Tarihi Cami Yapılarının Dijital Korunmasında İHA Tabanlı 3B Fotogrametri Yöntemi

Abstract

Kültürel miras yapılarının yüksek doğrulukla belgelenmesi, hem restorasyon süreçlerinin bilimsel temele oturtulması hem de dijital koruma ve arşivleme çalışmaları açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Yozgat ilinde yer alan Tokmak Hasan Paşa Camii’nin dış kabuğu, İnsansız Hava Aracı (İHA) tabanlı fotogrametri yöntemiyle üç boyutlu (3B) olarak modellenmiş ve üretilen modelin konumsal ve geometrik doğruluğu nicel olarak değerlendirilmiştir. Bu amaçla cami etrafında planlanan uçuşlarla toplam 178 adet yüksek çözünürlüklü görüntü elde edilmiş, görüntüler Agisoft Metashape yazılımında işlenerek seyrek nokta bulutu, yoğun nokta bulutu, üçgen ağ (mesh) ve doku kaplamalı 3B model üretilmiştir. Model, GNSS-RTK yöntemiyle ölçülen Yer Kontrol Noktaları (YKN) ile ölçeklendirilmiş ve dünya koordinat sistemine bağlanmıştır. Doğruluk analizi kapsamında, YKN koordinatları ile fotogrametrik çözümleme sonrası hesaplanan değerler karşılaştırılmış; ortalama planimetrik hata 0.015 m, düşey hata 0.021 m ve 3B RMSE değeri 0.027 m olarak elde edilmiştir. Ayrıca, duvar uzunluğu, giriş açıklığı, minare gövde çapı ve saçak yüksekliği gibi yapısal elemanlar için hesaplanan ortalama mutlak hata 0.014 m, göreli hata ise %0.57 düzeyinde bulunmuştur. Elde edilen bulgular, İHA tabanlı fotogrametrinin küçük ölçekli tarihi camilerin dış cephe belgelenmesinde santimetre düzeyinde doğruluk sağladığını ve kültürel miras dokümantasyonu için etkili bir yöntem sunduğunu göstermektedir. Bu yönüyle çalışma, benzer ölçekteki tarihi dini yapıların dijital belgelenmesi ve restorasyon öncesi analizleri için uygulanabilir ve tekrarlanabilir bir yöntem çerçevesi sunmaktadır.

Keywords

• Kültürel Miras
• İnsansız Hava Aracı (İHA)
• Üç Boyutlu (3B) Modelleme
• Fotogrametrik İş Akışı
• Doğruluk Analizi
• Kültürel Miras Belgelenmesi
• Cami Modellemesi

UAV-Based 3D Photogrammetry Method in the Digital Preservation of Historic Mosque Structures

Abstract

Accurate documentation of cultural heritage structures is essential for preserving architectural information, supporting restoration planning, and enabling long-term digital conservation. In this study, the outer shell of the Tokmak Hasan Paşa Mosque, located in Yozgat (Türkiye), was modeled in three dimensions (3D) using an Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-based photogrammetric workflow, and the spatial and geometric accuracy of the resulting model was quantitatively assessed. A total of 178 high-resolution images were acquired through a multi-directional UAV flight plan and processed in Agisoft Metashape to generate the sparse point cloud, dense point cloud, triangular mesh, and textured 3D model. The model was scaled and georeferenced using Ground Control Points (GCPs) measured with GNSS-RTK. Accuracy assessment was performed by comparing the photogrammetric GCP coordinates and field measurements, yielding an average planimetric error of 0.015 m, vertical error of 0.021 m, and a 3D RMSE of 0.027 m. In addition, comparisons between field-measured architectural elements (wall length, entrance opening, minaret shaft diameter, and eave height) and model-derived values resulted in a mean absolute error of 0.014 m and an average relative error of 0.57%. The findings demonstrate that UAV-based photogrammetry provides centimeter-level accuracy for documenting small-scale historical mosques and offers a rapid, accessible, and cost-effective method for cultural heritage documentation.

