Η ψηφιακή τρισδιάστατη τεκμηρίωση για την διατήρηση της ναυτικής κληρονομιάς: Εφαρμογή στο Θ/Κ "Γ. Αβέρωφ"

Ζορμπά, Άλκηστις; Zormpa, Alkistis

dc.contributor.author	Ζορμπά, Άλκηστις	el
dc.contributor.author	Zormpa, Alkistis	en
dc.date.accessioned	2018-11-29T09:26:12Z
dc.date.available	2018-11-29T09:26:12Z
dc.date.issued	2018-11-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48164
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15899
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Γεωδαισία	el
dc.subject	Μέθοδοι αποτύπωσης	el
dc.subject	Επίγειος σαρωτής laser	el
dc.subject	Ναυτική κληρονομιά	el
dc.subject	Ιστορικά πλοία	el
dc.subject	Geodesy	en
dc.subject	Terrestrial laser scanner	en
dc.subject	Maritime heritage	en
dc.subject	Historic vessels	en
dc.subject	Surveying engineering	en
dc.title	Η ψηφιακή τρισδιάστατη τεκμηρίωση για την διατήρηση της ναυτικής κληρονομιάς: Εφαρμογή στο Θ/Κ "Γ. Αβέρωφ"	el
dc.title	Digital 3D documentation for maritime heritage preservation: The case of B/S "G. Averof"	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πολιτιστική/Πολιτισμική κληρονομιά	el
heal.classification	Γεωδαισία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/adf60f4fb27769d60be9eeee9002c217879aeaac
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/fdf9939fd41fe8fdbde9da195afeb4522860796e
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-18
heal.abstract	Η Διατήρηση της Πολιτιστικής Κληρονομιάς απασχολεί τις τελευταίες δεκαετίες ολοένα και περισσότερο τον τομέα των αποτυπώσεων με ένα πλήθος εφαρμογών επί ιστορικών κατασκευών και χώρων μικρής ή μεγάλης κλίμακας. Από την περίπτωση των ιστορικών μνημείων δεν θα μπορούσαν να παραλειφθούν τα επιζώντα μεγάλα ιστορικά πλοία, που είτε αποτέλεσαν τεχνολογικά επιτεύγματα της εποχής τους είτε διαδραμάτισαν με τον έναν ή τον άλλον τρόπο καθοριστικό ρόλο στον ρου της παγκόσμιας ή εθνικής ιστορίας μιας χώρας. Η παρούσα μελέτη αποτελεί μια προσπάθεια προς την Διατήρηση της Ναυτικής Πολιτιστικής Κληρονομιάς μέσω της εφαρμογής της ψηφιακής τρισδιάστατης τεκμηρίωσης του ιστορικού πολεμικού πλοίου Θ/Κ «Γ. Αβέρωφ». Το «Γ. Αβέρωφ» κατασκευάστηκε το 1911 για την ενίσχυση του τότε Βασιλικού Πολεμικού Ναυτικού. Σήμερα αποτελεί το Πλωτό Ναυτικό Μουσείο Θωρηκτό «Γεώργιος Αβέρωφ» αλλά και το μοναδικό στον κόσμο δείγμα πλοίου του τύπου του που διατηρείται έως και σήμερα. Αποτελεί μια πολύπλοκη γεωμετρικά κατασκευή και για την αποτύπωσή του επιλέχθηκε η εφαρμογή της μεθόδου επίγειας σάρωσης laser με σκοπό την δημιουργία του τρισδιάστατου ψηφιακού μοντέλου επιφανείας του πλοίου μέσα από την επεξεργασία νεφών σημείων (point clouds). Η διεξαγωγή των μετρήσεων για την αποτύπωση του πλοίου πραγματοποιήθηκε σε δύο φάσεις : την πρώτη στην θέση ελλιμενισμού του στην Μαρίνα Φλοίσβου και την δεύτερη στα Ναυπηγεία Σκαραμαγκά. Στις εργασίες υπαίθρου χρησιμοποιήθηκαν συνολικά τρεις επίγειοι σαρωτές laser (ScanStation 2 και P 30/40 της Leica, FocusM 70 της FARO), ενώ συμπληρωματικά εφαρμόστηκε η τοπογραφική μέθοδος με χρήση γεωδαιτικού σταθμού και πραγματοποιήθηκε η θερμογραφική αποτύπωση του πλοίου με χρήση θερμοκάμερας. Για την επεξεργασία των δεδομένων από 23 συνολικά σαρώσεις που πραγματοποιήθηκαν με τον ScanStation 2 και των νεφών σημείων που προέκυψαν από τις μετρήσεις με τους άλλους δύο σαρωτές, χρησιμοποιήθηκαν τα λογισμικά Cyclone της Leica και Geomagic Studio της 3D Systems : το πρώτο για την συνένωση των νεφών σημείων σε ένα ενιαίο νέφος της τάξης των 200,000,000 σημείων (Μ.Τ.Σ. : 1.9 cm) και τον διαχωρισμό του σε μικρότερα τμήματα για την ευκολότερη περαιτέρω επεξεργασία τους, το δεύτερο για την μετατροπή των νεφών σε πλέγματα τριγώνων και την συνένωσή τους σε ένα ενιαίο πλέγμα. Τελικό αποτέλεσμα της επεξεργασίας ήταν η τρισδιάστατη απεικόνιση σε πλέγμα τριγώνων (mesh) του κοίλου του Θ/Κ «Γ. Αβέρωφ», με σημαντική αδυναμία την απουσία γεωμετρικής πληροφορίας για το μαύρου χρώματος τμήμα του, το οποίο δεν ήταν δυνατό να αποτυπωθεί με τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για την εκτίμηση της ακρίβειας του τελικού πλέγματος, πραγματοποιήθηκε η σύγκρισή του με το αντίστοιχο νέφος σημείων η οποία ανέδειξε ταύτιση των δύο αρχείων στο μεγαλύτερο (μέσο) τμήμα του κοίλου με ακρίβεια ±1cm, ενώ η συνολική σύμπτωση των δύο αρχείων παρουσίασε Μ.Τ.Σ. της τάξης των 41cm. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε σύγκριση του πλέγματος με τα δεδομένα της τοπογραφικής μεθόδου δίνοντας τυπική απόκλιση των 2cm περίπου. Από την διαδικασία μοντελοποίησης εξαιρέθηκε η απεικόνιση καταστρώματος-υπερκατασκευής εξαιτίας των προβλημάτων που παρουσίασε η επεξεργασία των σχετικών δεδομένων αλλά και των απαιτήσεων του εγχειρήματος. Η διαδικασία μοντελοποίησης στο περιβάλλον του Geomagic, τα αποτελέσματα καθώς και τα προβλήματα που προέκυψαν από αυτήν και κατά την διάρκειά της, ανέδειξαν τις αδυναμίες των εργασιών πεδίου, την έλλειψη κατευθυντήριων γραμμών για την εφαρμογή τέτοιων εγχειρημάτων και την ανάγκη ανάπτυξης σχετικού πλαισίου για την ψηφιακή τεκμηρίωση της ναυτικής πολιτιστικής κληρονομιάς.	el
