Drone Use in Historical Buildings and Surveying with Photogrammetric 3D Point Cloud Production

Year 2023, Volume: 4 Issue: 2, 29 - 39, 31.12.2023

Nihat Ersoy , İbrahim Çetin

Abstract

Restoration processes are very important for the protection of cultural heritage. A meticulous application is required in order not to make different additional arrangements to historical buildings in the restoration process. The materials, the texture of the building, the aesthetic elements reflected by the period, etc. The survey work is important in terms of not changing the properties. It is the base data for the current project, which is created by explaining the original state of the building with scaled drawings (plan, section and views) in order to evaluate the architectural features of the buildings and to prepare the restoration works. The survey is a tool for closely examining the historical structure and urban fabric, documenting the existing features, evaluating it from an architectural point of view, and preparing the restoration project. In this study, the construction of the survey work prepared by the photogrammetric method in order to form a basis for the architectural and restoration project of the building, which is a 2nd degree historical monument, is explained. In the survey study, control points were measured with the Total Station. Photographs of the historic building were taken with a calibrated high-resolution UAV. A 3D Model was created from the photos taken with Agısoft Metashape software and drawings were prepared with three-dimensional point measurement. Relief drawings were created by preparing plan sections and views. In this study, information about the process steps described in the above framework is given.

Keywords

Restoration, Orthomosaic, Digital Photogrammetry, 3D Model, Dron

Tarihi Yapılarda Dron Kullanılarak Fotogrametrik 3B Nokta Bulutu Üretimi ile Rölöve Yapımı

Abstract

Kültürel mirasların korunması için rölöve işlemleri oldukça önemlidir. Tarihi yapıların dokusu, dönemin yansıttığı estetik unsurlar gibi özelliklerin değişmemesi açısından rölöve çalışması önem taşır. Rölöve çalışması yapıların mimari özelliklerinin değerlendirilmesi için yapının özgün halinin ölçekli çizimlerle anlatılarak oluşturulan mevcut proje için altlık veridir. Bu çalışmada, 2. derece tarihi eser niteliğindeki yapının mimari, restorasyon projesine altlık teşkil etmek için İnsansız Hava Aracı (İHA) veya Dron kullanılarak nokta bulutu üretimi (Point Cloud) ile hazırlanan rölöve çalışmasının yapımı anlatılmıştır. Rölöve çalışmasında, Total Station ile jeodezik kontrol noktaları ölçülmüştür. Tarihi yapının fotoğrafları, kalibrasyonu yapılmış yüksek çözünürlüklü İnsansız Hava Aracı (İHA) ile çekilmiştir. Çekilen fotoğraflardan Agisoft Metashape yazılımı ile 3B (3 Boyutlu) model oluşturulmuştur. Bu modelden yararlanarak Microstation programında rölöve çizimleri elde edilmiştir. Laser Scanner ile yapılan röleve ölçümlerine alternatif olarak kullanılan İHA ile çekilen fotoğraflardan rölöve çizimleri elde edilmiştir. Sonuç olarak Zaman, Maliyet, Hız ve Doğruluk açısından bu çalışmanın klasik fotogrametri yöntemine bir alternatif olacağı anlatılmıştır.

Keywords

Restorasyon, Ortomozaik, Digital Fotogrametri, 3 Boyutlu Model, İnsansız Hava Aracı (İHA)

