Digitization of Architectural Preservation and Restoration Processes Using Terrestrial Laser Scanning

Year 2024, , 66 - 73, 31.12.2024

Seda Nur Gamze Hamal , Ali Ulvi

https://doi.org/10.51946/melid.1590568

Abstract

This study examines the documentation, restoration and restitution processes of Terrestrial Laser Scanning (TLS) technology. In this context, a FARO FocusS 350 laser scanner was used to produce three-dimensional point cloud and orthophoto images of an old structure. The data obtained provided detailed documentation of the status of the structure and the preparation of precise drawings that would form the basis of restoration projects. Within the scope of the study, the speed, precision and accuracy advantages offered by TLS technology compared to traditional methods were demonstrated. During the survey studies of the structure, material deteriorations of structural elements such as wood, stone and adobe were documented in detail and deformations in the status of the structure were determined. In addition, basic data that can be used in the restoration and restitution processes of the structure were provided through the obtained data. The results show that TLS technology is an effective tool in the documentation and preservation of historical structures. The study reveals that the integration of this technology into architectural conservation projects can play a critical role in the planning and implementation of interventions to be made on structures.

Keywords

Terrestrial laser scanner, Documentation, Restoration, Restitution, 3D modeling

Yersel Lazer Tarama ile Mimari Koruma ve Restorasyon Süreçlerinin Dijitalleştirilmesi

Abstract

Bu çalışma, Yersel Lazer Tarayıcı (YLT) teknolojisi ile belgelenmesi, restorasyon ve restitüsyon süreçlerindeki kullanımını incelemektedir. Bu doğrultuda eski bir yapı üzerinde gerçekleştirilen çalışmada, FARO FocusS 350 lazer tarayıcı kullanılarak yapının üç boyutlu nokta bulutu ve ortofoto görüntüleri üretilmiştir. Elde edilen bu veriler, yapının mevcut durumunun detaylı bir şekilde belgelenmesini ve restorasyon projelerine temel oluşturacak hassas çizimlerin hazırlanmasını sağlamıştır. Çalışma kapsamında, YLT teknolojisinin geleneksel yöntemlere kıyasla sunduğu hız, hassasiyet ve doğruluk avantajları ortaya konulmuştur. Yapının rölöve çalışmaları sırasında, ahşap, taş ve kerpiç gibi yapı elemanlarının malzeme bozulmaları detaylı bir şekilde belgelenmiş ve yapının mevcut durumundaki deformasyonlar tespit edilmiştir. Ayrıca, elde edilen veriler üzerinden, yapının restorasyon ve restitüsyon süreçlerinde kullanılabilecek temel verileri sağlanmıştır. Sonuçlar, YLT teknolojisinin tarihi yapıların belgelenmesi ve korunmasında etkili bir araç olduğunu göstermektedir. Çalışma, bu teknolojinin mimari koruma projelerine entegrasyonunun, yapılar üzerinde yapılacak müdahalelerin planlanmasında ve uygulanmasında kritik bir rol oynayabileceğini ortaya koymaktadır.

