Інтеграція 3D-технологій для консервації та реставрації зруйнованих археологічних артефактів
Анотація
Реставрація та консервація пам'ятників та археологічних об'єктів – справа тонка. Вона вимагає делікатності, точності та археологічної достовірності. Ціль полягає в тому, щоб максимально точно виявити, відтворити характеристики археологічного пам'ятника або його частини. Дослідження останніх двох десятиліть довели, що 3D-моделювання, або цифрова документація та візуалізація археологічних об'єктів у 3D цінні для археологічних досліджень, а також для консервації та представлення широкій аудиторії, оскільки дозволяє створювати реалістичні та точні цифрові копії археологічних об'єктів. У минулому технології 3D-моделювання були надмірно дорогими та надто технологічно спеціалізованими, щоб їх можна було інтегрувати у більшість проектів історичної спадщини. Однак досягнення в розвитку обчислювальної техніки та цифрової фотографії за останнє десятиліття призвели до появи кількох недорогих та зручних варіантів 3D-моделювання з використанням фотограмметрії. Останній був успішно використаний для документування історико-культурної спадщини. В останні роки ця технологія стає все більш популярною для архівації. Вона забезпечує отримання 3D-моделі та цифрового ортозображення з використанням високоточних щільних 3D-крапок. У дослідженні був обраний метод наземної та аерофотограмметрії за допомогою тривимірних зйомок архітектурних елементів, щоб розробити архетип занепаду поселення ісламських маринідів (династія між 13 і 15 століттями) і римського поселення (25 р. до н. е.), розташованого на археологічних розкопках Челлах у містах Рабат та Сале. Проте визнання важливості цих ісламських пам'яток з погляду еволюції марокканського ісламського мистецтва потребує поєднання великомасштабного сканування безпілотними наземними засобами, аерофотограмметрії та фотореалістичного 3D-рендерингу, а також вичерпних досліджень з історії цього культурного об'єкту. Отримані дані створюють архітектурну базу даних для архівування та відновлення існуючої архітектури пам'ятників. Це дослідження виконано фотограметристами, архітекторами та реставраторами.
Завантаження
Посилання
Agisoft Metashape (2019). Agisoft Metashape (Version 1.7.6). Retrieved from http://www.agisoft.com/downloads/installer/.
Alberti, S., Ferretti, A., Leoni, G., Margottini, C., & Spizzichino, D. (2017). Surface deformation data in the archaeological site of Petra from medium-resolution satellite radar images and SqueeSARTM algorithm. Journal of Cultural Heritage, 25, 10–20. https://doi.org/10.1016/j.culher.2017.01.005.
Alby, E., & Grussenmeyer, P. (2012). From point cloud to 3D model, modelling methods based on architectural knowledge applied to fortress of Châtel-sur-Moselle (France). International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 39, 75–80. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XXXIX-B5-75-2012.
Alshawabkeh, Y., El-Khalili, M., Almasri, E., Bala’awi, F., & Al-Massarweh, A. (2020). Heritage documentation using laser scanner and photogrammetry. The case study of Qasr Al-Abidit, Jordan. Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage, 16, e00133. https://doi.org/10.1016/j.daach.2019.e00133.
Aparicio, P., Espinoza-Figueroa, F., Aguirre, M. D. C., Mejía, P., & Matovelle, C. (2018). Digital photogrammetry for the 3D model of the archeological site of Todos Santos, Cuenca (Ecuador). Estoa. Revista de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Cuenca, 7(13), 31–54. https://doi.org/10.18537/est.v007.n013.a02.
Bakirman, T., Bayram, B., Akpinar, B., Karabulut, M. F., Bayrak, O. C., Yigitoglu, A., & Seker, D.Z. (2020). Implementation of ultra-light U AV systems for cultural heritage documentation. Journal of Cultural Heritage, 44, 174–184. https://doi.org/10.1016/j.culher.2020.01.006.
Bedford, J. (2017). Photogrammetric Applications for Cultural Heritage: Guidance for Good Practice. Swindon: Historic England. Retrieved from https://historicengland.org.uk/images-books/publications/photogrammetric-applications-for-cultural-heritage/heag066-photogrammetric-applications-cultural-heritage/
Belhaj, S., Bahi, L., & Akhssas, A. (2017). Comparative technical, architectural and archaeological study of the various marinid medersas in the Maghreb. Energy Procedia, 125, 666–670. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.08.284.
Boube, J. (1999). Les nécropoles de Sala. Paris: Editions Recherche sur les civilization [in French].
