Modeling of Historical Building with Local Laser Scanning: Hamidiye Clock Fountain Example

Abstract

Laser scanning is crucial for the spatial documentation of cultural heritage sites, providing precise spatial data in a short fieldwork period. Both traditional close-range photogrammetry and camera-borne photogrammetry are basic techniques, but close-range photogrammetry is required for difficult surfaces. The laser scanning process involves complex processes such as surface handling, data acquisition and scanner basics. The possibility of obtaining more accurate and comprehensive 3D models of objects has increased with the emergence of new ground-based laser scanner technologies in the research field. This is primarily the case in the field of cultural heritage, architectural and archaeological survey, where objects typically have extremely complex shapes. In addition, the acquisition process using laser scanner devices is very fast and economical, and the resulting 3D models are very useful for users. However, extra care needs to be taken when analyzing, interpreting and modeling the data from the laser scanner. Therefore, using appropriate registration techniques, it is important to align the individual scans to create the final 3D model of the object. This study aims to digitally record the historic fountain without any human interaction using a Terrestrial Laser Scanning (TLS) device. The fountain was scanned at various locations using TLS equipment for the study. The TLS data was used to create 3D models and visually represent and document the historic fountain. In the documentation, a 3D model was generated from the point cloud of the TLS data.

Keywords

• Terrestrial laser scanning
• laser scanning
• cultural heritage
• modeling

Yersel Lazer Tarama ile Tarihi Yapının Modellenmesi: Hamidiye Saatli Çeşme Örneği

Abstract

Lazer tarama, kültürel miras alanlarının mekânsal dokümantasyonu için çok önemlidir ve kısa bir saha çalışması süresinde hassas mekânsal veriler sağlar. Hem geleneksel yakın mesafe fotogrametrisi hem de kameraya bağlı fotogrametri temel tekniklerdir, ancak zor yüzeyler için yakın mesafe fotogrametrisi gereklidir. Lazer tarama süreci, yüzey taşıma, veri toplama ve tarayıcı temelleri gibi karmaşık süreçleri içerir. Nesnelerin daha hassas ve kapsamlı 3B model elde etme olasılığı, araştırma alanında yeni yer tabanlı lazer tarayıcı teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla artmıştır. Bu durum öncelikle, nesnelerin tipik olarak son derece karmaşık şekillere sahip olduğu kültürel mirasın, mimari ve arkeolojik yüzey araştırması alanında geçerlidir. Buna ek olarak, lazer tarayıcı cihazları kullanılarak yapılan alım işlemi oldukça hızlı ve ekonomiktir ve ortaya çıkan 3B modeller kullanıcılar için oldukça faydalıdır. Bununla birlikte, lazer tarayıcıdan gelen verileri analiz ederken, yorumlarken ve modellerken ekstra özen gösterilmesi gerekir. Bu nedenle, uygun kayıt teknikleri kullanılarak, nesnenin nihai 3B modelini oluşturmak için tek tek taramaların hizalanması önemlidir. Bu çalışmada Yersel Lazer Tarama (YLT) aygıtını kullanarak herhangi bir insan etkileşimi olmadan tarihi çeşmenin dijital olarak kaydetmeyi amaçlamaktadır. Çeşme, çalışma için YLT ekipmanı kullanılarak çeşitli konumlarda taranmıştır. YLT verileri 3D modeller oluşturmak için kullanılmış ve tarihi çeşmenin görsel olarak temsil edilerek belgelenmiştir. Belgelemede YLT verisi nokta bulutundan 3 boyutlu model üretilmiştir.

Keywords

• Yersel lazer tarama
• lazer tarama
• kültürel miras
• modelleme

References

1. Campana, S., & Remondino, F. (2008). Fast and Detailed Digital Documentation of Archaeological Excavations and Heritage Artifacts, in: Posluschny, A., K. Lambers and I. Herzog (eds.), Layers of Perception. Proceedings of the 35th International Conference on Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology (CAA), Berlin, Germany, Nisan 2–6, 2007 (Kolloquien zur Vor- und Frühgeschichte). Dr. Rudolf Habelt GmbH, Bonn, 10, 36-42.
2. Erdoğan, A., Kabadayı, A., & Akın, E. S. (2021). Kültürel mirasın fotogrametrik yöntemle 3B modellenmesi: Karabıyık Köprüsü Örneği. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 3(1), 23-27.
3. Fidan, Ş., Ulvi, A., Yiğit, A. Y., Hamal, S. N. G., & Yakar, M. (2023). Combination of Terrestrial Laser Scanning and Unmanned Aerial Vehicle Photogrammetry for Heritage Building Information Modeling: A Case Study of Tarsus St. Paul Church. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 89(12), 753-760.
4. Güler, O., & Erdem, O. A. (2014). Applying interactive 3D education and using stereoscopic 3D technology in vocational education. International Journal of Informatics Technologies, 7(3), 11.
5. Heritage, E. (2008). Conservation principles policies and guidance: For the sustainable management of the historic environment. English Heritage. Nisan 2008,
6. Kabadayı, A. (2021). Unmanned aerial vehicle usage in rough areas and photogrammetric data generation. Advanced UAV, 1(1), 8-14.
7. Kabadayı, A. (2023). Kültürel Mirasın Dijital Arşivlenmesi: Emirci Sultan Türbesi ve Camii Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 5(2), 82-88.
8. Kabadayı, A., & Erdoğan, A. (2023). İHA Fotogrametrisi Kullanarak Yozgat Çilekçi Türbesi’nin 3 Boyutlu Nokta Bulutu ve Modelinin Üretilmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 5(1), 29-35.

9. Kabadayı, A., Kaya, Y., & Yiğit, A. Y. (2020). Comparison of documentation cultural artifacts using the 3D model in different software. Mersin Photogrammetry Journal, 2(2), 51-58.
10. Lerma García, J. L., Van Genechten, B., Heine, E., & Santana Quintero, M. (2008). Theory and practice on terrestrial laser scanning. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia., Valencia, SPAIN, 261.
11. 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, 5(1), 19-26.
12. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A., & Kaya, Y. (2019a). Arkeolojik Alanlarin Dokümantasyonunun Yersel Lazer Tarama Ve İha Teknikleri İle Elde Edilmesi: Konya Yunuslar Örneği. TUFUAB 10. Teknik Sempozyumu, Aksaray.
13. Ulvi, A., Yiğit, A. Y., & Yakar, M. (2019b). Modeling of Historical Fountains by Using Close-Range Photogrammetric Techniques. Mersin Photogrammetry Journal, 1(1), 1-6.
14. Us, H., Köse, S., & Bıyık, M. E. (2022). Antik Mezar Taşlarının Yersel Lazer Tarama (YLT) Yöntemi ile Üç Boyutlu (3B) Belgelenmesi. Türkiye Lidar Dergisi, 4(1), 11-16.
15. Yakar, M., Ulvi, A., Yiğit, A. Y., & Alptekin, A. (2023). Discontinuity set extraction from 3D point clouds obtained by UAV Photogrammetry in a rockfall site. Survey Review, 55(392), 416-428.
16. Yiğit, A. Y., & Uysal, M. (2023). Dijital İkiz Oluşturmada Nokta Bulutlarına Dayalı Analiz. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(2), 318-329.