Documentation of Material Problems of Necropolis Area of The Ancient City Dara (Anastasiopolis) Through Photogrammetric Methods

Abstract

Dara’s necropolis area, which is consisted of an association of the quarry and the necropolis area and which the similar examples are encountered rarely, is an important area with respect of its cultural landscape values. In the area, where the spatial and functional diversity of cultural stratal and burial ritual are observed, the structure of the Tomb with Great Gallery differentiates from the other structures with its spatial characteristics and myth. The structure, which is defined as the “place of revival” by some researchers, becomes the single space of the context, in which it is located. However, this valuable structure has been exposed to material deteriorations in time as a result of various effects. Within this context, the aim of the study is to document the stone material deteriorations of the structure of Tomb with Great Gallery, located within the Necropolis area of the Ancient City Dara (Anastasiopolis), Mardin. The methods of documenting via photographing, observational determination, and terrsetrial lazer methods were used in the study. In the study, it was concluded that the most frequent material deteriorations were caused by various substances and environmental-origin salines existing in the air pollutants. The finding obtained supports the finding determined in different countries, particularly those such as Egypt, where stone architecture is present most intensely, that the basic deterioration problems of stone construction materials caused are due to the decomposition on the stone surface and surface contaminations caused by the affection of the saline caused air pollutants and environmental effects, also within the context of Turkey.

Keywords

• Terrestrial Laser Scanning
• Cultural heritage
• Stone Material Problems
• Historical Buildings
• Sustainability

Dara Antik Kenti (Anastasiopolis) Nekropol Alanının Malzeme Sorunlarının Yersel Lazer Tarama Yönteminden Elde Edilen Ortofotolar Yardımıyla Belgelenmesi

Abstract

Taş ocağı ve nekropol alanının birlikteliğinden oluşan, benzeri örneklerine az rastlanan Dara nekropol alanı, kültürel peyzaj değerleri açısından önemli bir alandır. Kültürel katmanlığın ve gömü rituellinin mekânsal ve işlevsel çeşitliliğinin izlendiği alanda, Büyük Galerili Mezar yapısı mekânsal özellikleri ve mitiyle diğer yapılardan farklılaşmaktadır. Bazı araştırmacılar tarafından “dirilişin mekânı” olarak tanımlanan yapı içinde bulunduğu bağlamın tekil mekanlarından biri olmaktadır. Ancak bu değerli yapı çeşitli etkiler sonucu zamanla malzeme bozulmalarına uğramıştır. Bu bağlamda çalışmanın amacı Mardin Antik Dara Kenti (Anastasiopolis) Nekropol alanında bulunan Büyük Galerili Mezar yapısının taş malzeme sorunlarının belgelenmesidir. Çalışmada yöntem olarak lazer tarama yöntemi kullanılmış ve ortofoto görüntüler elde edilmiştir. Yapıya dair taş malzeme sorunları saha gözlemleri sonucu elde edilmiş ve ortofotolardan elde edilen analitik çizimler üzerinde malzeme sorunlarına dair mevcut durum haritalanmıştır. Çalışmada yapıda en fazla görülen malzeme bozulmalarının, hava kirleticilerinin içinde bulunan çeşitli maddeler ve çevresel kaynaklı tuzlar sebebiyle oluştuğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen bu sonuç, farklı ülkelerde özellikle taş mimarinin en yoğun olduğu Mısır gibi ülkelerde tespit edilen taş yapı malzemelerinin bozulmasının temel sorunlarının hava kirleticilerinden ve çevresel etkilerden kaynaklı gelen tuzların etkimesi sonucu taş yüzeyinde ayrışmalar ve yüzey kirliliği oluşturduğu bulgusuna Türkiye bağlamında da destek vermektedir.

Keywords

• Fotogrametri
• Kültürel Miras
• Taş Malzeme Sorunları
• Tarihi Yapılar
• Sürdürülebilirlik

Thanks

Mardin Müze Müdürlüğü’ne veriler için teşekkür ederiz.