Keywords

Yersel lazer tarayıcı, Belgeleme, Restorasyon, Restitüsyon, 3B modelleme

References

• Alikhodja, N., Zeghlache, H., & Bousnina, M. (2023). Remote sensing method (TLS) in architectural analysis and constructive pathology diagnosis. Research Square.
• Buckley, S. J., Howell, J. A., Enge, H. D., & Kurz, T. H. (2008). Terrestrial laser scanning in geology: Data acquisition, processing and accuracy considerations. Journal of the Geological Society, 165(3), 625–638. https://doi.org/10.1144/0016-76492007-100
• Carbonara, G. (2012). An Italian contribution to architectural restoration. Frontiers of Architectural Research, 1(1), 2–9. https://doi.org/10.1016/j.foar.2011.11.001
• 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.
• Gabriele, G., Danilo, G., & Marco, B. (2010). The employment of terrestrial laser scanner in cultural heritage conservation: The case study of Vallinotto Chapel in Carignano-Italy. Applied Geomatics, 2, 59–63. https://doi.org/10.1007/s12518-010-0020-6
• Kabadayı, A. (2023a). Kültürel Mirasın Dijital Arşivlenmesi: Emirci Sultan Türbesi ve Camii Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 5(2), 82-88.
• Kabadayı, A. (2023b). Yersel lazer tarama yöntemi ile rölöve ve restitüsyon projelerinin hazırlanması; Akşehir Kale Kalıntısı örneği. Türkiye Lidar Dergisi, 5(1), 17–25.
• Kabadayı, A., & Erdoğan, A. (2022). Application of terrestrial photogrammetry method in cultural heritage studies: A case study of Seyfeddin Karasungur. Mersin Photogrammetry Journal, 4(2), 62-67.
• Karasaka, L., & Beg, A. A. R. (2021). Yersel lazer tarama yöntemi ile farklı geometrik yapıdaki özelliklerin modellenmesi. Geomatik, 6(1), 54–60. https://doi.org/10.29128/geomatik.646415
• Lemmens, M., & Lemmens, M. (2011). Terrestrial laser scanning. Geo-information: Technologies, Applications and the Environment, 101–121. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1667-4_5
• Li, Z., Liu, J., Dong, Y., Hou, M., & Wang, X. (2024). From data acquisition to digital reconstruction: Virtual restoration of the Great Wall’s Nine Eyes Watchtower. Built Heritage, 8(1), 22. https://doi.org/10.1186/s43238-023-00068-9
• Lichti, D. D., & Gordon, S. J. (2004). Error propagation in directly georeferenced terrestrial laser scanner point clouds for cultural heritage recording. In Proceedings of FIG Working Week (pp. 22–27). Athens, Greece.
• Liu, J., & Li, B. (2024). Terrestrial laser scanning (TLS) survey and building information modeling (BIM) of the Edmund Pettus Bridge: A case study. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 48, 379–386. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-4-W4-2024-379-2024
• Pfeifer, N., & Briese, C. (2007). Geometrical aspects of airborne laser scanning and terrestrial laser scanning. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 36(3/W52), 311–319.
• Roggero, M., & Diara, F. (2024). Multi-sensor 3D survey: Aerial and terrestrial data fusion and 3D modeling applied to a complex historic architecture at risk. Drones, 8(4), 162. https://doi.org/10.3390/drones8040162
• Rossi, A., Giner, S. L., & Barsanti, S. G. (2024). Digital twins for contemporary restoration of the Solimene Factory. In Contemporary Heritage Lexicon: Volume 1 (pp. 249–265). Cham: Springer Nature Switzerland. https://doi.org/10.1007/978-3-031-26708-1_20
• Savaş, S., Acar, E., & Acar, D. (2024). A project management model for architectural restoration projects. International Journal of Construction Management. Advance online publication. https://doi.org/10.1080/15623599.2024.1123451
• Solla, M., Maté-González, M. Á., Blázquez, C. S., Lagüela-López, S., & Nieto, I. M. (2024). Analysis of structural integrity through the combination of non-destructive testing techniques in heritage inspections: The study case of San Segundo's Hermitage (Ávila, Spain). Journal of Building Engineering, 89, 109295. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.109295
• Sturzenegger, M., & Stead, D. (2009). Close-range terrestrial digital photogrammetry and terrestrial laser scanning for discontinuity characterization on rock cuts. Engineering Geology, 106(3–4), 163–182. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2009.03.006
• Uzun, T. İ., & Spor, Y. (2019). Yersel lazer (nokta bulut) tarama yöntemi ile rölöve–restitüsyon-restorasyon projesi hazırlama süreci ve bir örnek: Elazığ Harput Kale Hamamı. Tasarim+ Kuram, 15(28), 1–26.
• Willkens, D. S., Liu, J., & Alathamneh, S. (2024). A case study of integrating terrestrial laser scanning (TLS) and building information modeling (BIM) in heritage bridge documentation: The Edmund Pettus Bridge. Buildings, 14(7), 1940. https://doi.org/10.3390/buildings14071940
• Xie, K., Zhang, Y., & Han, W. (2024). Architectural heritage preservation for rural revitalization: Typical case of traditional village retrofitting in China. Sustainability, 16(2), 681. https://doi.org/10.3390/su16020681
• 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.