploracji.

Co najważniejsze, zintegrowanie tych wyników z platformą wizualizacji 3D pozwala, aby dane pozostały przydatne długo po zakończeniu wstępnego badania.

Dzielnice historyczne nieuchronnie zmieniają się z biegiem czasu. Po cyfrowym udokumentowaniu informacji przestrzennych dane te mogą stać się trwałym zapisem na potrzeby przyszłej renowacji, badań, wystaw i zaangażowania społecznego.

Począwszy od projektów takich jak Yanqingli, Tianbaonet kontynuuje integracjęręczne skanowanie SLAM, przetwarzanie chmur punktów, rozpryskiwanie gaussowskie 3D i wizualizacja 3Dzbudowanie pełniejszego podejścia do ochrony cyfrowego dziedzictwa kulturowego.

Zszybsze przechwytywanie, Dobardziej realistyczna rekonstrukcja, Dodługoterminowe ponowne wykorzystanie cyfrowekażde badanie terenowe może stać się w przyszłości cyfrowym zasobem wielokrotnego użytku.