References

1. Rives, V. & Talegon, J. G. (2006). Decay and Conservation of Building Stones on Cultural Heritage Monuments. Materials Science Forum, (514-516), 1689 1694
2. Karataş, L., Alptekin, A., Kanun, E. & Yakar, M. (2022). Tarihi kârgir yapılarda taş malzeme bozulmalarının İHA fotogrametrisi kullanarak tespiti ve belgelenmesi: Mersin Kanlıdivane ören yeri vaka çalışması. İçel Dergisi, 2(2), 41-49
3. Karataş, L. (2023). Investigating the historical building materials with spectroscopic and geophysical methods: A case study of Mardin Castle . Turkish Journal of Engineering , 7 (3) , 266-278 .
4. Karataş, L., Alptekin, A., & Yakar, M. (2022). Detection and documentation of stone material deterioration in historical masonry structures using UAV photogrammetry: A case study of Mersin Aba Mausoleum. Advanced UAV, 2(2), 51–64.
5. Karataş, L., Alptekin, A., & Yakar, M. (2022). Investigation of Molla Hari (Halil) Süleyman Paşa Mosque’s material deteriorations. 4th Advanced Engineering Days, 55-57
6. Karataş, L., Alptekin, A., & Yakar, M. (2022). Material deteriorations occurring on the facades of the Mor Sergios Bakhos Church. 4th Advanced Engineering Days, 48-51
7. Karataş, L.,Alptekin, A,& Yakar, M. (2022). Detection of materials and material deterioration in historical buildings by spectroscopic and petrographic methods: The example of Mardin Tamir Evi. Engineering Applications, 1(2), 170-187.
8. Karatas, L. (2022). Integration of 2D mapping, photogrammetry and virtual reality in documentation of material deterioration of stone buildings: Case of Mardin Şeyh Çabuk Mosque. Advanced Engineering Science, 2(), 135-146

