خلاصه
مطالعات دیاکرونیک نقش کلیدی در تحقیق و مستندسازی میراث فرهنگی و تغییرات آن، از قطعات معماری گرفته تا منظر، ایفا میکند. با توجه به بازسازی محوطه های میراث فرهنگی گمشده، تعیین شرایط منظر در دوران بازسازی اغلب مورد توجه قرار نمی گیرد. اغلب، تنها ویرانه ها و آثار باستانی جدا شده از میراث ساخته شده باقی مانده است. قرار دادن صحیح آنها در مجموعه ساختمانی بازسازی شده از اهمیتی مشابه با قرار دادن بنای گمشده در بافت منظر آن زمان برخوردار است. روش پیشنهادی منابع بسیار ناهمگن را برای ارائه چنین زمینه ای هماهنگ می کند. راه حل شامل ادغام مدل های ارجاعی زمین از سطوح مختلف جزئیات (LODs) و همچنین ادغام منابع داده سه بعدی متنوع برای بازسازی میراث ساخته شده است. اگرچه مدل سازی ترکیبی مناظر بزرگ و اشیاء سه بعدی کوچک با جزئیات بالا منجر به مجموعه داده های بسیار بزرگ می شود، ما یک راه حل عملی ارائه می دهیم که ساختار داده آن برای تجزیه و تحلیل سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) مناظر مناسب است و همچنین یک سه بعدی صاف و شفاف ارائه می دهد. تجسم و بازرسی از ویژگی های دقیق. نتایج در مطالعه موردی صومعه جزیره، شهر ناپدید شده قرون وسطایی Sekanka، و چشم انداز اطراف، که در چک قرار دارد و موضوع تغییرات شدید در طول زمان بود، نشان داده شده است. اگرچه مدل سازی ترکیبی مناظر بزرگ و اشیاء سه بعدی کوچک با جزئیات بالا منجر به مجموعه داده های بسیار بزرگ می شود، ما یک راه حل عملی ارائه می دهیم که ساختار داده آن برای تجزیه و تحلیل سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) مناظر مناسب است و همچنین یک سه بعدی صاف و شفاف ارائه می دهد. تجسم و بازرسی از ویژگی های دقیق. نتایج در مطالعه موردی صومعه جزیره، شهر ناپدید شده قرون وسطایی Sekanka، و چشم انداز اطراف، که در چک قرار دارد و موضوع تغییرات شدید در طول زمان بود، نشان داده شده است. اگرچه مدل سازی ترکیبی مناظر بزرگ و اشیاء سه بعدی کوچک با جزئیات بالا منجر به مجموعه داده های بسیار بزرگ می شود، ما یک راه حل عملی ارائه می دهیم که ساختار داده آن برای تجزیه و تحلیل سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) مناظر مناسب است و همچنین یک سه بعدی صاف و شفاف ارائه می دهد. تجسم و بازرسی از ویژگی های دقیق. نتایج در مطالعه موردی صومعه جزیره، شهر ناپدید شده قرون وسطایی Sekanka، و چشم انداز اطراف، که در چک قرار دارد و موضوع تغییرات شدید در طول زمان بود، نشان داده شده است.
کلید واژه ها:
مدل سازی سه بعدی ؛ بازسازی دیاکرونیک ; میراث فرهنگی ; LOD ; شی هوشمند ؛ ادغام داده ها ; چک
1. معرفی
در طول قرن ها، چشم انداز در بسیاری از نقاط تغییر کرده است تا غیرقابل تشخیص باشد. مکان های تاریخی یا کل بناها به طور قابل توجهی تغییر یافته و یا حتی ناپدید شدند. بازسازی مجازی به طور فزاینده ای محبوب شده است زیرا مدل مجازی یک رسانه شناختی معتبر است که از طریق آن کاربر می تواند به مطالعه یا حتی تعامل با شیء بپردازد. نه تنها کاربران عموم مردم، بلکه دانشمندان نیز اغلب از مدل های سه بعدی (3 بعدی) استفاده می کنند، زیرا آنها درک روشنی از اشیاء میراث فرهنگی و همچنین تغییرات چشم انداز را ارائه می دهند.
از زمان ریلی [ 1 ]، بسیاری از محققان کاربردهای بازسازی های مجازی را در حوزه میراث فرهنگی (و همچنین طبیعی) به عنوان ابزاری برای حفظ، بازسازی، تجزیه و تحلیل و ترویج مورد مطالعه قرار دادند [2 ، 3 ، 4 ] . بازسازی های مجازی برای پرداختن به مسائل مختلف و هدف قرار دادن مخاطبان مختلف استفاده می شود. نقطه مورد علاقه آنها از مصنوعات بسیار کوچک [ 5 ، 6 ] بر روی ساختمان ها [ 7 ] تا کل شهرها (“Rome Reborn” ( https://www.romereborn.org )؛ برنو 1645 ( https://www.brno1645) متغیر است. .cz)). بر این اساس، تکنیکهای اکتساب داده و مدلسازی دادهها متفاوت است.
در ادبیات، مطالعات زیادی در مورد تکنیک های دیجیتالی کردن اشیاء دو بعدی (نقاشی) و همچنین بناهای تاریخی سه بعدی، مجسمه ها و حتی اشیاء کوچک مانند سفال یا جواهرات وجود دارد. بیشتر بازسازی های مجازی بر اساس تکنیک های اسکن لیزری سه بعدی [ 8 ] یا فتوگرامتری [ 9 ] برای تولید محصولات دقیق هندسی و همچنین فوتورئالیستی هستند.
برای بازسازی آثار گمشده از تکنیک های مختلفی استفاده می شود. چنین مدل سازی بر اساس منابع حفظ شده از دوران مربوطه است. این منابع بسیار ناهمگون هستند و شامل نمودارها، حکاکی ها، شهادت ها، یا متون در تواریخ معاصر هستند. علاوه بر این، می توان از سازه هایی الهام گرفت که وجود دارند و طراحی آنها مشابه بوده است. از آنجایی که عناصر مطالعه دیگر وجود ندارند، اشکال اصلی فقط در یک احتمال مشخص شناخته می شوند [ 10 ].
برای بازسازی محیطهای بزرگ مانند شهرهای گمشده یا بناهای تاریخی پیچیده، مدلسازی رویهای اغلب اعمال میشود [ 11 ، 12 ، 13 ]. برای جلوگیری از مشقتهای مربوط به ایجاد دستی جهانهای مجازی، مدلسازی رویهای از اصطلاحاً دستور زبانهای شکل، مجموعهای از قوانین رسمی، برای تولید خودکار اشکال هندسی پیچیده و تکراری استفاده میکند.
جدیدترین تلاشها بر بازسازی دیاکرونیک یک سایت تحقیق شده متمرکز است. رودریگز-گونزالوز و همکاران [ 10 ] از طریق مطالعه موردی دیوار قرون وسطایی آویلا (اسپانیا) یک مدل سه بعدی را ارائه می دهد که با مولفه زمان (تشکیل یک مدل 4 بعدی) برای نشان دادن وضعیت دیوار در مراحل مختلف تاریخی تقویت شده است.
طیف وسیعی از تکنیکهای ژئوماتیک و منابع داده در حوزه میراث فرهنگی به هم میرسند و واضح است که تلفیق دادههای این منابع یک ضرورت است. کارهای علمی زیادی در این راستا پیش رفت. به خصوص فتوگرامتری و اسکن لیزری می توانند از ادغام خروجی های این روش ها سود ببرند و نتایج بهتری را در طیف وسیع تری از شرایط اندازه گیری ارائه دهند [ 14 ، 15 ، 16 ، 17 ]. محصولات نرم افزاری مانند PhotoModeler ( https://www.photomodeler.com )، RealityCapture (Capturing Reality sro، براتیسلاوا، اسلواکی)، Pix4D (Pix4D SA، لوزان، سوئیس)، CloudCompare، یا Agisoft PhotoScan ( https://www. agisoft.com) نمونه هایی از راه حل هایی هستند که این روش ها را پیاده سازی کرده اند.
نیاز به بهینه سازی مدل داده های سه بعدی مدل های مبتنی بر واقعیت و همچنین توزیع آنلاین آنها در وب توسط [ 18 ] اشاره شد و در [ 19 ] بیشتر توضیح داده شد. یک رویکرد پیچیده تر برای بهینه سازی که فراتر از نیازهای تجسم مدل مبتنی بر واقعیت است را می توان در زمینه سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) یافت. برای مثال، نقش توپولوژی در سادهسازی هندسه و فرآیند تعمیم مدل، عنصر کلیدی است که ارزش تحلیلی مدل فضایی را حفظ میکند. [ 20 ] را ببینید.