Boukous, A. (2011). Patrimoine cuturel materiel : Les arts décoratifs. Asinag, 6, 87–92. Retrieved from https://www.ircam.ma/sites/default/files/doc/asinag-6/realise-par-mustapha-jlok.pdf. [in French]
Calin, M. (2015). 3D modeling for digital preservation of Romanian heritage monuments. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 6, 421–428. https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2015.08.111.
Chiabrando, F., Donadio, E., & Rinaudo, F. (2015). SfM for orthophoto to generation: A winning approach for cultural heritage knowledge. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-5/W7, 91–98. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-5-W7-91-2015.
Colomina, I., & Molina, P. (2014). Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing : A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 92, 79–97. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2014.02.013.
Cook, M. J., & DeSanto, J. B. (2019). Validation of geodetic seafloor benchmark stability using structure from motion and seafloor pressure data. Earth and Space Science, 6(9), 1781–1786. https://doi.org/10.1029/2019EA000623.
Cucci, C., Picollo, M., & Vervat, M. (2012). Trans-illumination and trans-irradiation with digital cameras : Potentials and limits of two imaging techniques used for the diagnostic investigation of paintings. Journal of Cultural Heritage, 13(1), 83–88. https://doi.org/10.1016/j.culher.2011.07.002.
Daniotti, B., Gianinetto, M., & Della Torre, S. (Éds.). (2020). Digital Transformation of the Design, Construction and Management Processes of the Built Environment. Cham: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-33570-0.
El-Din Fawzy, H. (2019). 3D laser scanning and close-range photogrammetry for buildings documentation : A hybrid technique towards a better accuracy. Alexandria Engineering Journal, 58(4), 1191–1204. https://doi.org/10.1016/j.aej.2019.10.003.
Erenoglu, R. C., Akcay, O., & Erenoglu, O. (2017). An UAS-assisted multi-sensor approach for 3D modeling and reconstruction of cultural heritage site. Journal of Cultural Heritage, 26, 79–90. https://doi.org/10.1016/j.culher.2017.02.007.
Galantucci, R. A., & Fatiguso, F. (2019). Advanced damage detection techniques in historical buildings using digital photogrammetry and 3D surface anlysis. Journal of Cultural Heritage, 36, 51–62. https://doi.org/10.1016/j.culher.2018.09.014.
Ginzler, C., & Hobi, M. (2015). Countrywide stereo-image matching for updating digital surface models in the framework of the Swiss National Forest Inventory. Remote Sensing, 7(4), 4343–4370. https://doi.org/10.3390/rs70404343.
Grussenmeyer, P. (2003). Photogrammétrie architecturale et modélisation 3D du patrimoine. Revue XYZ, (95), 30–36. Retrieved from https://www.researchgate.net/profile/Pierre-Grussenmeyer/publication/282057387_Photogrammetrie_architecturale_et_modelisation_3D_du_patrimoine/links/561aa3f408ae6d1730898e36/Photogrammetrie-architecturale-et-modelisation-3D-du-patrimoine.pdf. [in French]
Hanan, H., Suwardhi, D., Nurhasanah, T., & Bukit, E. S. (2015). Batak toba cultural heritage and close-range photogrammetry. Procedia – Social and Behavioral Sciences, 184, 187–195. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.05.079.
Hill, A. C. (2019). Economical drone mapping for archaeology : Comparisons of efficiency and accuracy. Journal of Archaeological Science: Reports, 24, 80–91. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2018.12.011.
Koutsoudis, A., Arnaoutoglou, F., & Chamzas, C. (2007). On 3D reconstruction of the old city of Xanthi. A minimum budget approach to virtual touring based on photogrammetry. Journal of Cultural Heritage, 8(1), 26–31. https://doi.org/10.1016/j.culher.2006.08.003.
Lee, K. (2018). Military application of aerial photogrammetry mapping assisted by small unmanned air vehicles (Master's thesis). Air Force Institute of Technology Air University: Wright-Patterson Air Force Base, Ohio. Retrieved from https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD1056512.pdf.
Liang, H., Li, W., Lai, S., Zhu, L., Jiang, W., & Zhang, Q. (2018). The integration of terrestrial laser scanning and terrestrial and unmanned aerial vehicle digital photogrammetry for the documentation of Chinese classical gardens – A case study of Huanxiu Shanzhuang, Suzhou, China. Journal of Cultural Heritage, 33, 222–230. https://doi.org/10.1016/j.culher.2018.03.004.