9. Karataş, L. , Alptekin, A. , Karabacak, A. & Yakar, M. (2022). Detection and documentation of stone material deterioration in historical masonry buildings using UAV photogrammetry: A case study of Mersin Sarisih Inn . Mersin Photogrammetry Journal , 4 (2) , 53-61 . DOI: 10.53093/mephoj.1198605
10. Corvo, F., Reyes-Trujeque, J., Valdés, C., Villaseñor, F., Cuesta, O., Aguilar, D. & Quintana, Patricia. (2010). Influence of Air Pollution and Humidity on Limestone Materials Degradation in Historical Buildings Located in Cities Under Tropical Coastal Climates. Water Air and Soil Pollution. 205, 359-375.
11. Fort, R., Alvarez de B. M. & López de Azcona, M.C. (2004). The efficiency of urban remodelling in reducing the effects of atmospheric pollution on monument. Air Pollution and Cultural Heritage, ,225–232.
12. Moroni, B., Pitzurra, L. & Poli, G. (2004). Microbial growth and air pollutants in the corrosion of carbonate building stone: Results of laboratory and outdoor experimental tests. Environmental Geology, 46, 436–447.
13. Spezzano, P. (2021). Mapping the susceptibility of UNESCO World Cultural Heritage sites in Europe to ambient (outdoor) air pollution. Science of The Total Environment, (754)142345.
14. Webb, A. H., Bawden, R. J., Busby, A. K. & Hopkins, J. N. (1992). Studies on the effects of air pollution on limestone in Great Britain. Atmospheric Environment, 26(2), 165–181.
15. Aboushook, M., Park HD., Gouda M., Mazen, O. & El-Sohby, M. (2006). Determination of durability of some Egyptian monument stones using digital image analysis, Proceedings of the 10th IAEG Congress—Engineering Geology for Tomorrow`s Cities, Nottingham, UK, The Geological Society of London, 80, 1-10. 
16. Bradley, S.M. & Middleton AP. (1988). A study of the deterioration of Egyptian limestone sculpture. J Am Inst Conserv, 27(2):64–86. 
17. Cardell, C., Delalieux, F., Roumpopoulos, K., Moropoulou, A., Auger, F. & Van Griekena, R. (2003). Salt-induced decay in calcareous stone monuments and buildings in a marine environment in SW France. Construction and Building Materials, 17, 165–179.
18. Fahmy, A., Molina-Piernas, E. & Martínez-López, J. (2022). Salt weathering impact on Nero/Ramses II Temple at El-Ashmonein archaeological site (Hermopolis Magna), Egypt. Herit Science , 10, 125.
19. Navarro, R., Pereira, D., Fernández de Arévalo E, Sebastián-Pardo E.M. & Rodriguez-Navarro C. (2021). Weathering of serpentinite stone due to in situ generation of calcium and magnesium sulfates. Constr Build Mater, 280, 122402.
20. Rothert E, Eggers T. & Cassar J. (2007). Stone properties and weathering induced by salt crystallization of maltese globigerina limestone. In: Prikryl R, Smith B J (ed) Building stone decay: from diagnosis to conservation. Geological society, Special publications, London, 271, 189–198.
21. Corrêa, S. M. & Arbillab, G. (2006). Aromatic hydrocarbons emissions in diesel and biodiesel exhaust. Atmospheric Environment, 40, 6821–6826.
22. Tufan-çetin, Ö. & Sümbül, H. (2010). Hava kirliliğinin belirlenmesinde likenlerin kullanımı . Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 1 (2) , 73-85.
23. Franzoni, E. (2014). Rising damp removal from historical masonries: a still open challenge. Constr Build Mater., 54:123–36. 
24. Ruiz-Agudo, E., Mees, F., Jacobs, P. & Rodriguez-Navarro, C. (2007). The role of saline solution properties on porous limestone salt weathering by magnesium and sodium sulfates. Environ Geol. 52:269–81.
25. Caruso, F., Maria, A., Sanchez, A., Scherer, G.W. & Flatt, R.J. (2014). Chemomechanics of salt damage in stone. Nat Commun.
26. Scrivano, S. & Gaggero, L. (2020). An experimental investigation into the salt—weathering susceptibility of building limestones. Rock Mech Rock Eng., 53(12):5329–43.