علاوه بر این، خود مدل داده و ابعاد آن باید به عنوان وسیله ای برای کاهش حجم داده ها در نظر گرفته شود. اغلب، استفاده از یک صحنه سه بعدی برای تجسم یک مدل منجر به طبقه بندی یک مدل به عنوان سه بعدی می شود. با این حال، این طبقهبندی تفاوت بین مدلی که از اولیههای دوبعدی در فضای سهبعدی استفاده میکند (گاهی اوقات 2.5 بعدی نامیده میشود) و مدلی که از اولیههای سه بعدی در فضای سهبعدی استفاده میکند، که یک مدل سه بعدی حجمی واقعی را تشکیل میدهد، تشخیص نمیدهد [21 ] . راه حل های ترکیبی عملگرایانه 2.5D/3D وجود دارد. برای مثال، [ 22]، که به پیچیدگی ساختاری راه حل های سه بعدی خالص واکنش نشان می دهند. برای جلوگیری از آن، این رویکردها تا حد امکان از مدلسازی دو بعدی سادهتر استفاده میکنند و تنها در صورت لزوم به سه بعدی میرسند. جنبههای متعدد مدلسازی سهبعدی، از جمله مناسب بودن روشهای مدلسازی مختلف برای مدیریت دادهها (ویرایش، بهروزرسانیهای آینده) و توزیع یا تحلیل فضایی، در [ 23 ] پوشش داده شدهاند.
تجزیه و تحلیل مدل های زمین دیجیتال می تواند به عنوان نمونه ای از عملکردی باشد که GIS ارائه می دهد. اگرچه بازسازی و تجسم سایتهای میراث گمشده یک منطقه تحقیقاتی فعال است، چشمانداز مجاور و تغییراتی که در طول زمان متحمل شده است بهطور شگفتآوری کم توجه میشود. تغییر شکل زمین برهنه و تأثیر آن بر عملکرد منظر، کاربری زمین، یا جزء شهری به ندرت مورد بحث قرار می گیرد. با این وجود، برخی از آثار در این راستا پیش رفت [ 12 ، 13 ، 24 ، 25 ، 26 ، 27 ، 28.] از نظر گنجاندن مناظر در میان اشیاء میراث فرهنگی (CH)، تجسم منظر تاریخی، یا ارائه روشهای پردازش دادههای مرتبط و ابزارهایی برای مدلسازی سریع رویهای مناظر. مدلسازی مناظر معمولاً شامل شش عنصر اساسی است: شکل زمین. زندگی گیاهی؛ اب؛ سازه ها از جمله معماری و زیرساخت؛ حیوانات و مردم؛ و جو (از جمله خورشید، باد و غیره) [ 29 ].
نمایش مجازی یک منظر تاریخی را می توان برای مقایسه شرایط امروزی و تاریخی استفاده کرد و به عنوان پایه ای محکم برای تحلیل های مکانی و زمانی دقیق عمل کرد.
1.1. هدف از مطالعه
با توجه به مطالعاتی که در بالا بررسی شد، ما شکافی را بین راهحلهای بازسازی سهبعدی سایتهای میراث فرهنگی و مدلسازی مناظر مشاهده میکنیم. این یک زمینه، هم مکانی و هم زمانی است که بازسازیهای مجازی فعلی یا موزههای مجازی نمیتوانند برای تک تک قطعات فراهم کنند. هدف ما افزودن این زمینه به اشیاء منفرد در بنای تاریخی بازسازیشده و افزودن زمینه به بنای تاریخی (و حتی کل شهر گمشده) در داخل چشمانداز است.
بنابراین، ما یک روش کامل را برای ایجاد یک نمایش مجازی پیشنهاد میکنیم که بازدید ترکیبی از اشیاء دقیق ناشی از یافتههای باستانشناسی یک بنای گمشده، بازسازی چنین بنای تاریخی و چشمانداز محیطی از جمله شهر ناپدید همسایه در دورههای تاریخی مربوطه را ارائه میدهد. .
ما با معرفی مختصری از مورد مطالعه، یعنی سایت گمشده Ostrovský klášter (“صومعه جزیره”)، شهر متروکه قرون وسطایی در دماغه Sekanka، و چشم انداز اطراف که در طول زمان دستخوش تغییرات شدید شده است، شروع می کنیم. علاوه بر این، ما منابع داده بسیار ناهمگن موجود را در بخش 2 هماهنگ می کنیم . اسناد موجود، گاهشماری، و دقت منابع داده، نقش آنها را در تلاش های بازسازی مشخص می کند ( بخش 2.1 و بخش 2.2 ). ادغام داده ها شالوده بازسازی دیاکرونیک سایت و محیط را تشکیل می دهد. این شامل ادغام مدلهای ارجاعی زمین با سطوح مختلف جزئیات (LOD) است ( بخش 2.3مدلسازی منظر تاریخی ( بخش 2.4 )، ادغام یک مدل زمین دیجیتال (DTM) با اشیاء تاریخی بازسازی شده ( بخش 2.5 )، و ادغام منابع داده سه بعدی LOD های مختلف برای بازسازی اشیاء تاریخی در سوم بعد ( بخش 2.6 ). اگرچه مدلسازی ترکیبی مناظر بزرگ و اشیاء سهبعدی با جزئیات بالا منجر به مجموعههای داده بسیار بزرگ میشود، ما یک راهحل فنی عملی ارائه میکنیم که تجسم صاف و واضحی را ارائه میدهد. نتایج در بخش 3 آورده شده است که در ادامه بخش 5 آمده است .
1.2. زمینه تاریخی منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد علاقه شامل صومعه سابق Decollation of St John the Baptist است ( شکل 1 ). اطلاعات تاریخی در مورد مکان، از جمله تفسیر اکتشافات باستان شناسی و جزئیات معماری را می توان در [ 30 ، 31 ] یافت. ویرانه های این صومعه در جزیره رودخانه ولتاوا در جنوب پراگ در نزدیکی محل تلاقی رودخانه های ولتاوا و سازاوا قرار دارد. تاریخچه این صومعه به سال 999 باز می گردد، زمانی که به طور رسمی توسط Boleslaus II، دوک بوهمیا، به عنوان دومین صومعه قدیمی مردانه در بوهم، تأسیس شد. این صومعه علاوه بر فعالیت تبلیغی، نقشی کلیدی در توسعه فرهنگی و اقتصادی، سیاست دولتی و دیپلماسی داشت.
اشیاء چوبی اصلی صومعه در سال 1137 در اثر آتش سوزی گسترده تسلیم شدند. در طی مرمت بعدی، ساختمان های سنگی جدیدی به سبک رومی ساخته شد. در طول قرن سیزدهم، این سایت رونق زیادی را تجربه کرد. یک سکونتگاه قرون وسطایی ( شکل 1) بالای صومعه روی دماغه سنگی Sekanka در کنار تلاقی رودخانه بزرگ شد. تنها اندکی از زمان تأسیس آن در سال 1250 تا سال 1278 وجود داشت، زمانی که توسط سربازان براندنبورگ غارت شد. این شهر هرگز بازسازی نشده است. با این حال، این صومعه به سبک گوتیک اواخر در زمان امپراتور چارلز چهارم بازسازی شد. بعدها، چندین بار در طول جنگ های هوسی غارت شد. صومعه به تدریج از بین رفت. در سال 1517، جامعه صومعه تصمیم گرفت این مکان را به طور قطع ترک کند. در ساحل غربی رودخانه ولتاوا، کلیسای سنت کیلیان (از حدود سال 999) به شکل باروک بازسازی شده حفظ شده است ( شکل 1 ).
چشم انداز نیز در طول دوره های مورد مطالعه به طور قابل توجهی تغییر کرده است. برای عقب کشیدن کشتیهای خالی به بالادست، مسیر یدککشی در قرن نوزدهم ساخته شد که هر دو انتهای جزیره را به ساحل غربی رودخانه متصل میکرد. این موانع حتی باعث شد یکی از بازوهای رودخانه وجود نداشته باشد و جزیره با سرزمین اصلی یکی شود. سپس بازوی زهکشی شده رودخانه برای مصارف کشاورزی مورد استفاده قرار گرفت.
با این حال، برجسته ترین تغییر به بالا آمدن سطح آب رودخانه ولتاوا ناشی از پر شدن مخزن Vrané در سال 1936 اشاره دارد. این افزایش تقریباً به 5 متر رسید که باعث سرریز شدن سواحل آن زمان شد و به طور قابل توجهی شکل رودخانه را تغییر داد. جزیره.
2. مواد و روشها
این بخش منابع دادههای تاریخی و هندسی را برای بازسازی سهبعدی در دورههای زمانی متعدد ارائه میکند که از تحقیقات باستانشناسی، نقشههای اولیه یا روشهای کسب ژئوماتیک مدرن سرچشمه میگیرد. این روش ارزیابی و ادغام داده ها را برای به دست آوردن مدلی از منظر تاریخی، بازسازی سه بعدی اشیاء تاریخی و ادغام آنها در یک سیستم اطلاعاتی واحد توصیف می کند.
2.1. ملاحظات اولیه و مفهوم سطح بالا
مفهوم روش پیشنهادی با چهار دسته داده در رابطه با مقیاس سروکار دارد. طبقه بندی به کار گرفته شده از [ 25 ] حاصل می شود. با این حال، عملکرد کلاس های ما متفاوت است. هر دسته نقش متمایز در راه حل پیشنهادی با الزامات خاص در داده های تعریف شده ایفا می کند.
سطح مصنوع. دو نقش اصلی از این مقوله در رویکرد ما وجود دارد. اولین مورد، حفظ دیجیتالی یک مصنوع است. داده های خام باید با بالاترین جزئیات ممکن در یک پایگاه داده جدا شده برای استفاده های تحلیلی احتمالی در آینده بایگانی شوند.
