Застосування наземного лазерного сканування та ГІС для 3D-документування об’єктів культурної спадщини України

Abstract

Стрімкий прогрес у сфері технологій дистанційних вимірювань значно поглибив потенціал вивчення й охорони архітектурних надбань, особливо у контексті точного запису їхніх даних, аналізу просторових характеристик та формування електронних моделей. Ключову роль серед цих інструментів відіграють підходи тривимірної просторової реєстрації, котрі забезпечують можливість реконструкції заплутаної геометрії історичних будівель із вражаючою деталізаційністю. У рамках цього дослідження було здійснено оцінку дієвості використання наземного лазерного сканування (НЛС), яке базується на технології LiDAR, з метою цифрової інвентаризації фасадних поверхонь Бернардинського монастиря (нині Собор Святого Андрія). Дані, отримані шляхом сканування, візуалізовані як кольорові скупчення точок, які формують надійний геопросторовий базис для побудови точних тривимірних образів та подальшого аналізу архітектурного задуму споруди. Збільшення наочності моделей досягається завдяки зведенню разом даних лазерного сканування та високоякісних RGB-фотознімків. Фотографічний матеріал, опрацьований у програмному комплексі RealityCapture, дає змогу автоматично формувати реалістичні тривимірні моделі, що вирізняються як геометричною вивіреністю, так і точним переданням кольорових та фактурних деталей. Цей метод є надзвичайно корисним, зокрема, для детального опрацювання різьблення та об'ємних частин будівельних фасадів. Окрему значущість у цьому дослідженні надано синергії даних, отриманих шляхом лазерного сканування та фотограмметричних методів, із застосуванням функціоналу геоінформаційних систем. Задіювання ГІС, включно з різноманітними хмарними сервісами, надає змогу впорядковано архівувати просторові відомості, генерувати ортофотоплани фасадів, створювати відповідні тематичні карти, а також здійснювати складні просторово-аналітичні обчислення. У поєднанні з наземними лазерними сканерами подібні підходи формують потужну платформу для моніторингу поточного технічного стану історичних об’єктів, визначення можливих загроз їхнього погіршення, а також наукового обґрунтування необхідних охоронних втручань. Отримані висновки засвідчують, що злиття технологій лазерного сканування (LiDAR), фотограмметрії та ГІС являє собою високопродуктивний механізм для цифрової фіксації й охорони архітектурної спадщини, котрий надає необхідну наукову базу для дослідницьких циклів, реставраційних робіт та забезпечення тривалої присутності історичних пам’яток.