27. Erić, S., Matović, V., Kremenović, A., Colomban, P., Batoćanin, D.S. & Nešković, M. (2015). The origin of Mg sulfate and other salts formed on pure calcium carbonate substrate—Tufa stone blocks built into the Gradac Monastery. Serbia Constr Build Mater. 98:25–34.
28. Lopez-Arce, P., Doehne, E., Martin, W. & Pinchin, S. (2008). Sales de sulfato magnésico y materiales de edificios históricos: simulación experimental de laminaciones en calizas mediante ciclos de humedad relativa y cristalización de sales. Mater Constr., 58, 125–42.
29. Charola, A. E. (2017). Stone Deterıoratıon Characterızatıon For Its Conservatıon. Geonomos.
30. Smith, B.J., Gomez-Heras, M. & McCabe, S. (2008). Understanding the decay of stone-built cultural heritage. Progress in Physical Geography, 32(4), 439–461.
31. Siegesmund, S. & Snethlage, R. (2011). Stone in Architecture. Characterisation of Stone Deterioration on Buildings (Chapter 6), 347–410. 
32. Erdoğan, N. (2011). Dara Nekropolü Bilimsel Kazı Raporu.
33. Alptekin, A., Çelik, M. Ö. & Yakar, M. (2019). Anıtmezarın yersel lazer tarayıcı kullanarak 3B modellenmesi. Türkiye LiDAR Dergisi, 1(1), 1-4.
34. Alptekin, A., Fidan, Ş., Karabacak, A., Çelik, M. Ö. & Yakar, M. (2019). Üçayak Örenyeri'nin yersel lazer tarayıcı kullanılarak modellenmesi. Türkiye LiDAr Dergisi, 1(1), 16-20.
35. Hamal, S. N. G., Sarı, B. & Ulvi, A. (2020). Using of hybrid data acquisition techniques for cultural heritage a case study of pompeiopolis. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 2(2), 55-60.
36. Çelik, M. Ö., Hamal, S. N. G. & Yakar, İ. (2020). Yersel lazer tarama (YLT) yönteminin kültürel mirasın dokümantasyonunda kullanımı: Alman Çeşmesi örneği. Türkiye LiDAR Dergisi, 2(1), 15-22.
37. Sarı, B., Hamal, S. N. G. & Yakar, İ. (2020). Documentation of complex structure using Unmanned Aerial Vehicle (UAV) photogrammetry method and Terrestrial Laser Scanner (TLS). Türkiye LiDAR Dergisi, 2(2), 48-54.
38. Alptekin, A. & Yakar, M. (2020). Mersin Akyar Falezi’nin 3B modeli. Türkiye LiDAR Dergisi, 2(1), 5-9.
39. Alptekin, A. & Yakar, M. (2020). Kaya Bloklarının 3B Nokta Bulutunun Yersel Lazer Tarayıcı Kullanarak Elde Edilmesi. Türkiye LİDAR Dergisi, 2(1), 1-4.
40. Kaçarlar, Z. & Hamal, S. N. G. (2021). Küçük Objelerin Üç Boyutlu (3B) Modellenmesinde Yersel Lazer Tarama (YLT) Tekniği. Türkiye LiDAR Dergisi, 3(2), 65-70.
41. Oruç, M. E. & Öztürk, İ. L. (2021). Usability of Terrestrial Laser Technique in Forest Management Planning. Türkiye LiDAR Dergisi, 3(1), 17-24.
42. Fidan, D., Oruç, M. E., Hamal, S. N. G. & Fidan, Ş. (2022). Tersine Mühendislik Uygulamalarında Yersel Lazer Tarayıcıların Kullanım Olanaklarının Araştırılması; Klasik Otomobiller Örneği. Türkiye LiDAR Dergisi, 4(1), 1-10.
43. Alptekin, A., Çelik, M. Ö., Doğan, Y. & Yakar, M. (2019, November). Illustrating of a Landslide Site with Photogrammetric and LIDAR Methods. In Conference of the Arabian Journal of Geosciences, 303-305.
44. Karataş, L., Alptekin, A., & Yakar, M. (2022). Creating Architectural Surveys of Traditional Buildings with the Help of Terrestrial Laser Scanning Method (TLS) and Orthophotos: Historical Diyarbakır Sur Mansion. Advanced LiDAR, 2(2), 54–63.
45. Karataş, L., Alptekin, A. & Yakar, M. (2022). Determination of Stone Material Deteriorations on the Facades with the Combination of Terrestrial Laser Scanning and Photogrammetric Methods: Case Study of Historical Burdur Station Premises. Advanced Geomatics, 2(2), 65-72.
46. Karataş, L., Alptekin, A. ., & Yakar, M. . (2022). Analytical Documentation of Stone Material Deteriorations on Facades with Terrestrial Laser Scanning and Photogrammetric Methods: Case Study of Şanlıurfa Kışla Mosque. Advanced LiDAR, 2(2), 36–47.
47. Yastıklı, N. (2009). Ortofoto Ders Notları, Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Harita Mühendisliği Bölümü Fotogrametri Anabilim Dalı, İstanbul.
48. Comert, R., Avdan, U., Tün, M. & Ersoy, M. M. (2012). Mimari Belgelemede Yersel Lazer Tarama Yönteminin Uygulanması (Seyitgazi Askerlik Şubesi Örneği). Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, 4, 1-18.
