پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 11 |
| تعداد شماره‌ها | 227 |
| تعداد مقالات | 2,293 |
| تعداد مشاهده مقاله | 3,559,675 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,603,821 |
مدلسازی سه‌بعدی شیرقلعه شهمیرزاد با استفاده از فتوگرامتری پهپادمبنا؛ با رویکرد مستندسازی، حفاظت، مرمت و تعیین حریم میراث فرهنگی | ||
| پژوهش های سنجش از دور و اطلاعات مکانی | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 18 شهریور 1404 اصل مقاله (1.47 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22061/jrsgr.2025.12148.1102 | ||
| نویسندگان | ||
| ابوالفضل شهسواری بابوکانی1؛ سعید صادقیان* 1؛ علیرضا وفائی نژاد1؛ داود صدیق پور2 | ||
| 1گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده حفاظت و مرمت، دانشگاه هنر اصفهان، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 22 فروردین 1404، تاریخ بازنگری: 10 تیر 1404، تاریخ پذیرش: 04 شهریور 1404 | ||
| چکیده | ||
| پیشینه و اهداف: مدلسازی سه‌بعدی و مستندسازی میراث فرهنگی غیرمنقول، به‌ویژه در زمینه حفاظت، مرمت و مدیریت پایدار این آثار، نقش بسزایی در حفظ هویت تاریخی و فرهنگی جوامع ایفا می‌کند. این رویکرد نه‌تنها امکان ثبت دقیق و جامع ویژگی‌های کالبدی و فضایی بناها و محوطه‌های تاریخی را فراهم می‌سازد، بلکه بستری علمی برای تحلیل‌های تطبیقی، تعیین حریم آثار، ارزیابی آسیب‌ها و طراحی برنامه‌های مرمتی فراهم می‌آورد. بهره‌گیری از فناوری‌هایی نظیر فتوگرامتری پهپادمبنا، به‌عنوان روشی غیرمخرب، دقیق و سریع، امکان ثبت اطلاعات جامع از ساختارهای تاریخی و طبیعی را با حداقل دخالت انسانی فراهم کرده و موجب تسهیل در فرآیندهای مستندسازی، تحلیل و برنامه‌ریزی‌های حفاظتی و مرمتی می‌شود. یکی از مزایای برجسته این روش، کاهش چشمگیر هزینه‌ها و زمان اجرایی نسبت به روش‌های دیگر برداشت و مستندسازی است که آن را به گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و کارآمد بدل می‌سازد. اهمیت این روش در مناطقی با شرایط جغرافیایی دشوار، از جمله نواحی کوهستانی، صعب‌العبور یا دارای محدودیت دسترسی، دوچندان می‌شود؛ چراکه امکان برداشت داده‌های دقیق بدون نیاز به حضور طولانی‌مدت در محل را فراهم می‌کند. بدین ترتیب، فتوگرامتری پهپادمبنا می‌تواند به عنوان راهکاری نوین و عملیاتی برای ثبت، حفاظت و برنامه‌ریزی بهینه در پروژه‌های مرتبط با میراث فرهنگی مورد استفاده قرار گیرد. روش‌ها: این پژوهش در سه مرحله‌ی کتابخانه‌ای، میدانی و دفتری انجام پذیرفت. در مرحله کتابخانه‌ای، اطلاعات پایه‌ای درباره پیشینه تاریخی، موقعیت جغرافیایی و وضعیت سایت مورد مطالعه گردآوری شدند. در مرحله میدانی، ابتدا نقاط کنترل زمینی با استفاده از گیرنده تعیین موقعیت ماهواره‌ای سه‌فرکانسه برداشت و مختصات دقیق آن‌ها ثبت گردید تا امکان هم‌مرجع‌سازی داده‌ها فراهم شود. سپس، به منظور برداشت داده‌های دقیق از محدوده مورد نظر، از پهپاد DJI Mavic Mini 2 برای تصویربرداری هوایی استفاده شد. پهپاد طی چند پرواز برنامه‌ریزی‌شده، مجموعه‌ای از تصاویر هوایی با وضوح بالا از زوایای مختلف قلعه و محیط پیرامون آن ثبت کرد. تصاویر با همپوشانی مناسب (۸۰ درصد طولی و 50 درصد عرضی) برداشت گردیده شد تا امکان مدلسازی سه‌بعدی دقیق فراهم گردد. یافته‌ها: پس از انجام مراحل برداشت میدانی و پردازش‌های دفتری، مجموعه‌ای از محصولات رقومی با دقت و کیفیت بالا تولید شد که در راستای اهداف تحقیق در زمینه مستندسازی، مرمت و حفاظت میراث فرهنگی کاربرد دارند. این محصولات شامل مدل سه‌بعدی دقیق از ساختار قلعه، مدل رقومی ارتفاعی نمایش‌دهندۀ ارتفاعات سطح زمین، نقشه ارتوموزائیک با وضوح بالا و اصلاح‌شده از نظر هندسی، و همچنین پلان دوبعدی بازنمایی‌کنندۀ ابعاد و موقعیت عناصر معماری بود. ارزیابی دقت مدل سه‌بعدی با استفاده از نقاط کنترل زمینی برداشت‌شده در اطراف سایت نشان داد که خطای مسطحاتی و ارتفاعی مدل به‌ترتیب برابر با 