Documentation of Ancient Cities’ Entrance Gates by Using Three-Dimensional Models with Unmanned Aerial Vehicles: Anavarza Archaeological Site Victory Gate Example

Öz

This study aims to document and generate a three-dimensional (3D) digital model of the Triumphal Arch located within the ancient city of Anavarza, Adana Province, Türkiye, using Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-based photogrammetric methods. A total of 220 high-resolution images were processed in Agisoft Metashape following a Structure-from-Motion (SfM) workflow to produce dense point clouds, textured mesh models, and orthophotos. To enhance the spatial accuracy of the model, six Ground Control Points (GCPs) were integrated during the aerial triangulation phase, and the external accuracy was assessed using six independent Check Points (CPs). As a result of the accuracy assessment, the Root Mean Square Error (RMSE) was calculated as 0.027 m, demonstrating that the generated 3D model achieves high geometric precision at the architectural scale. The model effectively preserves and visualizes architectural features such as masonry details, arch curvature, and structural deformations. Moreover, this study discusses several technical challenges encountered during the documentation process, including lighting conditions, surface texture complexity, image overlap ratio, and flight planning, and offers practical solutions for each. The results indicate that UAV-based photogrammetry offers a fast, cost-effective, and highly accurate alternative for documenting large-scale and architecturally complex cultural heritage sites. The resulting 3D model provides a valuable digital record that can be utilized for archival preservation, restoration planning, virtual exhibitions, and educational purposes. This work serves as an applied example of digital heritage documentation, contributing to the broader discourse on the digital transformation of cultural heritage.

Anahtar Kelimeler

• Anavarza Victory Gate
• unmanned aerial vehicles
• three-dimensional modeling
• archaeological documentation
• digital cultural heritage

Antik Kentlerin Giriş Kapılarının İnsansız Hava Araçları ile Üç Boyutlu Modellenerek Belgelenmesi: Anavarza Ören Yeri Zafer Kapısı Örneğ

Öz

Bu çalışma, Adana ili sınırlarında yer alan Anavarza Antik Kenti’ndeki üç kemerli Roma yapısı Zafer Kapısı’nın İnsansız Hava Aracı (İHA) tabanlı fotogrametri yöntemiyle üç boyutlu (3B) olarak belgelenmesini ve üretilen dijital modelin geometrik doğruluğunun analiz edilmesini amaçlamaktadır. Çalışmada, yapıdan modele fotogrametrik iş akışı kapsamında 220 adet yüksek çözünürlüklü görüntü Agisoft Metashape yazılımında işlenmiş; nokta bulutu, mesh model ve ortofoto üretimi gerçekleştirilmiştir. Modelin konumsal doğruluğunun artırılması amacıyla altı adet Yer Kontrol Noktası (YKN) ile aerotriangülasyon yapılmış, modelin harici doğrulaması altı adet Kontrol Noktası (KN) üzerinden gerçekleştirilmiştir. Doğruluk analizi sonucunda ortalama kök-ortalama kare hata (RMSE) değeri 0.027 m olarak hesaplanmış; bu sonuç, yapı ölçeğinde yüksek geometrik doğrulukta bir model elde edildiğini göstermektedir. Elde edilen 3B model, Zafer Kapısı’nın taş işçiliği, kemer geometrisi ve mevcut fiziksel durumu gibi mimari detayları hassas biçimde temsil etmektedir. Çalışma ayrıca fotogrametri tabanlı belgelenme sürecinde karşılaşılan ışık koşulları, yüzey dokusu, örtüşme oranı ve uçuş planlaması gibi teknik zorluklara da metodolojik çözüm önerileri sunmaktadır. Sonuçlar, İHA tabanlı fotogrametri yöntemlerinin, özellikle büyük ölçekli ve mimari olarak karmaşık kültürel miras yapılarının belgelenmesinde yüksek doğruluk, zaman ve maliyet etkinliği sağladığını göstermektedir. Elde edilen 3B modelin dijital arşivleme, restorasyon planlaması, sanal sergi ve eğitim gibi alanlarda çok amaçlı olarak kullanılabileceği vurgulanmakta; çalışma, kültürel mirasın dijital dönüşümüne yönelik uygulamalı bir örnek sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Anavarza Zafer Kapısı
• insansız hava araçları
• üç boyutlu modelleme
• arkeolojik belgelenme
• dijital kültürel miras