49. ICOMOS (1982). The Australia ICOMOS charter for the conservation of places of cultural signi6cance, The Burra charter.
50. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. & Kaya, Y. (2019). The use of photogrammetric techniques in documenting cultural heritage: The Example of Aksaray Selime Sultan Tomb. Universal Journal of Engineering Science, 7(3), 64-73.
51. Yakar, M., Kabadayı, A., Yiğit, A. Y., Çıkıkcı, K., Kaya, Y. & Catin, S. S. (2016). Emir Saltuk Kümbeti fotogrametrik rölöve çalişmasi ve 3boyutlu modellenmesi. Geomatik, 1(1), 14-18.
52. Yakar, M., Yıldız, F. & Yılmaz, H. M. (2005). Tarihi Ve Kültürel Miraslarin Belgelenmesinde Jeodezi Fotogrametri Mühendislerinin Rolü. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 10.
53. Kaya, Y., Yiğit, A. Y., Ulvi, A. & Yakar, M. (2021). Arkeolojik alanların dokümantasyonununda fotogrametrik tekniklerinin doğruluklarının karşılaştırmalı analizi: Konya Yunuslar Örneği. Harita Dergisi, 87(165), 57-72.
54. Yakar, M. & Doğan, Y. (2018). Gis and three-dimensional modeling for cultural heritages. International Journal of Engineering and Geosciences (IJEG), 3(2), 50-55.
55. Yakar, M., Yılmaz, H. M. & Mutluoğlu, H. M. (2009). Hacim Hesaplamalarında Laser Tarama ve Yersel Fotogrametrinin Kullanılması, TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 12. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, Ankara.
56. Yakar, M., Yilmaz, H. M. & Mutluoglu, O. (2014). Performance of Photogrammetric and Terrestrial Laser Scanning Methods in Volume Computing of Excavtion and Filling Areas. Arabian Journal for Science and Engineering, 39(1), 387-394.
57. Ulvi, A. Yakar, M., Toprak, A. S. & Mutluoglu, O. (2014). Laser Scanning and Photogrammetric Evaluation of Uzuncaburç Monumental Entrance. International Journal of Applied Mathematics Electronics and Computers, 3(1), 32-36.
58. Korumaza, A. G., Korumaz, M., Dulgerlera, O. N., Karasaka, L., Yıldız, F. & Yakar, M. (2010). Evaluation of laser scanner performance in documentation of historical and architectural ruins, a case study in Konya. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(5), 361-366.
59. Yakar, M., Ulvi, A. & Toprak, A. S. (2015). The Problems and Solution Offers, Faced During The 3d Modeling Process Of Sekiliyurt Underground Shelters With Terrestrial Laser Scanning Method. International Journal of Environment and Geoinformatics, 2(2), 39-45.
60. Yakar, M., Yılmaz, H. M. & Mutluoğlu, Ö. (2009). Hacim Hesaplamalarinda Laser Tarama Ve Yersel Fotogrametrinin Kullanilmasi. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 12. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı.
61. Yakar, M., Yilmaz, H. M. & Mutluoglu, O. (2009). Comparative Evaluation of Excavation Volume by Terrestrial Laser Scanner and Total Topographic Station Based Methods. Lasers in Engineering, 19(5), 331.
62. Korumaz, A. G., Dülgerler, O. N. & Yakar, M. (2011). Kültürel mirasin belgelenmesinde dijital yaklaşimlar. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 26(3), 67-83.
63. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. & Kaya, Y. (2019). The use of photogrammetric techniques in documenting cultural heritage: The Example of Aksaray Selime Sultan Tomb. Universal Journal Of Engineering Science, 7(3), 64-73.
64. Yakar, M. & Yilmaz, H. M. (2008). Using in volume computing of digital close range photogrammetry. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Vol. XXXVII. Part B3b.
65. Yilmaz, H. M., Yakar, M. & Yildiz, F. (2008). Digital photogrammetry in obtaining of 3D model data of irregular small objects. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 37, 125-130.
66. Yılmaz, H. M. & Yakar, M. (2000). Yersel fotogrametrinin kullanım alanları. Niğde Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 4(1), 1.