2.4 و 1.9 سانتی‌متر بوده که بیانگر دقت بالای نتایج حاصل است. افزون بر این، نقشه توپوگرافی همراه با نمایش منحنی‌های میزان و نیز نقشه نهایی سایت شامل کلیه عوارض طبیعی و مصنوعی موجود در محدوده مطالعه تهیه شد. این اطلاعات، بستر مناسبی برای انجام تحلیل‌های محیطی، تعیین حدود حریم سایت و ارزیابی مخاطرات فراهم آورده و نقش مؤثری در فرآیندهای حفاظت، مرمت و مدیریت پایدار میراث فرهنگی ایفا می‌کند. نتیجه‌گیری: استفاده از فتوگرامتری پهپادمبنا در مستندسازی و مدلسازی سه‌بعدی میراث فرهنگی، به‌عنوان یک روش غیرمخرب، دقیق و مقرون‌به‌صرفه، تحولی چشمگیر در شیوه‌های ثبت و حفاظت آثار تاریخی ایجاد کرده است. این فناوری با بهره‌گیری از تصاویر هوایی با وضوح بالا و تکنیک‌های پردازش تصویر، امکان تولید مدل‌های سه‌بعدی دقیق از بناها، محوطه‌ها و ساختارهای فرهنگی را فراهم می‌آورد. داده‌های حاصل نه‌تنها بازنمایی رقومی واقع‌گرایانه‌ای از وضعیت موجود آثار ارائه می‌دهند، بلکه پایه‌ای قابل اعتماد برای تحلیل‌های تخصصی، برنامه‌ریزی حفاظتی و مرمتی و تهیه مستندات حقوقی محسوب می‌شوند. یکی از کاربردهای کلیدی این داده‌ها، تهیه کاداستر سه‌بعدی میراث فرهنگی است؛ فرآیندی که در آن اطلاعات مکانی، توصیفی و مالکیتی آثار تاریخی در قالبی یکپارچه و رقومی سازمان‌دهی می‌گردد. کاداستر سه‌بعدی با تکیه بر مدل‌های دقیق تولیدشده از فتوگرامتری، امکان مدیریت فضایی پیشرفته، تعیین دقیق حریم آثار، پایش تغییرات و پیشگیری از تجاوزات یا آسیب‌های محیطی را فراهم می‌سازد. به‌ویژه در مناطق با بافت تاریخی متراکم یا شرایط توپوگرافی پیچیده، این اطلاعات می‌توانند نقش محوری در تصمیم‌سازی‌های مدیریتی و حقوقی ایفا کنند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مدلسازی سه‌بعدی؛ فتوگرامتری؛ پهپاد؛ میراث فرهنگی؛ مستندسازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| 3D Modeling of Shir-Qaleh Castle in Shahmirzad Using UAV-Based Photogrammetry; With an Approach to Documentation, Conservation, Restoration, and Cultural Heritage Zoning | ||
| نویسندگان [English] | ||
| A. Shahsavari Babukani1؛ S. Sadeghian1؛ A. Vafaeinejad1؛ D. Sedighpour2 | ||
| 1Department of Geoinformation and Geomatics Engineering, Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran | ||
| 2Faculty of Conservation and Restoration, University of Art, Isfahan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Three-dimensional modeling and documentation of immovable cultural heritage, especially in the fields of conservation, restoration, and sustainable management of these assets, play a significant role in preserving the historical and cultural identity of communities. This approach not only enables precise and comprehensive recording of the physical and spatial characteristics of historical buildings and sites but also provides a scientific basis for comparative analyses, defining heritage boundaries, damage assessment, and designing restoration programs. Utilizing technologies such as drone-based photogrammetry, as a non-destructive, accurate, and rapid method, allows for comprehensive data acquisition of historical and natural structures with minimal human intervention, facilitating documentation, analysis, and conservation/restoration planning processes. One of the notable advantages of this method is the significant reduction in costs and execution time compared to other surveying and documentation techniques, making it a cost-effective and efficient option. The importance of this method increases in areas with challenging geographical conditions, including mountainous, inaccessible, or restricted-access regions, as it enables precise data