دانلود رایگان مقاله ثبت میراث فرهنگی با استفاده از اسکن با لیزر زمینی

چکیده :

     ثبت اشیاء میراث فرهنگی با استفاده از اسکن با لیزر زمینی در طول سال های گذشته بیشتر و بیشتر محبوب شده است. از آنجا که تولید کنندگان سیستم اسکن با لیزر زمینی (TLS) به شدت، مقدار و سرعت داده های ضبط شده را با اسکن تک در هر ارتقاء سیستم افزایش داده اند و هزینه های سیستم را کاهش داده اند، استفاده از سیستم های TLS برای ثبت میراث فرهنگی، گزینه ای برای ثبت ارزشمند در کنار روش های سنتی مانند فتوگرامتری است. سیستم های TLS می توانند یک ابزار عالی برای ضبط شی پیچیده میراث فرهنگی در یک زمان کوتاه در کنار روش های سنتی باشند، اما مسئولیت رسیدگی به پردازش بیشتر، در صورتی که به درستی در حین ضبط کردن استفاده نشود، می تواند تبدیل به یک کابوس شود.

     علاوه بر این سیستم های TLS هنوز هم به عنوان تجهیزات بررسی به رسمیت شناخته می شوند، حتی اگر برخی از تولید کنندگان آنها را به عنوان ابزار روزمره ترویج دهند. آنها باید به روشی هوشمند با در نظر ضبط نیازهای اشیاء فرهنگی مشتریان مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین، کارآمدترین روش برای استفاده از سیستم های TLS برای ثبت اطلاعات تبدیل به یک موضوع مربوط به مقابله با مقدار عظیمی از داده هایی شده است که سیستم در هنگام ثبت جمع آوری می کند.

     پروژه های در حال حاضر کوچک می توانند به مجموعه داده های بزرگ Pointcloud تبدیل شوند که کاربر نهایی، مانند معماران و باستان شناس، زمانی که تجهیزات فنی آنها متناسب با الزامات مجموعه داده ها نیست و آنها دارای ابزارهای نرم افزاری برای استفاده از اطلاعات نیستند، بتوانند از آنها به عنوان ابزار کنونی نرم افزاری استفاده نمایند. حتی تفسیر ضروری مجموعه داده ها می تواند یک کار دشوار باشد، اگر افرادی که با Pointcloud بر روی آن کار می کنند، به منظور درک TLS و نتایجی که ایجاد می کند، به درستی آموزش ندیده باشند. 

     هنگام استفاده از سیستم های TLS، الزامات پروژه شی میراث فردی، مانند دقت مورد نیاز، استانداردهای سطح جزئیات (مثلا “Empfehlungen für die Baudokumentation, Günther Eckstein, Germany)، نوع مورد نیاز از موارد قابل تحویل (تجسم، نقاشی دوبعدی، ، نقاشی تغییر شکل، مدل های سه بعدی، BIM و یا 4 بعدی - انیمیشن ها ) و همچنین بودجه پروژه ، محدودیت ها و شرایط خاص شیء باید در نظر گرفته شود. و اگر به روشی درست استفاده شود، TLS همه درخواست ها را برآورده می سازد و علاوه بر آن، ثبت اضافی و سود قابل تحویل و مالی را ایجاد می کند.

     Christofori und Partner  در حال کار با سیستم های TLS در اشیاء میراث فرهنگی از سال 2005 ، برای بهینه سازی استفاده از این سیستم ها (حتی در ترکیب سیستم های مختلف مانند TLS، فتوگرامتری و یا تکنیک های جدید ) و همچنین ایجاد موارد قابل تحویل قابل استفاده برای مشتریان (مالک، کنسرواتور، طراحان و عمومی) که آنها بتوانند بر روی آن کار کنند، تلاش نموده است.

ضبط داده ها با استفاده از TLS - نکته عمومی 

     سیستم های اندازه گیری TLS در 5 سال های گذشته بسیار بهبود یافته اند. تولید کنندگان، سرعت جذب، تراکم ثبت و دقت Pointcloud تک را برای سیستم اسکنر در هنگام استفاده از آن افزایش داده اند. علاوه بر اندازه و وزن سیستم کاهش یافته است در حالی که - در نگاه اول - کاربرد و استفاده از سیستم بسیار ساده تر شده است. 

     این تغییرات، سیستم ها را برای گروه های مختلف رشته های حرفه ای در کنار ترسیمات برداران - که کار با این سیستم را در آغاز شروع نموده اند- مانند معماران و باستان شناس، مطلوب ساخته است. و آخرین اما نه حداقل کار - در نگاه اول - هزینه های پیاده سازی TLS برای شرکت ها است که قیمت کلی سیستم را کاهش داده است. 

      حتی برخی از تولید کنندگان، ارتقای اسکن با لیزر زمینی را به عنوان یک ابزار روزمره که هر کسی بتواند مانند یک دوربین دیجیتال برای هر شی استفاده کند، شروع کرده اند.

"فقط  بر روی دکمه کلیک و یک Pointcloud زیبا در مدت زمان کوتاه ظاهر می شود... " در واقع این آسان نیست !

     ضبط یک تصویر هم با یک دوربین دیجیتال هنوز هم بیشتر از فشار دادن یک ماشه است زمانی که شما می خواهید اطلاعات مناسب و معقول را از تصویر دریافت کنید. شما نیاز دارید که مقطعی از تصویر را که نیاز به تمرکز بر روی آن دارید، نصب درست سه پایه، وضعیت تابش، سایه جسم، دیافراگم کنترل، فاصله کانونی، و غیره را در ذهن داشته باشید، قبل از اینکه یک تصویر باارزش را بگیرید که استفاده بیشتری در مستندسازی یک شی میراثی داشته باشد.

