Um edifício centenário merece mais do que uma coleção de fotografias ou um conjunto de desenhos 2D. Em bairros históricos como Yanqingli, os edifícios estão densamente distribuídos ao longo de ruas estreitas, pátios interligados e complexos espaços interiores e exteriores. Ao mesmo tempo, o local continua a fazer parte de um ambiente urbano ativo, com residentes e visitantes circulando pela área.

Isso cria um desafio prático:

Como podem os edifícios históricos ser documentados de forma rápida e abrangente e, ao mesmo tempo, minimizar as perturbações no local?

Para o projeto de documentação digital do Distrito Histórico de Yanqingli, a Tianbaonet desenvolveu um fluxo de trabalho integrado centrado noScanner SLAM portátil L2Pro, combinandoDigitalização 3D, processamento de nuvem de pontos, 3D Gaussian Splatting e visualização 3D.

A solução reduziu o tempo de aquisição de um único edifício para aproximadamente1–2 horas, gerando nuvens de pontos de cores reais de alta densidade e modelos 3D fotorrealistas de Gaussian Splatting. Os ativos digitais resultantes foram então integrados em uma plataforma de visualização 3D, ampliando o valor da pesquisa além da coleta de dados paramedição, visualização, arquivamento digital e reutilização a longo prazo.

01. O Desafio: Digitalizar um Distrito Histórico Complexo

A digitalização de um bairro histórico envolve muito mais do que o levantamento de edifícios individuais. Edifícios, ruas, pátios e espaços interiores formam um ambiente contínuo e altamente complexo.

Em Yanqingli, ruas estreitas e edifícios densamente dispostos dificultavam a organização dos fluxos de trabalho de levantamento convencional. A pesquisa também teve que contabilizar os moradores e visitantes que utilizaram o local durante o projeto.

A equipe precisava capturar elementos arquitetônicos como paredes, portas, janelas, vigas, colunas e detalhes decorativos, minimizando ao mesmo tempo a interferência nas atividades normais do local.

• Os métodos tradicionais de levantamento normalmente requerem uma combinação de fitas métricas, estações totais, fotografia de curto alcance e outros equipamentos. Dependendo do edifício, o trabalho de campo pode levar1–3 dias por edifício.
• Os equipamentos baseados em estações também podem exigir reposicionamento frequente ao trabalhar em ruas estreitas ou em espaços internos e externos interconectados, aumentando a complexidade operacional.
• A fotogrametria de UAV fornece perspectivas aéreas valiosas, mas sua eficácia pode ser limitada pela vegetação, interiores de edifícios, ruas estreitas e outras áreas com visibilidade restrita.

O desafio, portanto, não era simplesmente alcançar maior precisão de medição. O projeto exigia um fluxo de trabalho que pudessecapture espaços complexos com mais rapidez, registre-os de forma mais completa e preserve os dados para aplicações digitais posteriores.

Com base em anos de experiência em levantamento de edifícios históricos e preservação digital, a Tianbaonet desenvolveu umfluxo de trabalho de documentação digital sem contato, eficiente e reutilizávelcentrado no scanner a laser 3D portátil L2Pro.

02. A solução: da captura de campo à aplicação digital

A solução não é um único dispositivo, mas um fluxo de trabalho de produção digital integrado:

Digitalização SLAM portátil L2Pro → Processamento de nuvem de pontos → Respingos gaussianos 3D → Visualização 3D

1. Aquisição rápida de dados de campo

Durante o trabalho de campo, os topógrafos transportaram o L2Pro pelo interior e arredores dos edifícios, capturando dados espaciais enquanto se deslocavam.

Ao integrarLiDAR, imagens visuais, posicionamento inercial baseado em IMU e posicionamento RTK, o sistema pode mapear ambientes complexos e, ao mesmo tempo, coletar informações espaciais e de cores.

O fluxo de trabalho é particularmente adequado para ruas estreitas, espaços fechados, ambientes com pouca luz e outras áreas onde o levantamento convencional pode ser difícil de implementar.