نقش دوم، نمایشگاه دیجیتال مدل سه بعدی است که از داده های خام ساخته شده است. LOD داده های اصلی برای این منظور باید کاهش یابد تا نیازهای کتابخانه های گرافیکی وب برآورده شود.
سطح معماری. این کلاس به اشیایی با ابعاد بزرگتر با بعد Z غالب مانند بناها یا بناها اشاره دارد. هدف آن ارائه دقیق ترین تصویر ممکن از اشیا در دوره های زمانی مختلف است. این شامل ظاهر کلی داخلی و خارجی می شود. تکههای منفرد از سطح مصنوع نقش مهمی در سطح معماری بازی میکنند، زیرا مصنوعات حفظشده در بازسازی بناهای تاریخی گمشده (موقعیت، عملکرد، بافت یا ارتباط با سایر مصنوعات دقیق) مفید هستند.
زمین شهری.به همین ترتیب، اشیاء سطح معماری و ترکیب متقابل آنها در فضا، توسعه، عملکرد و بافت خود را در سطح زمین شهری نشان می دهد. این سطح اشیاء معماری را یکپارچه می کند، به این معنی که همه آنها به سطح آن ارجاع داده می شوند. از نقطه نظر مدل سازی داده ها، سطح (2D) یک نمایش داده کافی در این سطح است، در حالی که اشیاء معماری به رویکرد سه بعدی نیاز دارند (چند مختصات Z برای یک مکان X،Y). دادههای تعیینکننده زمین شهری باید با جزئیات کافی برای توصیف تغییرات طبیعی یا مصنوعی شکل زمین (خاکریز، خاکریزی، رانش زمین، رسوبگذاری) کافی باشد. وضوح حداقل یک نقطه در هر متر مربع امکان تجسم متقاعد کننده تغییرات زمین و تجزیه و تحلیل اساسی زمین (شیب، جنبه، تفاوت ارتفاع،
زمین روستایی زمین روستایی منطقه شهری را در بافت محله ای وسیع قرار می دهد. از نظر عملکردی، قرار است شکل کلی (زمین پست، کوهستانی)، پوشش زمین/کاربری زمین و تغییرات آنها در طول زمان را نشان دهد. علاوه بر این، در داخل سیستم، عملکردی برای حرکت بین نقاط مورد علاقه و پشتیبانی از کاوش مشابه Google Earth یا سایر موتورهای دیجیتال زمین دارد. از نقطه نظر مدلسازی دادهها، زمین روستایی سطح دوبعدی جزئیات کمتری نسبت به زمین شهری است.
در نتیجه، راهحل پیشنهادی از مدل داده ترکیبی استفاده میکند که سطح زمین بعد دوم (بهعنوان 2.5D نامیده میشود) را در چندین LOD با اشیاء سهبعدی ترکیب میکند (LOD با توجه به هدف متفاوت است). این مدلها بهطور یکپارچه در محدودیتهایی به مثلثبندی مدل زمین متصل میشوند. مفهوم راه حل پیشنهادی در شکل 2 نشان داده شده است. برای مدلسازی هندسههای داخلی و خارجی، گردش کار از ترکیبی از نرمافزار AutoCAD Civil 3D 2018 (ایجاد DEM از نقاط ارتفاع در قالب SketchUp)، QGIS 3.10 (تهیه نقشه و ایجاد سطح – ادغام داده) و SketchUp Make استفاده میکند. 2017 (مدل سازی و تکسچرینگ). این شامل DTM های ذوب شده و تنظیم شده با ردپاها (محدودیت های TIN) برای ادغام دقیق با هندسه سه بعدی واقعی است. GIMP 2.8 برای پردازش و عادی سازی بافت های داخلی (فرسکوها) استفاده شد.
رندر نهایی در نرم افزار Lumion Pro 10.3.2 انجام شد. تصاویر پانورامای رندر شده از Lumion در نرم افزار آنلاین Theasys که در آن موزه مجازی طراحی شده بود، استفاده شد. نقاط داغ در موزه مجازی را می توان در طول پیاده روی از طریق مدل کلی و تعاملی توسط کاربر با جزئیات کامل بررسی کرد.
2.2. منابع باستان شناسی
منابع باستان شناسی یک عامل کلیدی آناستیلوز هستند – در این مورد، بازآفرینی دیجیتالی سازه هایی که دیگر وجود ندارند. آنها قطعات معماری و تزئینی اصلی را ارائه کردند که مختص مورد ما است. در مدل کلی فضای داخلی، آنها نقاط مهم خاصی را تشکیل می دهند که کاربر می تواند همانطور که در یک موزه مجازی می تواند با جزئیات بیشتری بررسی کند.
قطعاتی که در تحقیقات باستان شناسی به دست آمده است، ارزش هنری بالای تزیینات صومعه را ثابت می کند. ادغام چنین ویژگی های معتبر در بازسازی مجازی هدف میانی این کار است.
کاشی های نوع ویشهراد شاید شناخته شده ترین مصنوع باشد (نگاه کنید به شکل 3 ج) که احتمالاً از تولید خود کارگاه سرامیک صومعه سرچشمه می گیرد. محققان کاشیهای کف و دیواری را با اشکال مختلف از جمله شکل شش ضلعی که برای تزئینات دیوار ستارهای استفاده میشد، یافتند، همانطور که در شکل 3 a,c مشاهده میشود.
شکل 3 a,b برخی از قطعات دیگر یافت شده در صومعه را نشان می دهد، از جمله یک ستون رومی که برای اهداف مدل سازی استفاده کرده ایم. سنگ قبر ابوت در شکل 3 d یکی از هفت مورد یافت شده در محوطه باسیلیکا است. آنها بخشی از مدل سازی دقیق داخلی شده اند.
2.3. داده های تاریخی
کل قلمرو جزیره و دماغه به شدت در طول تاریخ تحت تأثیر قرار گرفته است که مهمترین آن به دلیل پر شدن مخزن Vrané بین سالهای 1930 و 1936 است. نقشههای اولیه (با نمونههایی در شکل 4 )الف، ب) منبع ارزشمندی برای ارزیابی شخصیت اصلی کلی منظر و تغییر شکل جزیره در مراحل تاریخی هستند. نقشهبرداریهای نظامی اولیه (نقشهبرداری نظامی I، II و به ویژه نقشهبرداری نظامی سوم با مقیاس 1:25000، از 1874-1920)، کاداستر پایدار (1:2880، از 1840)، نقشه حوزههای انتخابیه و حوزههای قضایی (Mapa a zastupitelských) soudních okresů کر. یکی دیگر از منابع ظاهر گذشته، پانورامای Altmann است که کلیسای سنت کیلیان را در ساحل سمت چپ رودخانه ولتاوا به شکل گوتیک متاخر آن به نمایش می گذارد. پانوراما هر دو بانک را در سال 1640 به تصویر می کشد.
علاوه بر این، نقشه های نقشه برداری زمین ( شکل 4 c,d) در دهه 1960 طی تحقیقات باستان شناسی به رهبری یک باستان شناس میروسلاو ریشتر [ 32 ] ترسیم شد. بقایای پایهها و دیوارهای ساختمانها که در اثر کاوشها آشکار شدهاند در این نقشهها ثبت شدهاند. ظاهر واقعی در سه بعدی نیز توسط یک باستان شناس فرانتیشک استهلیک در سال 1947 [ 33 ] پیشنهاد شد که توسط Jan Heřman در سال 2009 دوباره ترسیم شد ( شکل 4 e,f؛ https://www.hrady-zriceniny.cz/s__herman_bar. htm ).
2.4. دادههای ترکیبی – مدلهای زمین مرجع
با پیشرفت در زمینه جمعآوری دادههای مکانی، DTMهای مبتنی بر تشخیص نور و محدوده با وضوح بالا (LiDAR) اغلب در کل کشورها در دسترس هستند. با این حال، به خاطر پروژههای متمایز، کمپینهای جمعآوری دادههای محلی، DTM با وضوح بالاتری را ارائه میکنند که برای تجزیه و تحلیل چنین منطقهای ضروری است. با این حال، برای اهداف تجسم، یک منطقه بزرگتر با جزئیات کمتر مورد نیاز است. اگر وسعت DTM با وضوح بالا برای تجسم کافی باشد، بخشهایی از مدل که از نقطه مورد نظر (POI) دورتر هستند ممکن است به تدریج سادهسازی شوند [34 ] . اگر اینطور نیست، همجوشی با یک DTM متفاوت یک راه حل است.