Loaiza Carvajal, D. A., Morita, M. M., & Bilmes, G. M. (2020). Virtual museums. Captured reality and 3D modeling. Journal of Cultural Heritage, 45, 234–239. https://doi.org/10.1016/j.culher.2020.04.013
Martin, O., Meynard, C., Pierrot-Deseilligny, M., Souchon, J. P., & Thom, C. (2017). Réalisation d'une caméra photogrammétrique ultralégère et de haute résolution. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, 213–214, 3–9 [in French].
McCarthy, J. (2014). Multi-image photogrammetry as a practical tool for cultural heritage survey and community engagement. Journal of Archaeological Science, 43, 175–185. https://doi.org/10.1016/j.jas.2014.01.010.
Micheletti, N., Chandler, J. H., & Lane, S. N. (2015). Structure from motion (SFM) photogrammetry. In L. E. Clarke, & J. M. Nield (Eds.), Geomorphological Techniques, Chap. 2, Sec. 2.2. (pp. 1–12). London: British Society for Geomorphology. Retrieved from https://hdl.handle.net/2134/17493.
Nagy, P. T. (2020). From Rabat to Marseille: Šālla and the 1922 exposition coloniale in France. The Arabist Budapest Studies in Arabic, 41, 101–119. Retrieved from http://real-j.mtak.hu/15761/1/The_Arabist_Budapest_Studies_in_Arabic_2020_41.pdf#page=124
Napolitano, R. K., & Glisic, B. (2018). Minimizing the adverse effects of bias and low repeatability precision in photogrammetry software through statistical analysis. Journal of Cultural Heritage, 31, 46–52. https://doi.org/10.1016/j.culher.2017.11.005.
New Jersey Department of Transportation (2009). Minimum guidelines for aerial photogrammetric mapping. Issued BDC98PR-009 by quality management services configuration management. Trenton, New Jersey: Department of Transportation. Retrieved from https://www.state.nj.us/transportation/eng/documents/photogrammetry/pdf/Photogrammetric.pdf.
Obradović, M., Vasiljević, I., Đurić, I., Kićanović, J., Stojaković, V., & Obradović, R. (2020). Virtual reality models based on photogrammetric surveys – A case study of the iconostasis of the Serbian Orthodox Cathedral Church of Saint Nicholas in Sremski Karlovci (Serbia). Applied Sciences, 10(8), 2743. https://doi.org/10.3390/app10082743.
Peña-Villasenín, S., Gil-Docampo, M., & Ortiz-Sanz, J. (2019). Professional SfM and TLS vs a simple SfM photogrammetry for 3D modelling of rock art and radiance scaling shading in engraving detection. Journal of Cultural Heritage, 37, 238–246. https://doi.org/10.1016/j.culher.2018.10.009.
Pennell, C. R. (2013). Morocco: From empire to independence. New York: Simon and Schuster.
Pollefeys, M. (2000). Visual 3D Modeling from Images. Chapel Hill: University of North Carolina. Retrieved from https://www.cvg.ethz.ch/teaching/compvis/tutorial.pdf.
Rocheleau, M. (2005). La modélisation 3D comme méthode de recherche en sciences historiques. In Actes du 10e colloque international d’ARTEFACT (pp. 245–265). Université Laval: Québec. Retrieved from https://www.erudit.org/en/books/actes-des-colloques-dartefact/actes-10e-colloque-international-etudiant-departement-dhistoire-luniversite--978-2-9812053-9-1/004288co.pdf [in French].
Rosin, P. L., Lai, Y.-K., Liu, C., Davis, G. R., Mills, D., Tuson, G., & Russell, Y. (2018). Virtual recovery of content from X-Ray micro-tomography scans of damaged historic scrolls. Scientific Reports, 8(1), 11901. https://doi.org/10.1038/s41598-018-29037-x.
Salih, A., & Amrani, H. (2012). Wilaya de la région Rabat-Salé-Zemmour-Zaër [in French].
Saputra, A., Rahardianto, T., & Gomez, C. (2017). The application of structure from motion (SfM) to identify the geological structure and outcrop studies. AIP Conference Proceedings, 1857(1), 030001. https://doi.org/10.1063/1.4987060.
Shatzmiller, M. (2011). Marīnid Fez : The economic background of the “Quest for Empire”. Proceedings of Interdisciplinary Conference Fez in World History, Al-Akhawayn University, Ifrane, Morocco (pp. 7–40). Retrieved from https://history.uwo.ca/People/Docs/Shatzmiller-Articles/17-Marinid-Fez.pdf.