Os dados resultantes incluemnuvens de pontos de cores reais georreferenciadas e de alta densidade, fornecendo uma representação digital detalhada do ambiente pesquisado.

Como o sistema é portátil e sem contato, ele elimina a necessidade de configuração extensa de equipamentos e ajuda a minimizar a interferência física em estruturas históricas.

2. Processamento automatizado de nuvem de pontos

Após a aquisição em campo, os dados coletados podem ser processados ​​emLixelStudio, onde a filtragem de ruído e a reconstrução da nuvem de pontos são concluídas de forma eficiente.

A nuvem de pontos processada serve então como base geométrica para a reconstrução 3D subsequente.

3. Reconstrução de respingos gaussianos 3D

A nuvem de pontos e as imagens são posteriormente processadas usandoLixel CyberColorpara gerar alta fidelidadeModelos de respingos gaussianos LCC 3D.

A nuvem de pontos fornece restrições geométricas, enquanto as imagens capturadas contribuem com informações visuais ricas, produzindo uma representação digital fotorrealista do ambiente histórico.

4. Visualização e aplicação 3D

Os ativos digitais resultantes são finalmente publicados através deSolução de cabeça, visualização 3D e plataforma de microaplicação da Tianbaonet.

Isso cria um fluxo de trabalho contínuo a partir de:

Captura de Campo → Processamento de Dados → Reconstrução 3D → Visualização → Aplicação

Em vez de combinar ferramentas e serviços desconectados de vários fornecedores, o projeto estabelece um fluxo de trabalho integrado para a digitalização de edifícios históricos.

03. Uma pesquisa, vários resultados digitais

O valor do projeto não termina com a aquisição de dados de campo.

O mesmo conjunto de dados de campo gerou dois resultados digitais principais:

Nuvens de pontos de cores reais de alta densidade + modelos 3D de Gaussian Splatting

Em vez de duplicar a mesma função, os dois conjuntos de dados servem a propósitos diferentes.

01. Nuvens de pontos de cores reais de alta densidade

Tornando os edifícios históricos mensuráveis ​​e analisáveis

Os dados da nuvem de pontos são georreferenciados e fornecem detalhes geométricos em nível centimétrico, permitindo aos usuários extrairplantas, elevações, cortes e medidas arquitetônicas detalhadasdiretamente do conjunto de dados digitais.

Seções arbitrárias podem ser geradas conforme necessário, permitindo que arquitetos, equipes de conservação, pesquisadores e topógrafos acessem as informações de que necessitam sem retornar repetidamente ao local físico.

A nuvem de pontos serve, portanto, comobase de dados geométricospara posterior levantamento, documentação, análise e trabalhos de restauração.

02. Modelos 3D de respingos gaussianos

Tornando os edifícios históricos envolventes e acessíveis

O modelo 3D Gaussian Splatting fornece uma representação altamente realista do ambiente histórico.

Detalhes como paredes de tijolos, texturas de alvenaria, portas e janelas, elementos decorativos e características arquitetônicas podem ser visualizados em um ambiente 3D imersivo.

O modelo suporta aplicações comonavegação, corte, medição e anotação em tempo real, transformando um registro arquitetônico tradicional em um espaço digital interativo.

Em vez de simplesmente documentar dimensões, o modelo digital permite aos usuários entrar, explorar, apresentar e compartilhar virtualmente o ambiente histórico.

04. Da documentação digital à reutilização a longo prazo

Para a digitalização de edifícios históricos, concluir uma digitalização é apenas o começo.

O valor real reside em saber se os dados resultantes podem continuar a apoiar diferentes aplicações após a conclusão da pesquisa inicial.

Para Yanqingli, a Tianbaonet integrou os ativos digitais coletados, processados ​​e reconstruídos noVisualização 3D Headsolution e plataforma de microaplicação.