heal.abstract	During the last decades, Cultural Heritage Preservation has increasingly become a focus point in the field of surveying, with numerous applications on historical landmarks of smaller or larger scale. As far as cultural monuments are concerned, surviving vessels of historic importance should also be included, either as examples of technological breakthrough of their time or for their role in the course of national or global history. This study aims to upkeep the Maritime Cultural Heritage through the application of digital three-dimensional documentation on the historical armored cruiser HS “Georgios Averof”. “Georgios Averof” was constructed in 1911 and was commissioned to reinforce the Royal Hellenic Navy. Today she serves as a floating museum and is the only surviving battleship of her class worldwide. She is a construction of high geometrical complexity which makes Terrestrial Laser Scanning the most suitable method for her surveying, in order to create a three-dimensional digital surface model of the vessel, through the processing of point cloud data. For the purpose of the study, data acquisition was conducted in-situ of “G. Averof” in two sessions: the first took place at her berthing location at Trocadero quay, Faliro, while the second at the Hellenic Shipyards, in Skaramagas. During the field work, 3 terrestrial laser scanners were employed (Leica’s ScanStation 2 and P 30/40, and FARO’s FocusM 70), supplemented by a geodetic method with the use of a total station as well as a thermal imaging survey of the vessel with the use of a thermal camera. Data from twenty three scans using ScanStation 2, and the point clouds from the two other scanners, were processed using Leica’s Cyclone and 3D Systems’ Geomagic Studio software. Cyclone was used for the registration of the point clouds in order to form a single cloud in the range of 200,000,000 points (R.M.S.: 1.9 cm) and the later’s segmentation to facilitate further processing. Geomagic Studio was used to convert the point clouds to meshes and to combine them into a single mesh. The process resulted in a three-dimensional visualization of the hull of “G. Averof” through the triangulation of its surface, presenting a significant flaw: the lack of spatial information concerning the part of the hull painted in black colour. That part of the hull was impossible to survey using the equipment employed in this study. Comparison of the final mesh with the equivalent point cloud was conducted for accuracy inspection of the mesh, and showed a match of ±1cm accuracy between the two files/objects, as far as the middle part of the hull is concerned, while the total matching of the two showed a R.M.S. of 41 cm. Furthermore, the final mesh was compared to the data resulting from the geodetic method, showing a S.D. of 2cm. The vessel’s deck and superstructure were excluded from the modelling process, due to issues with processing their related point cloud data, as well as the particular modelling requirements for these sections of the vessel. The modelling process using Geomagic, its results, as well as issues related with or encountered during the process, showcased the flaws of the field work, the lack of existing guidelines for undertaking such projects, and the need to establish a framework for the digital documentation of Maritime Cultural Heritage.	en
heal.advisorName	Τσακίρη, Μαρία	el
heal.advisorName	Tsakiri, Maria	en
heal.committeeMemberName	Τσακίρη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Σταθάς, Δημοσθένης	el
heal.committeeMemberName	Αραμπατζή, Ορθοδοξία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας. Εργαστήριο Γενικής Γεωδαισίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.
heal.fullTextAvailability	true