collection without the need for prolonged onsite presence. Therefore, drone-based photogrammetry can be considered an innovative and practical solution for recording, conserving, and optimizing planning in projects related to cultural heritage. Methods: This research was conducted in three stages: library, field, and office. In the library stage, basic information regarding the historical background, geographical location, and condition of the studied site was collected. In the field stage, ground control points were first surveyed using a dual-frequency satellite positioning receiver, and their precise coordinates were recorded to enable data georeferencing. Then, to capture accurate data of the target area, a DJI Mavic Mini 2 drone was used for aerial photography. During several planned flights, the drone captured a series of high-resolution aerial images from different angles of the castle and its surrounding environment. The images were acquired with appropriate overlap (80% longitudinal and 50% lateral) to enable accurate three-dimensional modeling. Findings: Following the completion of field data collection and office-based processing, a set of high-accuracy and high-quality digital products was generated, serving the objectives of the research in documentation, restoration, and conservation of cultural heritage. These products included a precise 3D model of the castle structure, a digital elevation model (DEM) representing surface topography, a high-resolution Ortho mosaic map with geometric corrections, and a 2D plan illustrating the dimensions and spatial layout of architectural elements. The accuracy assessment of the 3D model, conducted using ground control points (GCPs) measured around the study site, revealed planimetric and vertical errors of 2.4 cm and 1.9 cm, respectively, indicating a high level of precision in the final results. Additionally, a topographic map featuring contour lines and a comprehensive site map encompassing all natural and man-made features within the study area were produced. These data provide a solid foundation for environmental analyses, boundary delineation, and risk assessments, effectively supporting processes related to the conservation, restoration, and sustainable management of cultural heritage. Conclusion: The use of drone-based photogrammetry in the documentation and three-dimensional modeling of cultural heritage, as a non-destructive, accurate, and cost-effective method, has brought a remarkable transformation in the approaches to recording and conserving historical sites. This technology, utilizing high-resolution aerial images and image processing techniques, enables the production of precise three-dimensional models of buildings, sites, and cultural structures. The resulting data not only provides a realistic digital representation of the current condition of the heritage assets but also serves as a reliable basis for specialized analyses, conservation and restoration planning, and legal documentation. One of the key applications of these data is the preparation of a three-dimensional cadastral system for cultural heritage; a process in which spatial, descriptive, and ownership information of historical assets is organized in an integrated and digital format. The 3D cadaster, relying on accurate models generated by photogrammetry, facilitates advanced spatial management, precise delineation of heritage boundaries, monitoring of changes, and prevention of encroachments or environmental damages. Particularly in areas with dense historical fabric or complex topographic conditions, this information can play a central role in managerial and legal decision-making. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| 3D Modeling, Photogrammetry, Drone, Cultural Heritage, Documentation | ||
