Γεωμετρική τεκμηρίωση Ιερού Ναού Τίμιου Σταυρού, στο Πελένδρι, Κύπρος

Abstract

Η καταγραφή και τεκμηρίωση της πολιτιστικής κληρονομίας είναι το πρώτο απαραίτητο βήμα για την προστασία της. Η εργασία αυτή, έχει σκοπό την γεωμετρική τεκμηρίωση του Ιερού Ναού του Τιμίου Σταυρού στο Πελένδρι. Η μεγάλη καλλιτεχνική αξία των τοιχογραφιών του ναού επιβεβαιώνεται και από το γεγονός ότι ο ναός έχει εγγραφεί στον κατάλογο μνημείων της παγκόσμιας πολιτιστικής κληρονομιάς του διεθνούς οργανισμού UNESCO μαζί με άλλες εννέα εκκλησίες στην περιοχή του όρους Τροόδους της Κύπρου. Η γεωμετρική τεκμηρίωση του ναού επιτεύχθηκε με τη συλλογή των δεδομένων, την επεξεργασία τους, για τον προσδιορισμό της θέσης και της πραγματικής μορφής, του σχήματος και του μεγέθους του Ιερού Ναού στο χώρο των τριών διαστάσεων. Η συλλογή των δεδομένων έγινε με συνδυασμένες μεθόδους τόσο με γεωδαιτικές μετρήσεις, όσο και με φωτογραμμετρικές μετρήσεις, αλλά και με επίγειο σαρωτή Laser. Όλες οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν γα τη συλλογή δεδομένων κάλυπταν τις προκαθορισμένες ακρίβειες. Στο στάδιο της επεξεργασίας των δεδομένων περιλαμβάνεται: η επεξεργασία των τοπογραφικών μετρήσεων, ώστε να ενταχθούν όλες οι μετρήσεις και συνεπώς και τα αποτελέσματα σε ένα ενιαίο τοπικό σύστημα αναφοράς, η επεξεργασία των νεφών σημείων που συλλέχτηκαν από τον επίγειο σαρωτή Laser, ώστε να ενταχθούν και αυτά με τη σειρά τους στο τοπικό σύστημα αναφοράς, καθώς και η μετατροπή τους σε επιφάνεια. Η μετατροπή του νέφους σημείων σε επιφάνεια είναι μια απαραίτητη διαδικασία ώστε να δημιουργηθεί το μοντέλο, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί ως Ψηφιακό Μοντέλο Επιφανείας για το στάδιο παραγωγής των ορθοφωτογραφιών, αλλά και για να επενδυθεί με εικονιστική πληροφορία, με παράγωγο την τρισδιάστατη απόδοση. Το τρισδιάστατο αυτό μοντέλο πρέπει να καλύπτει τις απαιτήσεις ακριβείας και ταυτόχρονα να είναι εύκολα διαχειρίσιμο, ώστε να είναι κατάλληλο και για διάδοση μέσω διαδικτύου. Οι εικόνες που πάρθηκαν και περιγράφουν το μνημείο προσανατολίστηκαν με φωτογραμμετρικές μεθόδους, ώστε να προκύψουν ορθοφωτογραφίες, αλλά και για την επένδυση του Ψηφιακού Μοντέλου Επιφανείας. Τέλος, στην εργασία αυτή συγκρίνονται τα παράγωγα που προέκυψαν από τα διάφορα στάδια της όλης διαδικασίας, καθώς επίσης συγκρίνονται και τα τελικά προϊόντα, με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από μία άλλη φωτογραμμετρική διαδικασία συλλογής δεδομένων, με την χρήση του συστήματος Z-Scan, που εφαρμόστηκε στην περίπτωση αυτή. Το Z – Scan έχει το πλεονέκτημα ότι είναι μια αυτοματοποιημένη μέθοδος και δεν απαιτείται ο χρήστης να έχει φωτογραμμετρικές γνώσεις, ενώ το μειονέκτημα είναι η ασυμβατότητά του με άλλα λογισμικά. Το πλεονέκτημα της συμβατικής μεθόδου είναι ότι η λήψη της τρισδιάστατης πληροφορίας με σαρωτή έχει μεγάλη εμβέλεια (200m) και το μειονέκτημά της είναι ότι απαιτείται μεγάλη επεξεργασία του τεράστιου όγκου δεδομένων από τον χειριστή για την κατάληξη στα τελικά προϊόντα.

The documentation of the cultural heritage of a country is the first step towards its preservation and protection. The objective of this project is the geometrical documentation of the Byzantine church of the Holy Cross in the village of Pelendri in the region of the Mount Troodos in Cyprus. The wall paintings in the church are of such great artistic value that the church has been included on the World Heritage List of UNESCO together with 9 other churches of the same region. The geometrical documentation of the church has been made possible with the collection and processing of all necessary data for the purpose of the determination of its position, its form, its shape and size in 3D. Data collection was carried out by using Geodetic and Photogrammetric Methodology, as well as Laser scanning all of which covered the pre determined accuracies. The data processing stage includes: the processing of the topographic measurements for the purpose of their inclusion along with their results in a single local reference system, the processing of point clouds collected by the laser scanner so that they are also included in the local reference system, as well as their conversion into surfaces. Converting point clouds into surfaces is a necessary process for the creation of the model, which will be used as a Digital Surface Model for the stage of orthoimage production but as well for the rendering of the Digital Surface Model. The 3D model has to cover all the demands accurately and at the same time be easily manageable and potentially become available through the internet. The pictures taken depicting the monument were oriented with the use of photogrammetric methods for the creation of orthoimage but also for the texture mapping of the Digital Surface Model. Finally in this project the various intermediate products are compared, as produced by each stage of the process. In addition the final products are compared to the results which were produced from a different photogrammetric process of data collection that of Z-Scan system, which was used in this case. Z-Scan has the advantage of being an automated method that does not require the user of having a photogrammetric knowledge whereas the disadvantage is the incompatibility with other software. The advantage of this compatible method is the 3D information collection can be in long range (200m) and its disadvantage is the great processing requirement because of the huge volume of data by the user for the production of its final results.