در مورد ما، این تلاش همجوشی از طریق نمونهای از مدل زمین دیجیتال جمهوری چک از نسل پنجم (DMR 5G) و ادغام ماموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM) ارائه شده است. اولین دسته از داده هایی که برای تولید DTM استفاده می شود، داده های سیستم LiDAR هوابرد DMR 5G توسط CUZK ( https://geoportal.cuzk.cz ) است. DMR 5G یک شبکه نامنظم از نقاط ارتفاع گسسته است. میانگین کل خطای اندازه گیری ارتفاع 0.18 متر (بایر) تا 0.3 متر (منطقه جنگلی) است. این مجموعه داده برای نزدیکی اشیاء بازسازی شده سایت میراث فرهنگی در نظر گرفته شده است. بار حجم داده های بالا با استفاده از مجموعه داده های با چگالی بالا معرفی می شود. بنابراین، برای مناطق دورتر، مدل ارتفاعی دیجیتال SRTM (DEM) ( https://www2.jpl.nasa.gov/srtm) ترجیح داده شد. اگرچه دادههای DMR 5G برای کل کشور در دسترس است و سادهسازی تدریجی آن ممکن است، ما تصمیم گرفتیم از دادههای SRTM آزادانه در دسترس استفاده کنیم (DMR 5G یک محصول تجاری است). علاوه بر این، SRTM DTM با سیستمهای دیجیتال زمین سازگار است، که مشابه Google Earth از منبع داده SRTM استفاده میکند. بنابراین، این انتخاب به طور آینده نگر از استفاده از چنین پلتفرم هایی برای ارائه پشتیبانی می کند.
هدف از همجوشی دو DTM ارائه یک سطح انتقال از نظر چگالی نقطه و تنظیم ارتفاع است ( شکل 5 را ببینید ).
ورودی رویه شامل لایههای دو نقطهای است که با دادههای منبع دو مدل زمین مطابقت دارد. لازمه این است که هر دو لایه با یک سیستم مختصات یکسان تراز باشند و پوشش مجموعه داده با وضوح بالاتر فراتر از منطقه ای باشد که به شدت مورد نیاز برای مدل سازی در چنین LOD است.
سطح انتقال به عنوان نواری از زمین با عرض ثابت تعریف می شود. در سمت داخلی توسط حاشیه با سطح وضوح بالاتر و در سمت بیرونی توسط مرز با سطح وضوح پایین تر مشخص شده است.
2.4.1. ساده سازی مش
ابتدا، میخواهیم از تأثیر مخربی که تغییر شدید چگالی یک نقطه در تجسم و شناخت DTM ایجاد میکند، اجتناب کنیم، یعنی از مثلثهای باریک و کشیده اجتناب کنیم. برای دستیابی به یک انتقال هندسی صاف بین هر دو مجموعه داده، ما به تدریج نقاطی را از مجموعه داده با وضوح بهتر که در منطقه انتقال قرار می گرفتند حذف کردیم.
به همین منظور برای هر نقطه وزنی قائل شده ایم. وزن نتیجه اثر ترکیبی فاصله یک نقطه از مرز داخلی ناحیه گذار و اهمیت یک نقطه برای توصیف شکل سطح است. مولفه فاصله به عنوان یک تابع وزن خطی به دست می آید که با تأثیر صفر در مرز داخلی شروع می شود و در مرز بیرونی به تأثیر کامل می رسد.
برای مؤلفه اخیر، متریکی که برای اولین بار در [ 34 ] معرفی شد، اعمال شد که خطای وارد شده به شکل سطح را با عدم وجود نقطه توصیف می کند.
وزن حاصل از یک نقطه بهعنوان مجموع وزنی هر دو وزن بهدست میآید که 85 درصد تأثیر بر مؤلفه فاصله و تأثیر 15 درصد بر مؤلفه توصیف شکل دارد. این نسبت به صورت تجربی برای منطقه مورد تحقیق برای دستیابی به یک نتیجه بصری مناسب تعیین شد.
روش ساده سازی زمانی متوقف می شود که یک آستانه (مقدار وزن، که به صورت تجربی نیز استنباط شده است) به دست می آید و تمام نقاط دارای وزن زیر آستانه حذف می شوند. در نتیجه، مثلث های شبکه نامنظم مثلثی (TIN) به تدریج به سمت مرز بیرونی رشد می کنند و شکل متساوی الاضلاع خود را حفظ می کنند (با نمای دو بعدی در شکل 5 ج و نمای سه بعدی در شکل 5 د ) نشان داده شده است.
2.4.2. تنظیم ارتفاع
دوم، برای دستیابی به انتقال صاف ارتفاع، از شبکه مثلثی ایجاد شده از نقاط منبع داده درشت تر استفاده کردیم. برای هر نقطه از لایه وضوح بالاتر در سطح انتقال، ارتفاع مربوطه آن را از TIN استخراج کردهایم.
برای تعیین میزان تأثیر DTM درشت تر بر نقاط ریزتر DTM، تابع وزن خطی را اعمال کردیم. با شروع از مرز داخلی ناحیه انتقال، جایی که وزن صفر به ارتفاع حاصل از DTM درشتتر داده میشود (وزن کامل به ارتفاع اصلی DTM ظریفتر داده میشود)، وزن DTM درشتتر به صورت خطی افزایش مییابد و به سمت مرز خارجی حرکت میکند. ، جایی که ارتفاعات DTM درشت تر تأثیر کامل را به دست می آورند.
توابع وزن متفاوت از توابع خطی را نیز می توان اعمال کرد. برای توصیف دقیق تر و تجزیه و تحلیل اثرات توابع وزن مختلف بر تداوم سطح حاصل، به [ 35 ] مراجعه کنید.
2.5. مدلسازی منظر تاریخی
نقشه های اولیه فهرست شده در بخش 2.2 به عنوان منابعی برای تخمین اشکال اصلی سواحل رودخانه، دماغه و جزیره عمل می کردند. مفیدترین مورد در این جنبه، نقشهبرداری نظامی دوم بود، که موقعیت پل قرون وسطایی را که اکنون از بین رفته بود و جزیره را تا قرن نوزدهم به کرانه چپ متصل میکرد، ارائه کرد.
علاوه بر این، عکسهای اولیه، به عنوان مثال، شکل 6 را ببینید ، از دو دهه اول قرن بیستم به بازسازی هندسه خاکریزها کمک کرد که باعث ادغام جزیره با سرزمین اصلی شد. شکل 6 a جزیره متصل با بانک در جنوب را نشان می دهد. شکل 6 ب شکل اصلی دماغه را قبل از پر شدن مخزن Vrané و قسمت شمالی جزیره نشان می دهد.
این مواد شطرنجی به صورت جغرافیایی ارجاع داده شده و با DTM مبتنی بر LiDAR معاصر پوشانده شدند. بر اساس این منابع، خطوط کلی بانک ها و جزیره به صورت دستی بردار شدند تا نشان دهنده وضعیت قبل از ساخت سرریز یا سد بعداً باشند. نقاط ارتفاع مصنوعی در ناحیه کرانه های آشکار شده ایجاد شده و ارتفاعات آنها به صورت خطی بین بانک اصلی و جدید درون یابی شده است. طول جزیره معاصر 410 متر و دماغه 65 متر است. برای مثال، طول جزیره استنباط شده از نقشهبرداری نظامی دوم قبل از افزایش سطح آب به ۵۹۷ متر میرسد. 146 متر دماغه. ریشه میانگین مربع خطا (RMSE) ارجاع جغرافیایی در مختصات x،y به 7.5 متر رسید.
به طور مشابه، عکسها به تعیین خطوط و مساحت خاکریزها کمک کردند، و نقاط ارتفاع مصنوعی تنظیم شده، زمین سرزمین اصلی را تشکیل میدادند.
تبدیل آفین معمولی به عنوان روش اصلاح به کار گرفته شد. به عنوان نقاط کنترل زمینی منطبق، نقاط بدون تغییر مانند قرار گرفتن در معرض سنگ بستر یا کلیسا پیدا شد. چنین نقاط مرجعی انتخاب شدند که باقیمانده ها را به حداقل رسانده و به طور یکنواخت در تصاویر تصحیح شده توزیع کردند.
علاوه بر این، نقشهها، پانوراماها و وقایع نگاری اولیه همراه با مشاوره با کارشناسان مربوطه به دستیابی به ایدهای در مورد چگونگی نگاه کردن ساختار شبکه مسیر و کاربری زمین (از جمله دانش بومشناسی گیاهی تاریخی در منطقه وسیعتر اطراف) کمک کردند. دوره ها این دانش بعداً برای بافت منظره مربوط به مدل حاصل مورد استفاده قرار گرفت.
2.6. ترکیب داده ها – DTM و اشیاء تاریخی بازسازی شده
نقشه های نقشه برداری زمین ( شکل 4 c,d) که از بررسی باستان شناسی در [ 32 ] سرچشمه می گیرد، اسکن شده و سپس با استفاده از نقاط اتصال و نقاط کنترل به دست آمده در محل با یک دستگاه سامانه ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) ارجاع داده شد. خطوط کلی اشیاء میراث فرهنگی و همچنین نمای داخلی آنها بردار شد. اطلاعات دوره ساخت، که حاصل همین بررسی باستان شناسی بود، با هندسه های مربوطه همراه بود. حداکثر خطای موقعیت مختصات x، y در روش اصلاح به 0.25 متر با RMSE برابر با 0.11 متر رسید.
ارتفاع نقاطی که ردپای یک شی بازسازی شده را در زمین خالی تشکیل می دهند از DTM (DMR 5G) گرفته شده است. رد پای به عنوان یک محدودیت برای TIN عمل می کند. بنابراین، ارتفاع نقاط آن به عنوان مقدار میانگین نقاط ارتفاع DMR 5G به طور مستقیم با نقطه ردپای در TIN همسایه تنظیم شد.