| مراجع | ||
|
https://dorl.net/dor/20.1001.1.17357853.1400. 18.6.8.2 https://dorl.net/dor/20.1001.1.10247697.1398.40.3.9 doi: 10.1002/cli2.45. doi: 10.1002/wcc.710. https://dorl.net/dor/20.1001.1.17357853.1400. 18.6.8.2 [7] Javadi M, Sadeghian S. Evaluation of geomatics methods in 3D and 4D documentation of cultural heritage. 1st National Conference on Documentation of Natural and Cultural Heritage; 2018; Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran https://doi.org/10.22059/jfaup.2021.325822.672644 [9] Sadeghian S, Sokhtanlou Z, Aliyari F. A review of remote sensing archaeology: identification, discovery, monitoring, and mapping of cultural heritage. National Conference on Geomatics and Cultural Heritage; 2017; Iran doi: 10.5194/isprs-archives-XLII-2-W17-45-2019 [14] Remondino F, El-Hakim S. Image-based 3D modelling: a review. The Photogrammetric Record. 2006; 21(115): 269-291. doi:10.1111/j.1477-9730.2006. 00383.x [15] Shahsavari Babukani A, Sadeghian S, Vafaienajad A. Capabilities of photogrammetry and remote sensing for 3D modeling and documentation of cultural heritage and archaeological sites. 1st International Conference on Hekmat-Based Architecture, Urban Development, Art, Industrial Design, Construction and Technology; 2025 February; Tabriz, Iran. doi: 10.3390/su10072259. [17] Ulvi A. Documentation, three-dimensional (3D) modelling and visualization of cultural heritage by using unmanned aerial vehicle (UAV) photogrammetry and terrestrial laser scanners. International Journal of Remote Sensing. 2021; 42(6): 1994-2021. doi: 10.1080/01431161.2020.1834164 doi: 10.1260/2047-4970.5.1.141 doi: 10.3390/app9183640 doi: 10.1117/12.2533056 [23] Pepe M, Alfio VS, Costantino D. UAV Platforms and the SfM-MVS Approach in the 3D Surveys and Modelling: A Review in the Cultural Heritage Field. Applied Sciences. 2022; 12(24): 12886. doi: 10.3390/app122412886. [24] Shahsavari Babukani A, Gharagozlou A. Capabilities of Geographic Information Systems (GIS) and artificial intelligence for management and protection of cultural heritage and historical monuments. 1st International Conference on Hekmat-Based Architecture, Urban Development, Art, Industrial Design, Construction and Technology; 2025 February 27; Tabriz, Iran: Tabriz Islamic Art University. [25] Erenoglu RC, Bayburt E, Kilic V, Yilmaz E. An UAS-assisted multi-sensor approach for 3D modeling and reconstruction of cultural heritage site. Journal of Cultural Heritage. 2017; 27: 111-123. doi: 10.1016/j.culher.2017.06.003. [26] Partama IGY, Yastika PE, Wijaya IMW. 3D modeling using UAV-photogrammetry technique for digital documentation of cultural heritage buildings. GEOMATE Journal. 2025; 28(126): 61–70. doi: 10.21660/2025.126.4768 doi: 10.5194/isprs-archives-XLII-2-W9-45-2019. doi: 10.5194/isprsarchives-XL-5-W2-659-2013. [31] MrBilit. Shir Castle: An ancient fort near Shahmirzad. [Accessed 2020]. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 107 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 45 |
||