Башня св. Елизаветы: 3D-съёмка здания снаружи и внутри

Ремонт здания, включённого в список культурного наследия, проводится под контролем целого ряда заинтересованных лиц от местных властей и архитекторов до субподрядчиков.

Участники процесса требуют предоставления различной документации, расчётов и постоянного диалога. Фотореалистичная и выверенная до миллиметра 3D-модель наружных и внутренних частей здания гарантирует успешную коммуникацию на всех уровнях и предлагает широкий спектр приложений для защиты, строительства и проектирования сооружений.

Пространственные характеристики здания, неоднородная фактура бетона и небольшое количество окон, а также профессиональный опыт компании «Вайреко» (Vaireco) в сфере создания и редактирования снимков обеспечили успешный результат фотограмметрической реконструкции, особенно в части картографирования внутренних помещений.

Новые способы использования при условии сохранения дизайна с помощью фотограмметрии и дронов

Церковь св. Елизаветы, построенная в середине 1960-х гг. во Фрайбурге (Германия), является одним из наиболее известных проектов немецкого архитектора и главного строителя церкви Райнера Диссе. Диссе был известен своим выразительным бруталистическим стилем, который возник под влиянием Эгона Эйерманна во время его обучения в школе Баухаус. Церковь св. Елизаветы является образцом смелого дизайна, воплощённого в архитектурном бетоне.

Церковный комплекс, состоящий из главного здания и отдельно стоящей колокольни, официально внесён в список культурных памятников. Главное здание было преобразовано в жилой комплекс в начале 2010-х гг. Однако оказалось, что колокольня представляет собой более сложную конструкцию, поэтому её будущее оставалось неопределённым до тех пор, пока художница и архитектор Ингрид Мария Бурон де Презер не получила разрешение на её реконструкцию.

Церковный комплекс св. Елизаветы - снимок предоставил Себастьян Маттес из компании «Schwarzwalddrohne».

Реконструкция колокольни

Художница и архитектор Ингрид Мария Бурон де Презер задумала превратить бетонную конструкцию в современное городское здание, предназначенное для жилых и рабочих помещений – дом для творчества.

Архитектор утверждает: «Моё видение - это инновационное сочетание частного и общественного. Моя концепция: спокойный квартал – дом искусств – концептуальный магазин, передающий ритм большого города».

В пятиэтажном здании разместятся творческая студия для проведения мастер-классов по искусству и культуре, две квартиры плюс колокольня, которая будет преобразована в пентхаус.

Накануне реставрации: предварительная документация

Для подготовки предварительной документации Ингрид Мария Бурон де Презер связалась с управляющим Vaireco GmbH доктором Кеном Варнером. Компания Vaireco специализируется на приложениях для сверхточной фотограмметрии и технологиях для 3D съёмки зданий с точностью до одного миллиметра. Большая часть работы сосредоточена на реконструкции старых зданий - церквей, замков, каменных стен - которые обычно находятся под защитой как часть культурного наследия Германии. Vaireco предлагает 3D модели, которые значительно упрощают подготовку отчётов о повреждениях, необходимых для организаций, ведущих деятельность по сохранению культурного наследия.

Изучите этот проект с помощью PixD Cloud.

В случае церкви св. Елизаветы команда Vaireco провела 3D фотограмметрическую съёмку, собрав данные о состоянии как наружных, так и внутренних частей здания.

«Невероятно! Теперь можно разглядеть каждую деталь, точно зная, где она находится». В результате вы получаете файл с максимально полной информацией, которым можете поделиться путём одного нажатия, упростив работу и взаимодействие между несколькими бригадами, которые занимаются проектом. «Невероятно! Теперь можно разглядеть каждую деталь, точно зная, где она находится», - воскликнула Мария Бурон де Презер, когда Варнер представил ей 3D модель здания.

Инспекция третьего этажа с помощью программного облачного интерфейса Pix4Dmapper - снимок предоставлен Vaireco GmbH.

Архитектор, субподрядчики, градостроители и местная организация по сохранению культурного наследия использовали эту визуальную, измеряемую и интерактивную 3D модель для визуальной оценки ущерба и проведения замеров.

3D съёмка зданий с использованием программного обеспечения для фотограмметрии

Основная цель съёмки состояла в том, чтобы получить снимки бетонных фасадов и внутренних стен в высоком разрешении – со средним пространственным разрешением (GSD) в миллиметровом диапазоне, а также провести измерения, необходимые для архитектурно-реставрационного планирования, с точностью до нескольких миллиметров.

Полная реализация проекта от создания снимков до получения результатов заняла 4 дня. В первый день команда сделала снимки; второй день был посвящён обработке снимков в подпроектах; на третий день было проведено объединение проектов, оптимизация и создание облака точек сканирования. Последний день был отведён для редактирования облака точек сканирования, а также создания и публикации сетки.

Объединение усилий для проведения съёмки

Получение снимков и калибровка в полевых условиях заняли 6 часов. Большая часть данных была собрана командой Vaireco с помощью фотоаппарата Sony alpha 5000. Снимки верхней половины внешних поверхностей башни сделал Себастьян Маттес из компании Schwarzwalddrohne с помощью DJI Mavic.

Доктор Кен Варнер в старой колокольне на верхнем этаже - снимок предоставила компания Vaireco GmbH.

Две основные проблемы на этапе съёмки заключались в том, чтобы зафиксировать каждый угол и характерные особенности всего здания, правильно соотнеся снимки интерьеров со снимками наружных частей здания. Однако эти проблемы были благополучно решены путём составления подробного плана переходов между помещениями перед началом съёмки. Этот метод похож на тот, который был использован при создании модели самой высокой башни в Великобритании.

От снимков к фотореалистичным и измеряемым данным

Для создания 3D модели снимки были обработаны с помощью программного обеспечения для фотограмметрии Pix4Dmapper. Сначала изображения были разделены на блоки и откалиброваны отдельно друг от друга как самостоятельные проекты. После этого эти подпроекты были объединены в один проект для последующей оптимизации. Следующим шагом была обработка проекта и создание облака точек сканирования. Последним этапом стало редактирование облака точек сканирования, создание сетки и публикация.

Иллюстрация проекта с помощью программного обеспечения Pix4Dmapper – предоставила компания Vaireco GmbH.

ПО Pix4Dmapper сочетает в себе высококачественные изображения с высокоточными измерениями, но его главным преимуществом является гибкость, позволяющая вручную проникнуть внутрь модели и справиться со сложными фотограмметрическими проектами.Руководитель проекта и менеджер Vaireco GmbH доктор Кен Варнер.

Итоговая 3D модель башни св. Елизаветы

На последнем этапе среднее пространственное разрешение (GSD) составило 1,5 мм, а относительная точность измерений ± 3 мм. После этого данная модель была использована в качестве базовой документации для подготовки материалов по охране здания, анализа бетона, планирования и реконструкции.

Итоговая 3D модель башни св. Елизаветы.

Помимо оптимизации процесса обработки документации, сотрудничества и коммуникации сведение внешних и внутренних частей здания в единую модель обеспечивает точное отображение толщины стен и пола. В этом случае все фасады, стены и полы выполнены из твердотелого бетона, что позволяет убедиться в правильности расчётов.