این ردپاها یک خط تماس دقیق بین مدلهای 2.5D DTM و مدلهای سهبعدی اشیاء بازسازیشده را نشان میدهند. ردپای حاصل از شی یک ساختمان همچنین به عنوان ماسکی برای حذف نقاط ارتفاعی زمین که دیگر در مکان های اشیاء سه بعدی بازسازی شده ضروری نیستند، عمل می کند.
بخشهای خط ردپا متراکم شدند (رئوس کمکی در صورت لزوم وارد میشوند) تا یکپارچگی صاف با TIN DTM از نظر شکل مثلثها فراهم شود.
2.7. بازسازی اشیاء تاریخی به صورت سه بعدی
مدل سازی سه بعدی سه مرحله اصلی در گردش کار ما دارد. اول، تولید مدل های مصنوعات، دوم، بازسازی ساختمان ها و در نهایت، یکپارچه سازی آنها.
با وجود دانش محدود از بعد عمودی، قطعات معماری و عملکردی از بنای اولیه حفظ شده است که مکان آن با دقت مربوطه تعیین شده است. سنگ قبرها ( شکل 3 د) به عنوان نمونه ای از یک مصنوع هستند که دقت موقعیت آن در گزارش [ 32 ] تا 1 متر برآورد شده است.
روش های فتوگرامتری امکان بازیابی اطلاعات سه بعدی از تصاویر دو بعدی را فراهم می کند. با توجه به نسبت اشیاء (مصنوعات باستان شناسی) از فتوگرامتری فاصله نزدیک استفاده شد. نقاط کنترل در اطراف جسم توزیع شده و با اهداف سیاه و سفید مشخص شده است. تصویربرداری به تدریج از اطراف شیء انجام شد و فاصله و نسبت همپوشانی تصاویر مجاور حفظ شد. پارامترهای دوربین Nikon D750 در جدول 1 مشخص شده است . جدول 2 مقادیر پردازش کاشی را خلاصه می کند. تفکیک پذیری های مختلف ابر نقطه ای متراکم پردازش شده این مصنوع را می توان در شکل 7 مشاهده کرد .
علیرغم تمامی منابع ذکر شده در بالا، آگاهی از شکل بناهای خانقاهی که قرار است بازسازی شوند در بعد سوم کاملاً محدود است زیرا دیگر وجود ندارند. بنابراین، ما نظرسنجی خود را همراه با مورخان و باستان شناسان از موزه منطقه ای Jílové u Prahy انجام داده ایم تا از قسمت های گمشده الهام بگیریم. این بررسی بر ساختمانهای مقدس در منطقه وسیعتر متمرکز شده است که از همان دوران سرچشمه میگیرند و تا به امروز حفظ شدهاند. با مقایسه نقشه های زمین، صومعه در Milevsko به عنوان مشابه ترین شی حفظ شده به مورد ما (نمای جلوی دو برج، کلیسای گوتیک، و مربع اطراف) شناسایی شد.
دیگر مکانهای دیدنی اشیای رهبانی در سازاوا، جیندریچوو هرادک و استراکونیسه بود. ارتفاع و ضخامت دیوارهای این اشیاء موجود بررسی شد و نسبت آنها محاسبه شد. پس از آن، ارتفاع اشیاء تشکیل دهنده صومعه بازسازی شده از ضخامت دیوارهای اصلی آنها با توجه به نسبت های کشف شده از اشیاء موجود استنباط شد.
به همین ترتیب، نمای داخلی از صومعه های موجود در آن دوران الهام گرفته شده است. بافت های مرحله نهایی طراحی مدل در سایت های مرجع با استفاده از عکس های دقیق از نقاشی های دیواری و ویژگی های معماری جمع آوری شد. با این وجود، بافتها باید برای تناسب با گسترههای متمایز ساختمان بازسازیشده و همچنین هندسه اشکال ترکیبشده مدلهای اسکن لیزری زمینی (TLS) که نقاط حساس خاصی را از نظر صحت و جزئیات بیشتر تشکیل میدهند، تنظیم شوند. پردازش بافت توسط نرم افزار GIMP 2.8 فعال شد. تصاویر بهدستآمده از طرحدهی مرکزی به راستنگاری تبدیل شدند و اشباع و روشنایی تنظیم شدند. رنگ سفید متعادل شده بود تا ظاهر نقاشی های دیواری محو شده را بازیابی کند. پس از آن فیلترهای مناسب (تن قهوه ای،
مدلهای با وضوح بالا که از اسکن دور نزدیک منشأ میگیرند، نیازمند سادهسازی شدید مش بودند تا امکان دستکاری مؤثر در بستههای نرمافزار مدلسازی و همچنین رندر و توزیع مبتنی بر وب حاصل شود. نرمافزار Blender 2.83.3 برای کاهش تعداد لبهها و چهرهها تا 1 تا 5 درصد از وضوح مدل اسکن لیزری اولیه زمینی (TLS) استفاده شد. برای افزایش واقعگرایی رندر مدل پس از سادهسازی درشت، لبههای مدل هموار شدند. پلاگین رایگان AMS Soften Edges (نسخه 1.2.0) استفاده شد، زیرا قابلیت های عملکرد پیش فرض SketchUp Soften Edges را گسترش می دهد و آستانه زاویه بین نرمال ها روی 4٪ تنظیم شده است.
3. نتایج
سه بازسازی پیچیده _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _) برای دوره های زمانی مختلف طراحی شده اند که مدل دیاکرونیک سایت و محیط اطراف آن را تشکیل می دهند. دو مورد اول شامل تمام ساختمان های شناخته شده در دوران رومانس و، به ترتیب، دوره گوتیک است. آنها بر روی زمین تنظیم شده و در مناظر آن دوره قرار می گیرند. مدل سوم مربوط به دو دهه اول قرن بیستم با ویرانه های صومعه و ساختمان های معاصر است. سه نوع از منظر مربوط به این دوره اخیر مدلسازی شد، زیرا تحت تأثیر تغییرات خاکریز جدید، سرریز و در نهایت سد قرار گرفت.
تجسم و توزیع نتایج توسط نرم افزار Lumion Pro 10.3.2 و Theasys آنلاین انجام شد. Lumion تمام عناصر ضروری هر دو مدلسازی منظره و بنای تاریخی را ارائه میکند: شکل زمین. زندگی گیاهی؛ اب؛ سازه ها از جمله معماری و زیرساخت؛ حیوانات و مردم؛ و جو فرمت نتایج شامل تصاویر و فیلم های با کیفیت بالا می باشد. علاوه بر این، این خروجیها در سیستم تعاملیتری که کاوش در سایت CH را فراهم میکند – موزه مجازی آنلاین که در برنامه Theasys پیادهسازی میشود، دوباره استفاده میشوند. تورهای موزه مجازی مسیرهای از پیش تعریفشدهای را برای بازدیدکننده، تصاویر پانوراما و انتقال ماشین زمان از پیش تعریفشده بین دورههای مختلف با ناامیدی دید یکسان برای مقایسه ارائه میدهند. علاوه بر این، نقاط داغ با تصاویر با جزئیات بالاتر از مصنوعات و متون توصیفی و همچنین مدلهای تعاملی سهبعدی مصنوعات در دسترس هستند که بهعنوان محصولی مجزا و مرتبط با موزه هستند. شکل های زیر نتایج را نشان می دهد.
در پیش زمینه شکل 8 و شکل 9 ، یک مدل زمین DMR 5G در اطراف شهر Sekanka وجود دارد. DMR 5G و SRTM ترکیب شده را می توان در سراسر رودخانه ها دید. در پس زمینه، مدل مبتنی بر SRTM با وضوح کمتر وجود دارد. DMR 5G تبدیل شده زمین جزیره را تشکیل می دهد ( شکل 9 ، شکل 10 ، شکل 11 و شکل 12 ).
نرم افزار Lumion همچنین امکان ارائه قانع کننده تغییرات فصلی یا آب و هوا، طرح سایه ها و موقعیت خورشید را فراهم می کند، که ارائه قابل توجهی متقاعدکننده تری از سایت در یک دوره معین را امکان پذیر می کند، به شکل 8، شکل 9 ، شکل مراجعه کنید . 10 ، شکل 11 ، شکل 12 و شکل 14 . ابزارهای تجسم پیشرفته به ترسیم وقایع تاریخی به شیوه ای پویا کمک کردند، به عنوان مثال، ویرانی شهر Sekanka در شکل 11 . در شکل 13 و شکل 14، تصاویر رندر شده از فضای داخلی مدل شده قابل مشاهده است. از بافت ها و مدل های اشیاء حفظ شده برای خلق صحنه های واقع گرایانه استفاده شد. شکل 13 مقبرههای سنگی و کاشیهای سرامیکی را نشان میدهد که با بافتها (از اشیاء اصلی حفظ شده) و ستونهای پنجرهای با مدلسازی دستی ایجاد شدهاند (اصل آنها در شکل 3 قابل مشاهده است ).
شکل 15 دو رویکرد را برای مدل سازی داخلی مقایسه می کند. اولین مورد از بافت های به دست آمده در صومعه های موجود به دست می آید و آنها را مطابق با هندسه تنظیم می کند. استفاده از بافت به دلیل شکل مستطیلی که در گوشه و کنار اتاق مشکل ساز است و به دلیل الگوی بیش از حد تکراری و تجسم غیر واقعی، محدودیت هایی دارد.