Uma única pesquisa de campo pode, portanto, dar suporte a vários casos de uso:

Projeto de Topografia e Restauração

Os dados da nuvem de pontos podem ser usados ​​diretamente para medição, produção de desenhos e subsequentes fluxos de trabalho de restauração e design.

Arquivamento Digital

A informação espacial completa de edifícios centenários pode ser preservada digitalmente para armazenamento a longo prazo e referência futura.

Colaboração remota e apresentação de projetos

As partes interessadas do projeto podem explorar remotamente o bairro histórico em 3D sem estarem fisicamente presentes, tornando o modelo digital uma ferramenta prática para comunicação e apresentações de projetos.

Comunicação do Património Cultural

Cenas 3D fotorrealistas podem ser usadas para exposições on-line e experiências de patrimônio cultural digital, ajudando os bairros históricos a alcançar um público mais amplo.

Fundação Gêmeo Digital

Para o futuro desenvolvimento de gêmeos digitais em escala distrital, os conjuntos de dados existentes de nuvem de pontos e 3D Gaussian Splatting podem servir como base espacial, reduzindo a necessidade de aquisições repetidas de campo.

O fluxo de trabalho, portanto, transforma umpesquisa única em um ativo digital reutilizável.

05. Melhorando a eficiência, integridade e reutilização digital

Em comparação com os fluxos de trabalho de levantamento convencional, o sistema tecnológico implementado em Yanqingli oferece uma abordagem mais integrada à documentação de edifícios históricos.

• Eficiência de campo:Um único edifício pode ser capturado em aproximadamente1–2 horas, reduzindo significativamente o tempo necessário para aquisição de dados no local.
• Completude Espacial:O fluxo de trabalho SLAM portátil suporta captura contínua em ambientes internos e externos, ajudando a documentar espaços interconectados que podem ser difíceis de pesquisar usando métodos convencionais baseados em estação.
• Documentação sem contato:O processo de digitalização minimiza a interação física com estruturas históricas e reduz a necessidade de configuração extensiva de equipamentos.
• Produtos digitais duplos:O mesmo conjunto de dados de campo pode gerar nuvens de pontos precisas para medição e modelos fotorrealistas de Gaussian Splatting 3D para visualização.
• Valor dos dados de longo prazo:Ao integrar os resultados numa plataforma de visualização 3D, os dados da pesquisa podem continuar a apoiar a conservação, a investigação, a apresentação, a colaboração e o futuro desenvolvimento de gémeos digitais.

Dos dados de pesquisas a um ativo digital sustentável

O projeto Yanqingli demonstra que o valor da digitalização SLAM portátil não se limita à aquisição de campo mais rápida.

O projeto estabelece um fluxo de trabalho digital completo no qualuma pesquisa de campo fornece a base para levantamento, documentação, visualização e aplicações futuras.

A combinação de nuvens de pontos e 3D Gaussian Splatting também dá aos diferentes tipos de dados digitais um papel claro: as nuvens de pontos fornecem abase geométrica para medição precisa, enquanto o Splatting Gaussiano 3D fornece umambiente fotorrealista para visualização e exploração imersiva.

Mais importante ainda, a integração destes resultados numa plataforma de visualização 3D permite que os dados permaneçam úteis muito depois de a pesquisa inicial ter sido concluída.

Os bairros históricos mudam inevitavelmente com o tempo. Uma vez que a sua informação espacial tenha sido documentada digitalmente, esses dados podem tornar-se um registo duradouro para futuras restaurações, pesquisas, exposições e envolvimento público.

Começando com projetos como Yanqingli, a Tianbaonet continua a integrardigitalização SLAM portátil, processamento de nuvem de pontos, 3D Gaussian Splatting e visualização 3Dconstruir uma abordagem mais completa para a preservação do patrimônio cultural digital.

Decaptura mais rápida, parareconstrução mais realista, parareutilização digital a longo prazo, cada pesquisa de campo pode se tornar um ativo digital reutilizável para o futuro.