Shervais, W. K., Dietrich, J., & Lauer, I. (2019). Structure from motion (SfM) photogrammetry data exploration and processing manua [SfM Data Exploration and Processing Manual Guide]. Boulder, Colorado: Unavco. Retrieved from https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/files/getsi/teaching_materials/high-rez-topo/student_materials/sfm_data_processing_exploration.v3.pdf.
Simou, S., Baba, K., Nounah, A., & Aarab, A. (2020). 3D reconstruction of the Marinids site located at the Chellah archaeological area. In Proceedings 8th REHABEND Congress 2020 (pp. 2807–2814). Granada Santander, Spain: University of Cantabria. Retrieved from https://www.bib.irb.hr/1094053/download/1094053.REHABEND-Libro_ARTICULOS-PerhavecVidakovic.pdf.
Singhal, G., Bansod, B., & Mathew, L. (2018). Unmanned aerial vehicle classification, applications and challenges : A review. Preprints, 2018110601. https://doi.org/10.20944/preprints201811.0601.v1.
Terrisse, M. (2011). Les musées de sites archéologiques appréhendés en tant que vecteurs de développement local à travers trois études de cas préfigurant la mise en valeur opérationnelle du site de Chellah (Doctoral dissertation). Université du Maine, Le Mans. Retrieved from https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00654271/ [in French].
Thomas, H. (2017). A methodology for combining terrestrial and aerial photographs to create high resolution photogrammetric models of large-scale archaeological sites: A case study for Methone, Greece. Journal of Archaeological Science: Reports, 16, 27–33. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2017.09.015.
Wei, O. C., Majid, Z., Setan, H., Ariff, M. F. M., Idris, K. M., Darwin, N., … Zainuddin, K. (2019). Three-dimensional recording and photorealistic model reconstruction for virtual museum application–an experience in Malaysia. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLII-2/W9, 763–771. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W9-763-2019.
Xie, I., & Matusiak, K. (2016). Chapter 3 – Digitization of text and still images. In I. Xie, K. Matusiak (Eds.), Discover Digital Libraries (pp. 59–93). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417112-1.00003-X.
Yang, X., Grussenmeyer, P., Koehl, M., Macher, H., Murtiyoso, A., & Landes, T. (2020). Review of built heritage modelling: Integration of HBIM and other information techniques. Journal of Cultural Heritage, 46, 350–360. https://doi.org/10.1016/j.culher.2020.05.008.
Yastikli, N. (2007). Documentation of cultural heritage using digital photogrammetry and laser scanning. Journal of Cultural Heritage, 8(4), 423–427. https://doi.org/10.1016/j.culher.2007.06.003.
Yilmaz, H. M., Yakar, M., Gulec, S. A., & Dulgerler, O. N. (2007). Importance of digital close-range photogrammetry in documentation of cultural heritage. Journal of Cultural Heritage, 8(4), 428–433. https://doi.org/10.1016/j.culher.2007.07.004.
Кількість переглядів: 1943 Кількість завантажень PDF: 859
Авторське право (c) 2022 Історія науки і техніки
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторські права та ліцензування
Ліцензійні умови: автори зберігають авторське право, а також надають право журналу публікувати оригінальні наукові статті, що містять результати експериментальних і теоретичних досліджень і не знаходяться на розгляді для опублікування в інших віданнях. Всі матеріали поширюється на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.
До рукопису статті додається підписана авторами відсканована копія «Угоди» про передачу авторами прав на публікацію рукопису і подальше розміщення статті в інтернеті (у форматі * .pdf або * .jpg).
Цією угодою автор засвідчує, що поданий матеріал:
- не порушує авторських прав інших осіб або організацій;
- не був опублікований раніше у інших видавництвах та не був поданий до публікації у інші видання.
Автор передає редколегії журналу "Історія науки і техніки" права на:
- публікацію статті українською (англійською та російською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
- переклад статті англійською мовою (для статей українською та російською мовою) та розповсюдження друкованої версії перекладу.
- розповсюдження електронної версії статті, а також електронної версії англомовного перекладу статті (для статей українською та російською мовою), через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях тощо).
Автор зберігає за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
- Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
- Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
- Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
- Розміщувати електронні копії статті (у тому числі кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
- персональних web-ресурсах усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги тощо);
- web-ресурсах установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
- некомерційних web-ресурсах відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
В усіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов’язковим.