رویکرد دوم از مدل سهبعدی بافت کاشیهای کف محافظتشده استفاده میکند و تکههای جداگانه را در کل مونتاژ میکند. اگرچه مدل به شدت تخریب شده است، اما نتیجه واقعی تر و دقیق تر است. این به قیمت افزایش تقاضای محاسباتی است (به جدول 3 و جدول 4 مراجعه کنید ).
در نهایت، تصاویر پانورامای رندر شده از نرم افزار Lumion نیز برای طراحی اپلیکیشن وب موزه مجازی مورد استفاده قرار گرفت (نمونه اولیه در https://ths.li/3azGDH و https://ths.li/1HOfvZ قابل دسترسی است ) مواد تکمیلی ). در نرم افزار Theasys انجام شد. نتیجه، که از طریق دسکتاپ و همچنین از دستگاه های تلفن همراه از طریق اینترنت قابل دسترسی است، در شکل 16 و شکل 17 نشان داده شده است ، از جمله ارائه پیاده روی دیجیتالی، راه اندازی نقطه اتصال، یا انتقال بین زمان ها. واقعیت مجازی (VR) همچنین با استفاده از عینک VR یا واقعیت افزوده با استفاده از ژیروسکوپ یا قطب نما در دستگاه های کاربران در دسترس است.
جدول 3 و جدول 4 خلاصه کمی پارامترهای مدل طراحی شده را نشان می دهد که به صورت بومی ثبت شده و توسط بسته های نرم افزاری پردازش ارائه شده است. برای مثال، نمونه ای از داده های DMR 5G (2 × 2.5 کیلومتر) در منطقه مورد علاقه ما شامل 805900 نقطه است (که از یک زیر مجموعه 370819 نقطه ای استفاده شده است)، در حالی که SRTM این منطقه از 7283 نقطه تشکیل شده است. مدل ارائه شده در حال حاضر تقریباً 5 × 5 کیلومتر را پوشش می دهد. کاهش داده ها به ویژه با چشم انداز توسعه در آینده قابل توجه است.
جدول 4 که آمار مدلهای داخلی را ارائه میکند، همچنین تأثیر مدلهای TLS را هنگامی که در مدل کلی گنجانده میشود، توضیح میدهد. تأثیر شدت های مختلف ساده سازی، که مدل کاشی اصلی مشمول آن بود، نیز ارزیابی می شود. کف متشکل از کاشیهایی با وضوح 5% وضوح اصلی، جزء به وضوح بالاترین تعداد چهرهها و لبهها است. ترکیب مدل های TLS همچنین بر زمان راه اندازی تأثیر می گذارد و محدودیت های نرم افزار را آزمایش می کند. به عنوان مثال، Lumion قادر به نگه داشتن کف طراحی شده بر اساس کاشی هایی با وضوح 5٪ یا 1٪ نبود. به منظور رندر، تنها از قسمتی از کف با کاشی هایی با وضوح 1% استفاده شد.
4. بحث
مشارکت کار ارائه شده در دو جنبه اصلی است. اول، روش پیشنهادی یکپارچگی صاف هندسه را که از منابع ناهمگن اعم از مصنوعات کوچک باستانشناسی تا مناطق بزرگ چشمانداز سرچشمه میگیرد، تسهیل میکند. در نتیجه، دانش موجود از یک سایت مورد تحقیق را در بافت فضایی قرار می دهد. ثانیاً، مدلهای مکان مورد مطالعه با پیروی از این روش و دربرگیرنده چندین دوره تاریخی طراحی شده است. بازسازی دیاکرونیک مشتق شده هم به متخصصان و هم به عموم مردم به عنوان مبنایی برای اهداف ارائه، تجزیه و تحلیل مقایسهای و سیاستهای نگهداری CH در طول فرصتهای متعدد خدمت کرد که بازخورد ارزشمندی را ارائه کرد.
فراتر از جنبه های تکنولوژیکی بازسازی سه بعدی سایت CH، این آزمایش با هماهنگ سازی LOD داده های منبع سروکار داشت. علیرغم پیشرفتهای سختافزاری اخیر، استفاده از بهترین جزئیات از تمام دادههایی که وارد بازسازی نهایی میشوند، دادههای بسیار بزرگی را تولید میکنند. چنین حجم داده ای هنگام پردازش و تجزیه و تحلیل هندسه داده ها در نرم افزار دسکتاپ GIS یا هنگام ارائه تصویر نهایی، از پاسخ های صاف جلوگیری می کند. توزیع مدل و در نتیجه سازگاری وب به دلیل محدودیتهای کتابخانههای گرافیکی وب، چالش بزرگتری است. که قبلاً در [ 19] مشاهده شده بود]، که در آن مدلهای TLS و فتوگرامتری با برد نزدیک باید تا 0.07 درصد از اندازه اصلی حذف شوند تا چنین محدودیتهایی برآورده شوند، که منجر به از بین رفتن جزئیات بالقوه مهم میشود.
راه حل ترکیبی ارائه شده در اینجا هندسه هایی با ابعاد و LOD های مختلف را ترکیب می کند. این رویکرد اجازه می دهد تا جزئیات را تنها در جایی که لازم است حفظ کنید و ساده سازی را در مناطق کمتر مهم، که تنها به یک طرح کلی نیاز است، تشدید می کند. بنابراین، این روش اجازه می دهد تا جزئیات مهم انتخاب شده را حفظ کند. نتیجه عملی کار ما نشان میدهد که راهحلی امیدوارکننده برای سیستمهایی است که ویژگیهای موزههای مجازی، زمین دیجیتال، GIS یا حتی BIM را ترکیب میکنند. اگرچه مفهوم BIM ظاهراً برای سایتهای CH که بهطور قابلتوجهی بیشتر از مورد ما حفظ شدهاند، معنیدارتر است، چشمانداز اشیاء هوشمند که عملکرد و ارتباط آنها با سایر ویژگیهای سیستم اطلاعاتی را نشان میدهد توسط فناوریهای BIM معاصر فعال میشود. تقاطع CH، GIS،36 ، 37 ، 38 ]. چشم انداز میان رشته ای دیگر از استفاده از موتورهای بازی (Unity، Unreal Engine) پدیدار می شود. به خصوص از نظر افزایش قابلیت های ناوبری و تعامل با اشیاء سه بعدی [ 39 ، 40 ]، استفاده از آنها موزه مجازی CH مبتنی بر Lumion و Theasys را با مسیرهای از پیش تعریف شده بازدیدکنندگان بهبود می بخشد. جنبه ناوبری بین POI های مختلف، هسته اصلی فناوری های دیجیتال زمین است، اگرچه در مقیاس بسیار کوچکتر (وسعت فضایی بیشتر). ادغام این سیستم ها یک چالش آینده است.
5. نتیجه گیری ها
ما یک راه حل جدید پیشنهاد کردیم که رویکرد یک موزه مجازی را با بازسازی سایت میراث فرهنگی و چشم انداز ترکیب می کند. ما جامع ترین بازسازی دیاکرونیک ممکن را با در نظر گرفتن طیف کاملی از منابع داده موجود ارائه کردیم. به این وسیله، داستان شناخته شده سایت از قطعات موجود بازسازی، تفسیر و به صورت بصری منتقل شد.
در نتیجه، کاربر میتواند در بازههای زمانی انتخاب شده، بازنمایی دقیق از اشیاء حاصل از یافتههای باستانشناسی را در بافت کل بنای تاریخی و بنای تاریخی درون چشمانداز تجربه کند. رویکرد ما چندین منبع داده را ادغام می کند که منجر به یک مدل داده ترکیبی می شود. با توجه به ابعاد، مدل اراضی ارجاعی در بعد دوم (2.5D) باقی میماند و از دو LOD مختلف با تغییر LOD صاف در بین آن تشکیل شده است. محدودیتهای DTM مبتنی بر TIN به عنوان رابطی عمل میکنند که در آن DTM با مدلهای سه بعدی واقعی بناهای تاریخی بازسازیشده پیوند مییابد. قطعات باستانشناسی اسکن شده با وضوح بسیار بالا در بخشهای از دست رفته بازسازیشده بنا گنجانده شد. علاوه بر این، آنها همچنین به عنوان یک محصول جدا شده، نقطه اتصال، مدلسازی شدند.
راهحل ارائهشده ابعاد مختلف را ترکیب میکند و از LODهای متعدد واقعیت با جزئیات بالاتر تنها در جاهایی که نیاز است استفاده میشود. این رویکرد ترکیبی در هنگام مواجهه با افزایش حجم داده ها و محدودیت های فعلی کتابخانه های گرافیکی وب مانند تعداد چند ضلعی یا بافت ها موثر است.
در موارد متعدد، سیستم ارائه شده، که ترکیبی از بازرسی ویژگی های دقیق با سطح ساختمان یا حتی منظر است، سایت را ارتقا داده و توجه عموم و عموم افراد حرفه ای را به این مورد جلب کرده است. چنین رویدادهای عمومی سازی شامل اخبار تلویزیون در سطح ملی، رسانه های علمی عمومی، سخنرانی ها یا بخشی از نمایشگاه دائمی در یک موزه منطقه ای است.
پیوست اول