Kaynakça

1. Agisoft LLC. (2023). Agisoft Metashape User Manual. St. Petersburg: Agisoft.
2. Akurgal, E. (2000). Anadolu Uygarlıkları. Ankara: Türk Tarih Kurumu Yayınları.
3. Avrami, E., Mason, R., & de la Torre, M. (2000). Values and Heritage Conservation. Los Angeles: Getty Conservation Institute.
4. Balcı, D., & Ulvi, A. (2024). Kültürel Mirasların Korunmasına Yönelik LiDAR ve İHA Fotogrametrisi Yöntemlerinin Birlikte Kullanımı. Türkiye Lidar Dergisi, 6(1), 10-29. https://doi.org/10.51946/melid.1452988
5. Bilgi, Ö. (2020). "Türkiye'deki Antik Kentlerin Dijital Belgelenmesi: İHA ve Fotogrametri Uygulamaları." Kültürel Miras Dergisi, 5(1), 45-60.
6. Campana, S. (2017). "Drones in Archaeology: State-of-the-Art and Future Perspectives." Archaeological Prospection, 24(4), 275-296. https://doi.org/10.1002/arp.1569
7. Chase, A. F., Chase, D. Z., Fisher, C. T., Leisz, S. J., & Weishampel, J. F. (2012). "Geospatial Revolution and Remote Sensing LiDAR in Mesoamerican Archaeology." Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(32), 12916-12921. https://doi.org/10.1073/pnas.1205198109
8. Djı, (2025). https://www.djistoreturkiye.com/dji-matrice-300-RTK--6958265100710?srsltid=AfmBOormFOntKzX6edrmel4MDKfwzwlcn8LU2ehOh9pxBmSq0CfXIgJC

9. Doneus, M., Briese, C., Fera, M., & Janner, M. (2013). "Archaeological Prospection of Forested Areas Using Full-Waveform Airborne Laser Scanning." Journal of Archaeological Science, 35(4), 882-893. https://doi.org/10.1016/j.jas.2007.11.013
10. Erten, E. (2018). "Anavarza Antik Kenti ve Zafer Kapısı: Roma Dönemi Mimarisinin Bir Örneği." Arkeoloji ve Sanat Dergisi, 160, 45-58.
11. 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.
12. Kabadayı, A. (2021). Unmanned aerial vehicle usage in rough areas and photogrammetric data generation. Advanced UAV, 1(1).
13. Kabadayı, A. ve Mumcuoğlu Türker, S. S., (2025). Fotogrametri Yöntemiyle Köseyusuflu ve Divanlı Köyü Camilerinin Cephe Analizi: Mevcut Rölöve Çizimleri ile Karşılaştırmalı Bir İnceleme. 21. Uluslararası İstanbul Fen, Mühendislik, Mimarlık ve Matematik Bilimlerinde Bilimsel Araştırmalar Kongresi, İstanbul, Türkiye.
14. Karakaya, E. H., & Ulvi, A. (2024). İHA Fotogrametrisi Kullanarak Tarihi Alanların Üç Boyutlu Belgelenmesi: Soli Pompeiopolis Antik Kenti Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 6(2), 39-47. https://doi.org/10.53030/tufod.1580116
15. Mumcuoğlu Türker, S. S. ve Kabadayı, A., (2025). Dijital İkiz Teknolojisi İle Ahşap Tavanlı Yozgat Tekkeyenicesi Köyü Camii’nin Mimari Özelliklerinin Belgelenmesi. 21. Uluslararası İstanbul Fen, Mühendislik, Mimarlık ve Matematik Bilimlerinde Bilimsel Araştırmalar Kongresi, İstanbul, Türkiye.
16. Önal, G., Fidan, D., & Ulvi, A. (2024). Açık Ocak Maden Sahalarının İHA Teknolojisi Kullanılarak Tespiti ve Değerlendirilmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 6(2), 31-38. https://doi.org/10.53030/tufod.1585916
17. Özdemir, K. (2015). "Anavarza Antik Kenti'nin Tarihi ve Arkeolojik Önemi." Adana Kültür ve Tarih Araştırmaları Dergisi, 12(3), 23-34.
18. Remondino, F., & El-Hakim, S. (2006). "Image-Based 3D Modelling: A Review." The Photogrammetric Record, 21(115), 269-291. https://doi.org/10.1111/j.1477-9730.2006.00383.x
19. Şahin, S. (2014). "Türkiye'de Arkeolojik Alanların Belgelenmesinde Yeni Teknolojiler." Türk Arkeoloji Dergisi, 58(2), 89-102.
20. Şenol, H. İ., Yiğit, A. Y., Kaya, Y., Ulvi, A. (2021). İHA ve yersel fotogrametrik veri füzyonu ile kültürel mirasın 3 boyutlu (3B) modelleme uygulaması: Kanlıdivane Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 3(1), 29-36.
21. Ulukok, A., & Ulvi, A. (2023). Yerel Yönetimlerde Kaçak Yapı Tespitinde İHA Kullanımı: Keçiören Belediyesi Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 5(1), 7-19. https://doi.org/10.53030/tufod.1288584
22. Ulvi, A, Yiğit, Y, (2020). İHA Fotogrametrisi Tekniği Kullanarak 3B Model Oluşturma: Yakutiye Medresesi Örneği, Türkiye Fotogrametri Dergisi, 2020; 2(2); 46-54
23. Verhoeven, G. (2011). "Taking Computer Vision Aloft – Archaeological Three-Dimensional Reconstructions from Aerial Photographs with PhotoScan." Archaeological Prospection, 18(1), 67-73. https://doi.org/10.1002/arp.399
24. Yiğit, A.Y., Uysal, M., (2025). Virtual reality visualisation of automatic crack detection for bridge inspection from 3D digital twin generated by UAV photogrammetry, Measurement, Volume 242, id.115931,