References

• H.Murat YILMAZ , Hakan KARABÖRK , Murat YAKAR, Yersel Fotogrametrinin Kullanım Alanları, Niğde Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 4 Sayı 1, 2000.
• Sarıoğlu, Ö., 2004, Yersel Fotogrametrik Rölöve ÖlçümTekniğinin Ömer Duruk Evi Örneği Üzerinde Uygulanması. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
• Ersoy N., Akdeniz G., Çetin İ., Güler E.,(2017). Laser Total Station Aletinin Rölöve Alımında Kullanımı. TUFUAB Kogresi. Antalya.
• Freely J A (2011) History of Ottoman Architecture; WIT Press: Southampton, UK.
• Fonstad M A, Dietrich J T, Courville B C, Jensen J L & Carbonneau P E (2013). Topographic structure from motion: a new development in photogrammetric measurement. Eart. Surf. Process. Landforms, 38, pp. 421-430.
• Önal M (2015). Harran Örenyeri 2015 Yılı Arkeolojik Çalışmaları, Şanlıurfa Kültür Sanat ve Turizm Dergisi, sayı: 24, Ocak 2015.
• Ulvi A, Yakar M, Yiğit A Y & Kaya Y (2020). İHA Ve Yersel Fotogrametrik Teknikler Kullanarak Aksaray Kızıl Kilisenin 3B Modelinin Ve Nokta Bulutunun Elde Edilmesi. Geomatik Dergisi, 5 (1), 22-30.
• Şanlıoğlu İ, Zeybek M & Karauğuz G (2013). Photogrammetric Survey and 3D Modeling of Ivriz Rock Relief in Late Hittite Er. Mediterranean Archaeology and Archaeometry, Vol. 13, No 2.
• Kaya Y, Yiğit A Y, Ulvi A & Yakar M (2021). Arkeolojik Alanların Dokümantasyonununda Fotogrametrik Tekniklerinin Doğruluklarının Karşılaştırmalı Analizi: Konya Yunuslar Örneği. Harita Dergisi, 165, 57-72.
• Alptekin A, Çelik M Ö & Yakar M (2019a). Anıtmezarın yersel lazer tarayıcı kullanarak 3B modellenmesi. Türkiye Lidar Dergisi, 1(1), 1-4.
• Alptekin A, Çelik M Ö, Doğan Y & Yakar M (2019b). Mapping of a rockfall site with an unmanned aerial vehicle. Mersin Photogrammetry Journal, 1(1), 12- 16.
• Çelik M Ö, Alptekin A, Ünel F B, Kuşak L & Kanun E (2020). The Effect of Different Flight Heights on Generated Digital Products: Dsm And Orthophoto. Mersin Photogrammetry Journal, 2(1), 1-9.
• Yakar M & Yılmaz H M (2008). Kültürel Miraslardan Tarihi Horozluhan’ın Fotogrametrik Rölöve Çalışması Ve 3 Boyutlu Modellenmesi. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 23(2), 25-33.
• Polat N, Önal M, Ernst F, Şenol H, Memduhoglu A, Mutlu S, Mutlu S, Budan M, Turgut M & Kara H (2020). Harran Ören Yeri Arkeolojik Kazı Alanınındın Çıkarılan Bazı Küçük Arkeolojik Buluntuların Fotogrametrik Olarak 3B Modellenmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 2 (2), 55-59. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/tufod/issue/58 541/835434.
• Mutlu S İ (2019), 2014-2018 Yılları Arasında Harran Höyük Kazısı’nda Bulunan Erken ve Orta Tunç Çağı Pişmiş Toprak Figürinleri, Harran ve Çevresi, Arkeoloji, Ed. M.Önal, S.İ.Mutlu, S.Mutlu. Şanlıurfa 2019: 361-418. ISBN 978-975-7394-55-6, ŞURKAV Yayınları, 191-210. Oxford, UK, 2015.
• Yakar M, Yıldız F & Yılmaz H M (2005). Tarihi ve Kültürel Miraslarin Belgelenmesinde Jeodezi Fotogrametri Mühendislerinin Rolü. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 10.
• Turan M H (2004). Mimari Fotogrametri Alanındaki Çağdaş Gelişimlerin Değerlendirilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 19(1).
• Korumaz A G, Dülgerler O N & Yakar M (2011). Kültürel Mirasın Belgelenmesinde Dijital Yaklaşımlar. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 26(3), 67-83.
• Yiğit A & Ulvi A. (2020). İHA Fotogrametrisi Tekniği Kullanarak 3B Model Oluşturma: Yakutiye Medresesi Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 2 (2), 46-54.
• Kaya Y, Şenol H İ, Memduhoğlu A, Akça Ş, Ulukavak M & Polat N (2019). Hacim Hesaplarında İHA Kullanımı: Osmanbey Kampüsü Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 1 (1), 07-10.
• Yiğit A Y, Orhan O & Ulvi A (2020). Investigation of The Rainwater Harvesting Potential at the Mersin University, Turkey. Mersin Photogrammetry Journal, 2(2), 64-75.
• Ulvi A, Murat Yakar M, Yiğit A.Y, Kaya Y (2020). İHA ve Yersel Fotogrametrik Teknikler Kullanarak Aksaray Kızıl Kilise’nin 3 Boyutlu Nokta Bulutu ve Modelinin Üretilmesi, Geomatik Dergisi 2020; 5(1); 19-26.
• Duran Z. (2003). Tarihi Eserlerin Fotogrametrik Olarak Belgelenmesi ve Coğrafi Bilgi Sistemine Aktarılması. Doktora Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Öksüz, M., Yıldırım, Ç., Sağlam, Ö., Karaarslan, Y., Görmüş, K., ve Kutoğlu, Ş.H. (2011). Zonguldak Kozlu Bölgesi’nin Su Baskınlarına Yönelik Risk Araştırması. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 13. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı. Ankara.
• URL-1:https://tr.wikipedia.org/wiki/Beykoz
• URL-2:https://www.teknikerler.com/dji-phantom-4-pro/
• URL-3:https://www.mobilecadsurveying.co.uk/topcon-gts105n-non-reflectorless
• URL-4:https://www.drone.net.tr/drone-modelleri/profesyonel-drone/dji-phantom-4-pro.v2.0.html
• URL-5: https://providyo.com/phantom-4-pro/