Tρισδιάστατα μοντέλα αρχιτεκτονικά σύνθετων αντικειμένων

Abstract

Η φωτογραμμετρία, από πολύ παλιά ήταν το πιο κατάλληλο εργαλείο για την τεκμηρίωση σύνθετων αντικειμένων, είτε αυτά είναι αρχιτεκτονικές κατασκευές, αγάλματα, ή γενικά Μνημεία Πολιτιστικής Κληρονομιάς. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, η εξέλιξη της τεχνολογίας, η χρήση των επίγειων σαρωτών laser και της ψηφιακής φωτογραμμετρίας έχει επιφέρει πολλές αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο δουλεύουν οι ερευνητές σε αυτόν τον τομέα. Ο συνδυασμός των μεθόδων σάρωσης με την ψηφιακή φωτογραμμετρία περιέχει ακόμα πολλά άλυτα προβλήματα και βρίσκεται υπό έρευνα. Κύριος στόχος είναι η μετατροπή του νέφους σημείων που συλλέγεται από τον σαρωτή σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο που θα αναπαριστά πλήρως το αντικείμενο. Το τρισδιάστατο αυτό μοντέλο πρέπει να να καλύπτει τις απαιτήσεις ακριβείας και ταυτόχρονα είναι εύκολα διαχειρίσιμο ώστε να είναι κατάλληλο και για διάδοση μέσω διαδικτύου (web GIS, Digital Libraries κτλ.). Για να επιτευχθεί αυτό, χρησιμοποιούνται κλασσικές τοπογραφικές μέθοδοι, μέθοδοι laser scanning και φωτογραμμετρίας, όπως και τεχνικές computer graphics. Η Διπλωματική αυτή εργασία περιγράφει τα διάφορα στάδια της διαδικασίας παραγωγής τρισδιάστατων μοντέλων αντικειμένων με πολύπλοκο ανάγλυφο, με χρήση δεδομένων από επίγειο σαρωτή laser. Ακόμη, αναλύεται και η διαδικασία παραγωγής ορθοφωτογραφιών χρησιμοποιώντας αυτά τα μοντέλα. Η μελέτη αυτή έγινε με βάση την εμπειρία που αποκτήθηκε από την Γεωμετρική Τεκμηρίωση ενός πολύπλοκου αρχιτεκτονικά αντικειμένου, της Ρωμανικής Πύλης του Καθεδρικού Ναού της Βαλένθια στην Ισπανία.

VTraditionally, photogrammetry has been the most appropriate tool for the documentation of a variety of complex objects, whether they are architectural constructions, sculptures or monuments in general. During the recent years, due to the spectacular technological advances and the use of terrestrial laser scanners and digital photogrammetry, the workflow in this field is continuously being revisited and updated. In this respect, the combination of 3D acquisition systems with photogrammetric processes still remains a very challenging task which includes some unsolved problems. The main aim of such procedures is to convert an acquired point cloud into a realistic 3D polygonal model. It is desired that the 3D model should not only be detailed, but also suitable and easy to handle. For that purpose, a combination of classical surveying methods, laser scanning, photogrammetric and computer graphics processes should be used. Through such a workflow satisfactory accuracies may be achieved, but also the display of the resulting 3D model is useful for dissemination and interaction purposes as well (web GIS, Digital Libraries etc.). This Diploma Thesis describes the various steps carried out to produce 3D models of complex objects by the use of data acquired from terrestrial laser scanners. Moreover, it includes the procedure of producing orthophotos from such models. The experience was gained by the geometric documentation of a highly detailed object, the Romanesque Door of the Cathedral of Valencia in Spain, by a terrestrial laser scanner.