شکل A1. تصویری از هجوم براندنبرگرها (دوران رمانسک).

شکل A2. تجسم کلیسای سنت کیلیان و صومعه در دوره رومانسک.

شکل A3. تجسم کلیسای سنت کیلیان و صومعه در دوران گوتیک.

شکل A4. تجسم صومعه در دوران گوتیک.

شکل A5. تجسم کلیسای سنت کیلیان و صومعه در دوران گوتیک.
منابع
- Reilly, P. تجسم داده ها در باستان شناسی. سیستم آی بی ام J. 1989 , 28 , 569-579. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- برونو، اف. برونو، اس. دی سنسی، جی. لوچی، M.-L. مانکوزو، اس. Muzzupappa، M. از بازسازی سه بعدی تا واقعیت مجازی: روش شناسی کامل برای نمایشگاه باستان شناسی دیجیتال. J. Cult. میراث. 2010 ، 11 ، 42-49. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- پاولیدیس، جی. کوتسودیس، ع. آرناوتگلو، ف. تسیوکاس، وی. چمزاس، سی. روشهای دیجیتالی سازی سه بعدی میراث فرهنگی. J. Cult. میراث. 2007 ، 8 ، 93-98. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- تورس مارتینز، جی. سدایو، م. رودریگز-گونزالوز، پ. هرناندز-لوپز، دی. González-Aguilera، D. یک منبع داده چندگانه و رویکرد چند حسگر برای بازسازی سه بعدی و تجسم وب سایت پیچیده باستان شناسی: مطالعه موردی “Tolmo De Minateda”. از راه دور. Sens. 2016 , 8 , 550. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- هانکه، ک. موزر، م. رامپولد، آر. عکسهای تاریخی و تلفیق دادههای TLS برای بازسازی سه بعدی مجموعه محراب صومعه. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2015 ، XL-5/W7 ، 201–206. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- دی روی، جی. پلتس، جی. ورهوون، جی. دی اسمدت، پی. خفاش ها، م. چرته، بی. دی مایر، دبلیو. دکونینک، جی. هرمانس، دی. لالو، پ. و همکاران به سوی ثبت سه بعدی و مقرون به صرفه میراث باستانی. J. Archaeol. علمی 2013 ، 40 ، 1108-1121. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- یوشیتاکه، آر. Ito, J. استفاده از بازسازی سه بعدی برای مطالعه معماری: Asklepieion Messene باستان. در مجموعه مقالات بیست و یکمین سمپوزیوم بین المللی CIPA، آتن، یونان، 1 تا 6 اکتبر 2007. [ Google Scholar ]
- لینگ، آر. اسکات، جی. اسکن سه بعدی با وضوح بالا: ضبط داده ها و مدل سازی مجازی میراث ساخته شده. جی. ساخت. ارزیابی. 2011 ، 6 ، 201-211. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Vosselman, SG بازسازی 3 بعدی مدل های ساختمان. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2000 ، 33 ، 538-545. [ Google Scholar ]
- رودریگز-گونزالوز، پ. Guerra Campo، Á. Muñoz-Nieto، Á.L. سانچز آپاریسیو، ال جی. گونزالس-آگیلرا، دی. بازسازی دیاکرونیک و تجسم مکانهای میراث فرهنگی گمشده. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 61. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- کوئیلو، آ. سوزا، ا. فریرا، مدلسازی رویهای FN برای میراث فرهنگی. در محاسبات بصری برای میراث فرهنگی ; Springer Series on Cultural Computing; Liarokapis, F., Voulodimos, A., Doulamis, N., Doulamis, A., Eds. Springer: Cham, Switzerland, 2020. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- توبیاش، پ. Cajthaml، J. کریچی، جی. بازسازی سریع منظر شهری تاریخی: اطراف قلعه ها و قلعه های چک. J. Cult. میراث. 2018 ، 30 ، 1-9. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Cajthaml، J. Tobiáš, P. بازسازی رویه ای سه بعدی مناظر شهری به منظور یک اطلس تاریخی مبتنی بر وب. بین المللی قوس. فتوگرام Remote Sens. Spatial Inf. علمی 2016 ، XLII-2/W2 ، 41–43. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- رموندینو، اف. Rizzi، A. مستندات سه بعدی مبتنی بر واقعیت از سایتهای میراث طبیعی و فرهنگی – تکنیکها، مشکلات و مثالها. Appl. Geomat. 2010 ، 2 ، 85-100. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- راموس، ام.ام. Remondino، F. ادغام داده ها در میراث فرهنگی – مروری. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2015 ، 40 ، 359-363. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- گرسن مایر، پ. آلبی، ای. لندز، تی. کوهل، م. گیلین، اس. هولو، جی اف. عسلی، ا. Smigiel، E. رویکرد ثبت مکانهای میراث بر اساس ادغام ابرهای نقطهای از فتوگرامتری با وضوح بالا و اسکن لیزری زمینی. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2012 ، 39 ، 553-558. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ولیوس، ا. اسکن لیزری هریسون، JP و فتوگرامتری فاصله نزدیک دیجیتال برای گرفتن اشیاء باستان شناسی سه بعدی: مقایسه کیفیت و عملی در انفورماتیک باستان شناسی: فشار دادن پاکت CAA 2001 ; British Archaeological Reports Series International: Oxford, UK, 2001; جلد 1016، ص 567–574. [ Google Scholar ]
- آدرهولد، آ. یونگ، ی. ویلکوسینسکا، ک. Fellner، DW بهینه سازی مدل سه بعدی را برای وب با چارچوب پیاده سازی مشترک برای موزه های مجازی آنلاین توزیع کرد. در مجموعه مقالات کنگره بین المللی میراث دیجیتال IEEE (Digital Heritage)، مارسی، فرانسه، 28 اکتبر تا 1 نوامبر 2013. صص 719-726. [ Google Scholar ]
- جولین، ا. جعلمه، ک. ویرتانن، جی.-پی. ماکسیمینن، م. کورکلا، م. Hyyppä، J.; Hyyppä، H. بازسازی سه بعدی چند سنسور خودکار برای وب. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 221. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- بروها، ال. Kolář, J. بهبود ردپای رویه ای سطح توپوگرافی جهانی با سطوح متعدد جزئیات. بین المللی جی دیجیت. زمین 2020 ، 4 ، 527–545. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Pilouk, M. مدلسازی یکپارچه برای GIS سه بعدی. Ph.D. پایان نامه، ITC Enschede، Enschede، هلند، 1996. [ Google Scholar ]
- Penninga، F. به سمت توپوگرافی سه بعدی با استفاده از یک مدل TIN/TEN یکپارچه مبتنی بر ویژگی. در مجموعه مقالات AGILE 2005، هشتمین کنفرانس علوم اطلاعات جغرافیایی، استوریل، پرتغال، 26-28 می 2005. Toppen, F., Painho, M., Eds. صص 243-257. [ Google Scholar ]
- عبدالرحمن، ع. Pilouk, M. مدل سازی داده های مکانی برای GIS سه بعدی ; Springer: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2007; پ. 290. [ Google Scholar ]
- گوئیدی، جی. بارسانتی، اس جی; Micoli، LL; Malik، ایالات متحده بازسازی دقیق سیرک رومی در میلان با ارجاع جغرافیایی منابع داده ناهمگن با GIS. Geoscience 2017 ، 7 ، 91. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- رودریگز-گونزالوز، پ. Muñoz-Nieto، AL; دل پوزو، اس. سانچز آپاریسیو، ال جی. گونزالس-آگیلرا، دی. میکولی، ال. بارسانتی، اس جی; گوئیدی، جی. میلز، جی. فیبر، ک. و همکاران بازسازی چهار بعدی و تجسم میراث فرهنگی: تجزیه و تحلیل میراث ما در طول زمان بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2017 ، 42 ، 609-616. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- پوکس، اف. Valembois، Q. ماتس، سی. کوبلت، ال. Billen, R. طراحی اولیه کاربر محور سیستم میراث واقعیت مجازی: برنامه های کاربردی برای گردشگری دیجیتال. Remote Sens. 2020 , 12 , 2583. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- آرمین، جی. فابیو، آر. لی، ز. دره بامیان: مدلسازی منظر برای تجسم و مستندسازی میراث فرهنگی. بین المللی قوس. فتوگرام Remote Sens. 2004 , 36 , W1. [ Google Scholar ]
- سالیوان، ای. گذشتههای بالقوه: اتخاذ رویکردی انسانگرا برای تجسم رایانهای از مناظر باستانی. گاو نر Inst. کلاس. گل میخ. 2016 59 . _ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- اروین، اس. مدلسازی و تجسم منظر دیجیتال: دستور کار تحقیقاتی. Landsc. طرح شهری. 2001 ، 54 ، 49-62. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Břicháček، P. مرهاوتووا، آ. ریشتر، ام. Sommer، P. Opatský hrob z doby počátků Ostrova u Davle. آرکئول. Pragensia 2006 ، 18 ، 46-64. [ Google Scholar ]
- Sommer، J. Poznámky ke Gotickým Architektonickým Detailům z Ostrovského Kláštera. 1000 let Kláštera na Ostrově (999-1999). Sborník Příspěvků k jeho Hmotné Kultuře v Raném a Vrcholném Středověku ; Národní muzeum v Praze: پراگ، جمهوری چک، 2003; صص 55-68. شابک 80-7036-144-1. [ Google Scholar ]
- ریشتر، M. Hradišťko u Davle městečko ostrovského kláštera. آکادمی پرها. 1982 ، 20 ، 320. [ Google Scholar ]
- Stehlík، F. Klášter sv. Jana Křtitele na Ostrově u Davle. Zprávy Památkové Péče 1947 ، 7 ، 126. [ Google Scholar ]
- گارلند، ام. هکبرت، پی. تقریب سریع چند ضلعی زمین و ارتفاعات . گزارش فنی CMU-CS-95-181؛ دانشکده علوم کامپیوتر دانشگاه کارنگی ملون: پیتسبورگ، PA، ایالات متحده آمریکا، 1995. [ Google Scholar ]
- آگوجارو، جی. Kolbe، TH جاسازی مدلهای با وضوح بالا در مدل ارتفاعی دیجیتال با وضوح پایین . Band 18 der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation eV; DGPF: پوتسدام، آلمان، 2009; ص 217-226. [ Google Scholar ]
- چیابراندو، اف. دوناتو، وی. لو تورکو، ام. سانتاگاتی، سی. مستندسازی، تحلیل و مدیریت میراث فرهنگی با استفاده از مدلسازی اطلاعات ساختمان: وضعیت هنر و دیدگاهها BT. در مکاترونیک برای میراث فرهنگی و مهندسی عمران ; Ottaviano, E., Pelliccio, A., Gattulli, V., Eds.; انتشارات بین المللی اسپرینگر: چم، سوئیس، 2018; ص 181-202. شابک 978-3-319-68646-2. [ Google Scholar ]
- لیو، ایکس. وانگ، ایکس. رایت، جی. چنگ، جی. لی، ایکس. لیو، آر. بررسی پیشرفتهای در مورد ادغام مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2017 ، 6 ، 53. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- یانگ، ایکس. لو، ی.-سی. مورتیوسو، ا. کوهل، م. Grussenmeyer, P. HBIM Modeling from the Surface Mesh and Extended It Extended Capability of Knowledge Representation. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 301. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- گراهام، ک. چاو، ال. Fai, S. از BIM تا VR: تعریف سطحی از جزئیات برای هدایت روایتهای واقعیت مجازی. J. Inf. تکنولوژی ساخت و ساز 2019 ، 553-568. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- عبدالمحسن، س. کامل، س. Elbaz، N. مدل سازی اطلاعات ساختمان میراث: به سوی عصر جدیدی از قابلیت همکاری. در مجموعه مقالات AR-UP 2019: معماری و شهرسازی. چشم انداز هوشمند، قاهره، مصر، 14 تا 16 اکتبر 2019. [ Google Scholar ]
توجه ناشر: MDPI با توجه به ادعاهای قضایی در نقشه های منتشر شده و وابستگی های سازمانی بی طرف می ماند.
|