     با سیستم های سه بعدی اسکن با لیزر زمینی، این کار صورت می گیرد. کاربرد اسکن با لیزر زمینی سه بعدی خیلی کارآمدتر است – در صورتی شما بخواهید چیزهای بیشتری از یک " تصویر زیبا " در خارج از آن دریافت کنید.

     سیستم های TLS هنوز باید به عنوان تجهیزات بازبینی در نظر گرفته شوند که باید برای داشتن استانداردهای بررسی، تنظیم و گردش کاری در ذهن و همچنین به عنوان هدف های فردی و اطراف آن و به اسکن لیزری در نظر گرفته شود.

ABSTRACT

     Recording Cultural Heritage objects using terrestrial laserscanning becomes more and more popular over the last years. Since terrestrial Laserscanning System (TLS) Manufacturers have strongly increased the amount and speed of data captured with a single scan at each system upgrade and cutting down system costs the use of TLS Systems for recording cultural heritage is an option for recording worth to think about beside traditional methods like Photogrammetric. TLS Systems can be a great tool for capturing complex cultural heritage object within a short amount of time beside the traditional methods but can be a nightmare to handle for further process if not used right while capturing.

     Furthermore TLS Systems still have to be recognized as survey equipment, even though some of the manufactures promote them as everyday tool. They have to be used in an intelligent way having in mind the clients and the individual cultural objects needs. Thus the efficient way to use TLS Systems for data recording becomes a relevant topic to deal with the huge Amount of data the Systems collect while recording.

     Already small projects can turn into huge Pointcloud Datasets that End user, like Architects or Archaeologist neither can’t deal with as their technical equipment doesn’t fit the requirements of the Dataset nor do they have the software tools to use the Data as the current software tools still are high prized. Even the necessary interpretation of the Dataset can be a tough task if the people who have to work on with the Pointcloud aren't educated right in order to understand TLS and the results it creates

     The use of TLS Systems has to have in mind the project requirements of the individual Heritage Object, like the required accuracy, standards for Levels of Details (e.g. “Empfehlungen für die Baudokumentation, Günther Eckstein, Germany), the required kind of Deliverables (Visualization, 2D Drawings, True Deformation Drawings, 3D Models, BIM or 4D – Animations) as well as the Projects budget, restrictions and special conditions of the object. And if it’s used in the right way TLS will fulfil all request and furthermore create additional recording, deliverable and financial benefit.

     Christofori und Partner is working with TLS Systems on cultural heritage Objects since 2005 trying to optimize the use of these systems (even in combining different systems like TLS, photogrammetric or new techniques) as well as creating useable deliverables for the Clients (Owner, Conservator, Designers and the Public) they can work on with.

Data Capturing using TLS - General Remark 

     TLS Measuring Systems have improved enormous over the last 5 years. The Manufacturer increased the Speed of capture, Density of Capture and Accuracy of a single Pointcloud the Scanner Systems create when using it. Beside the system sizes and system weights decreased while – on first glance – the application and use of the system got much easier.

     This made the systems interesting for various groups of professions beside Surveyors - who started working with the Systems at the beginning – like Architects and Archaeologist. And last but not least – also on first glance – the Costs for implementing TLS to the companies cut down with general system prices decreasing.

     Some of the manufacturers even started promoting terrestrial Laserscanning as an everyday tool that anyone can use like a digital still camera on any kind of object.

“Just click the button and a nice Pointcloud will appear within a short time…” In reality it isn’t that easy!

     Capturing a still image with a digital still camera is more than just pressing the trigger when you want to get decent information from the image – beside some overall color information. You need to take in mind image section you need to focus on, setup the tripod correctly, light situation, object shadowing, control aperture, focal distance, etc. before you will capture an image that is worth to be taken for further use in applying it to the documentation of an heritage object.

      With terrestrial 3D Laserscanning systems it’s the same. The application of terrestrial 3D Laserscanning is much more - if you want to get more than just a “Pretty Image“ out of it.

       0TLS Systems still have to be regarded as Survey Equipment that have to be used having survey standards, setups and workflows in mind as well as the individual Object and its surrounding and the purpose the Laserscan is made for!

چکیده

ضبط داده ها با استفاده از TLS - نکته عمومی 

مبانی TLS برای ثبت میراث فرهنگی - از دیدگاه کاربر

a) هدف از ضبط داده ها

- Pointcloud خود را برای هدف تجسم 

- ترسیمات CAD دوبعدی ایجاد شده از Pointcloud 

ترسیمات نمای ایجاد شده از Pointcloud 2

مدل های سه بعدی و BIM 

مدل سه بعدی بازسازی شده از Pointcloud 3 

b) الزامات شی و محل 

c) الزامات سیستم TLS 

d) الزامات نرم و سخت افزار 

آینده سیستم های TLS در ضبط اشیاء فرهنگی 

ABSTRACT

Data Capturing using TLS - General Remark

TLS Basics recording cultural heritage – from a Users View

a.) Purpose of data Capture

- The Pointcloud itself for Geometry Backup

- The Pointcloud itself for Visualization Purpose

- 2D CAD Drawings created from the Pointcloud

- 3D Models and BIM

- The Pointcloud itself for Visualization Purpose

b.) Object and Site Requirements

c.) TLS System Requirements

d.) Soft- and Hardware Requirements 

Future of TLS Systems in capturing cultural Objects