Моделювання квазісиметричних кільцевих елементів церкви за даними наземного лазерного сканування

https://doi.org/10.23939/istcgcap2022.95.129
Надіслано: Квітень 22, 2022
1
Національний університет “Львівська політехніка”

 

Мета цієї роботи – розробити алгоритм математичного тривимірного моделювання типового даху української церкви за даними наземного лазерного сканування та знайти шляхи оптимізації моделі в залежності від набору вхідних даних. Методика. Точність моделювання залежить від даних лазерного сканування. Кількість отриманих точок та їх точність будуть впливати на кінцевий результат – 3D модель даху. Враховуючи типову конструкцію даху церкви у формі конусу, можна застосувати стандартний математичний алгоритм моделювання частини споруд типової церкви. Результати. Запропонований алгоритм розроблений у програмному середовищі MathCad. Для розроблення математичного алгоритму використано матеріали 3D сканування української типової церкви. Алгоритм аналізує розташування точок сканування даху церкви та виконує його усереднення. В результаті роботи алгоритму відбраковано помилкові виміри та отримано модель частини даху, яка утворює оптимальну геометрію споруди. Наукова новизна та практична значущість. Запропонований математичний алгоритм дозволяє автоматизувати деякі процеси моделювання типової української церкви для проектних рішень. Такий спосіб моделювання може застосовуватися для подібних конструкцій інших будівель.

  1. Pang, G., Qiu, R., Huang, J., You, S., & Neumann, U. (2015, May). Automatic 3d industrial point cloud modeling and recognition. In 2015 14th IAPR international conference on machine vision applications (MVA) (pp. 22-25). IEEE. https://doi.org/10.1109/MVA.2015.7153124
  2. Patil, A. K., Holi, P., Lee, S. K., & Chai, Y. H. (2017). An adaptive approach for the reconstruction and modeling of as-built 3D pipelines from point clouds. Automation in construction, 75, 65-78. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2016.12.002
  3. Budroni, A., & Boehm, J. (2010). Automated 3D reconstruction of interiors from point clouds. International Journal of Architectural Computing, 8(1), 55-73. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1260/1478-0771.8.1.55
  4. Ochmann, S., Vock, R., & Klein, R. (2019). Automatic reconstruction of fully volumetric 3D building models from oriented point clouds. ISPRS journal of photogrammetry and remote sensing, 151, 251-262. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2019.03.017
  5. Scopigno, R., Callieri, M., Cignoni, P., Corsini, M., Dellepiane, M., Ponchio, F., & Ranzuglia, G. (2011). 3D models for cultural heritage: Beyond plain visualization. Computer, 44(7), 48-55. https://www.academia.edu/3064863/3D_Models_for_Cultural_Heritage_Beyond_...
  6. Rocha, G., Mateus, L., Fernández, J., & Ferreira, V. (2020). A scan-to-BIM methodology applied to heritage buildings. Heritage, 3(1), 47-67. https://doi.org/10.3390/heritage3010004
  7. Poux, F., Neuville, R., Nys, G. A., & Billen, R. (2018). 3D point cloud semantic modelling: Integrated framework for indoor spaces and furniture. Remote Sensing, 10(9), 1412. https://doi.org/10.3390/rs10091412
  8. Талапов, В. В. О некоторых закономерностях и особенностях информационного моделирования памятников архитектуры. Architecture and Modern Information Technologies. 2015, issue 2 (31). https://cyberleninka.ru/article/n/o-nekotoryh-zakonomernostyah-i-osobenn...
  9. Крисько, О. А. Обробка даних отриманих НЛС для створення геометричної моделі дійсної поверхні тонкостінних оболонок технічних форм. Сучасні проблеми моделювання. 2014, Вип. 2, С. 51-56.
  10. Pepe, M., Costantino, D., & Restuccia Garofalo, A. (2020). An efficient pipeline to obtain 3D model for HBIM and structural analysis purposes from 3D point clouds. Applied Sciences, 2020 10(4), 1235. https://doi.org/10.3390/app10041235
  11. Катушков В. О., Шульц Р. В., Сосса, Б. Р. Співвідношення між очікуваною точністю наземного лазерного сканування та вимогами до точності виконання інженерно-геодезичних робіт. Містобудування та територіальне планування. 2012. Вип. 44, С. 238-248.
  12. Шульц Р. В., Білоус М. В., Гончерюк О. М. Моніторинг пам’яток архітектури за допомогою даних наземного лазерного сканування. Сучасні проблеми архітектури та містобудування. 2016, Вип.46, С. 202-207.
  13. Вус А. Я., Маєвський В. О. Математичне моделювання поперечних перетинів колоди за результатами її сканування. Науковий вісник НЛТУ України. 2015, Вип. 25(4). https://cyberleninka.ru/article/n/matematichne-modelyuvannya-poperechnih...
  14. Маліцький А.Ю. Контроль відхилень фізичної поверхні від базової за даними наземного лазерного сканування. Міжнародна науково-технічна конференція молодих вчених «Geoterrace-2017», 14-16 грудня 2017, Львів