شکل 1. حالت معاصر از نمای هوایی (archeologickyatlas.cz) با مکان های مشخص شده از صومعه گمشده (دایره قرمز)، شهر قرون وسطایی (دایره سبز)، و کلیسای سنت کیلیان (دایره آبی). منبع: اطلس باستان شناسی چک (2020؛ https://www.archeologickyatlas.cz/cs/lokace/davle_pz_mestecko_sekanka ) و نقشه خیابان باز (2020؛ جغرافیایی: 49.8812، 14.3908).

شکل 2. خلاصه گردش کار راه حل که با تحلیل مفهومی شروع می شود تا استفاده از فناوری برای توزیع لایه های داده موضوعی متغیر.

شکل 3. منابع مختلف تاریخی به کار گرفته شده: ( الف ) ارائه مصنوعات در موزه ملی پراگ. ( ب ) ستون رمانسک مجموعه موزه ملی؛ ج ) کاشی های شش ضلعی به اصطلاح از نوع ویشهراد. د ) سنگ قبر ابات هِرمان. عکس ها: Petr Kříž and Tomáš Palatý (2017).


شکل 4. نمونه هایی از نقشه های اولیه و نقشه های زمین شناسی که از تحقیقات باستان شناسی نشات گرفته اند: ( الف ) دومین نقشه برداری نظامی. ( ب ) نقشه برداری کاداستر (Franziszeische Kataster). ج ) طرحهای متمایزکننده ساختارهای دوران رومی و گوتیک صومعه . ( د ) نقشه شهر گمشده Sekanka (دوران رومانسک). طراحی باستان شناسی صومعه در دوران رومی ( e ) و در دوره گوتیک ( f ). منبع: سروی دوم نظامی، بخش شماره 9/2، آرشیو دولتی اتریش/آرشیو نظامی، وین ( a ); اداره دولتی نقشه برداری و کاداستر ( ب )؛ میروسلاو ریشتر (1982؛ ( ج .د )) František Stehlík (1947؛ اصلی) و Jan Heřman (2009؛ با یادداشت های جدید توسط باستان شناسان دوباره ترسیم شده است؛ ( e , f )).

شکل 5. ( الف ) تصویر مثلث بندی دو مجموعه داده با وضوح بسیار متفاوت که منجر به یک شکاف شدید و چرخش غیر طبیعی می شود. ( ب ) نمای سه بعدی از خط مرزی و مثلث هایی با زوایای داخلی خیلی کوچک. ( ج ) تصویری از هندسههای مختلف DTM در ناحیه انتقال – جزئیات کم، جزئیات زیاد و منطقه انتقال با رنگهای مختلف نشان داده شده است. ( د ) شکل پایین سمت راست نمای 3 بعدی از هندسه حاصل از زمین را نشان می دهد. مثلث به دست آمده از مثلث هایی با زوایای داخلی بسیار بزرگتر (متساوی الاضلاع تر) تشکیل شده است که از هدف مثلث دلونی پیروی می کند و بنابراین بیشتر به مسیر واقعی زمین می چسبد.

شکل 6. عکس های جزیره سابق و ادغام آن با سرزمین اصلی از آغاز قرن بیستم از شمال شرقی ( a ) و شمال ( b ). منبع: Josef Dvořák ( https://www.dvorak-davle.cz ).

شکل 7. نمایش ابر متراکم کاشی پردازش شده در Agisoft Metashape در سطوح مختلف جزئیات (LOD): ( الف ) 12782806 نقطه ( ب ) 2848116 نقطه و ( ج ) 319603 امتیاز.

تصویر 8. تجسم شهر بازسازی شده میانسالی Sekanka.

شکل 9. تصویری از هجوم براندنبرگرها.

شکل 10. تجسم صومعه در دوران رومانسک در فصل تابستان.

شکل 11. تجسم کلیسای سنت کیلیان در کرانه چپ در دوران رومی ( a ) و در عصر گوتیک ( b ).

شکل 12. تجسم دوران گوتیک در فصل زمستان از جنوب غربی ( a ) و جنوب شرقی ( b ).

شکل 13. فضای داخلی باسیلیکای گوتیک شامل نقاشی های دوره و مقبره ها. کار شخصی (2020).

شکل 14. فضای داخلی مربع گوتیک در مجاورت صومعه شامل نقاشی های دوران و کف ساخته شده از کاشی. کار شخصی (2020).

شکل 15. کف کاشی گوتیک تنها با استفاده از بافت های سازگار ( a ) و با استفاده از مدل اسکن لیزری پردازش شده زمینی (TLS) ( b ) برای مقایسه ایجاد شده است.

شکل 16. برنامه کاربردی موزه مجازی با نقاط مهم ( a ) که می توان آن را با جزئیات در نمایشگر پاپ آپ خود ( b ) مطالعه کرد.

شکل 17. پیمایش بین دوره های تاریخی ( الف ) نمای دوران رومانسک و ( ب ) نمای عصر گوتیک از یک نقطه و با همان ناامیدی.
بدون دیدگاه