Keywords

• Cultural Heritage
• Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
• 3D Modeling
• Photogrammetry Workflow
• Accuracy Assessment
• Heritage Documentation
• Mosque Modeling

References

1. Kaya, Y., & Yiğit, A. Y. (2020). Dijital el kameraları kullanılarak kültürel mirasın belgelenmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 2(2), 33–38.
2. Remondino, F., & Rizzi, A. (2010). Reality-based 3D documentation of natural and cultural heritage sites: Techniques, problems, and examples. Applied Geomatics, 2(3), 85–100. https://doi.org/10.1007/s12518-010-0025-x
3. Bagnolo, V., & Paba, N. (2019). UAV-based photogrammetry for archaeological heritage site survey and 3D modeling of the Sardus Pater Temple (Italy). The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLII-2/W17, 139–146.
4. Fernández-Hernández, J., González-Aguilera, D., Rodríguez-Gonzálvez, P., & Mancera-Taboada, J. (2015). Image-based modelling from unmanned aerial vehicle (UAV) photogrammetry: An effective, low-cost tool for archaeology applications. Archaeometry, 57(1), 128–145. https://doi.org/10.1111/arcm.12078
5. 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), 897–908.
6. Yakar, M., Ulvi, A., Fidan, Ş., Karabacak, A., Villi, O., Yiğit, A. Y., & Hamal, S. N. G. (2023). İnsansız hava aracı teknolojisi ve operatörlüğü eğitim kitabı. Mersin: Mersin Üniversitesi Harita Mühendisliği Yayınları.
7. Fidan, Ş., & Ulvi, A. (2022). Tarsus Aziz Pavlus Kilisesi’nin yersel lazer tarama teknikleri ile üç boyutlu modelinin oluşturularak sanal gerçekliğe hazırlanmasının değerlendirilmesi. Türkiye LiDAR Dergisi, 4(2), 60–70.
8. 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.

9. Remondino, F. (2011). Heritage recording and 3D modeling with photogrammetry and 3D scanning. Remote Sensing, 3(6), 1104–1138. https://doi.org/10.3390/rs3061104
10. Uzun, S. D., Hamal, S. N. G., & Fidan, Ş. (2022). Elde taşınabilir lazer tarayıcılar ile insan yüzünün modellenerek güzellik ve bakım sektöründe kullanımının değerlendirilmesi. Türkiye LiDAR Dergisi, 4(1), 17–20.
11. Fidan, Ş. (2025). Antik kentlerin giriş kapılarının insansız hava araçları ile üç boyutlu modellenerek belgelenmesi: Anavarza Ören Yeri Zafer Kapısı örneği. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 7(1), 27–38.
12. Şenol, H. İ., Yiğit, A. Y., Kaya, Y., & Ulvi, A. (2021). İHA ve yersel fotogrametrik veri füzyonu ile kültürel mirasın üç boyutlu (3B) modelleme uygulaması: Kanlıdivane örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 3(1), 29–36
13. Remondino, F., Barazzetti, L., Nex, F., Scaioni, M., & Sarazzi, D. (2011). UAV photogrammetry for mapping and 3D modeling: Current status and future perspectives. In Proceedings of the International Conference on Unmanned Aerial Vehicle in Geomatics (UAV-g) (pp. 25–31). Zurich, Switzerland: ISPRS.
14. Döş, M. E., & Yiğit, A. Y. (2022). Tarihi minberlerin fotogrametri yöntemi ile belgelenmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 4(2), 58–65.
15. Mumcuoğlu Türker, S. S. (2024). Wooden pillar mosques in Yozgat centre and districts. In 10th International “Artemis” Scientific Research Congress (pp. 1–15). Bucharest, Romania.
16. Kabadayı, A., & Türker, S. S. M. (2025). Dijital koruma yöntemleriyle mimari miras: Eski Şefaatli Camii’nin fotogrametri tabanlı modellenmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 7(1), 1–9.
17. Ulvi, A., Varol, F., & Yiğit, A. Y. (2019). 3D modeling of cultural heritage: The example of Muyi Mubarek Mosque in Uzbekistan (Hz. Osman’s Mushafi). In International Congress on Cultural Heritage and Tourism (ICCHT) (Vol. 115, p. 123).