Сохранение архитектурного наследия в России становится все более актуальной проблемой. Уникальные здания постепенно разрушаются, и не все объекты удается отреставрировать по разным причинам. Сегодня цифровые технологии дают возможность описать, запечатлеть или виртуально реконструировать памятники архитектуры. Ученые Пермского Политеха создают универсальную базу данных для анализа и сбора информации об историко-архитектурных объектах. Она будет полезна как для реконструкции зданий, так и для сохранения и изучения архитектуры следующими поколениями.
Работа ученых стала частью проекта, который получил финансирование от исследовательской и инновационной программы Европейского союза Horizon 2020 в рамках грантового соглашения Марии Склодовской-Кюри. В нем приняли участие Пермский Политех, Университет Павии, Университет Валенсии и два европейских предприятия.
Результаты исследования разработчики опубликовали в журналах Springer Nature Switzerland AG и Lecture Notes in Civil Engineering (в печати). Ученые также запатентовали программный модуль, который можно использовать для пополнения базы данных.
— Историческая застройка отражает культурные особенности и индивидуальность места. Мы провели обследование и цифровое моделирование историко-архитектурной среды на примере одного из значимых и богатых в архитектурном наполнении мест Пермского края – региона Верхнекамья, который включает Чердынь, Соликамск и Усолье. Памятники архитектуры здесь находятся в различном состоянии – от работоспособного до руинированного. Современные технологии позволили документировать, сохранить и реконструировать их в цифровом виде, — рассказывает одна из разработчиков, старший преподаватель кафедры «Архитектура и урбанистика» Пермского Политеха Анастасия Семина.
Поиск информации об объектах культурного наследия обычно занимает много времени. Проект ученых поможет структурировать эти данные, собрав их в одном месте. Универсальную базу данных можно будет пополнять цифровыми описаниями и моделями архитектурных памятников. Она сможет стать основой для каталогов или архитектурных атласов. С помощью цифровых моделей можно проследить, как изменялось состояние памятников.
Ученые провели виртуальную реконструкцию некоторых объектов культурного наследия на основе данных, полученных с помощью цифровых инструментов. 3D-модели они разработали, используя лазерное сканирование, фотограмметрию, аэрофотосъемку и данные визуального обследования. Эти методы обеспечивают высокую точность и скорость сбора натурных данных. Для построения цифровых моделей исследователи использовали технологию BIM (Building Information Modeling). Она позволяет поэлементно описать объект и сохранить данные о строительных конструкциях, материалах и других элементах зданий. Ученые применяли программы Autodesk Recap, Agisoft Photoscan, Graphisoft ArchiCAD и Autodesk Revit. Такая 3D-модель архитектурного объекта уже является базой данных, а в совокупности с пространственными данными может стать наиболее точным его описанием. Этот подход в том числе поможет сохранить архитектурные элементы памятников и монументально-декоративную роспись.
— С помощью программных продуктов можно создать идеальные 3D-модели зданий. Но для сферы историко-культурного наследия важно сохранить уникальность каждого элемента постройки. Репрезентация повреждений и материалов конструкций позволяет лучше оценить состояние здания. По нашему мнению, архитектурный объект можно представить с помощью дискретной модели, используя возможности лазерного сканирования или фотограмметрии. Облако точек достоверно фиксирует нечеткую геометрию, повреждения и цвета. Используя дополнительную обработку и исторические фотографии, можно воссоздать первоначальный вид памятника архитектуры, — поясняет научный руководитель, заведующая кафедрой «Архитектура и урбанистика» Пермского Политеха, профессор, доктор технических наук Светлана Максимова.
Результаты исследования можно использовать не только для реставрации зданий, но и при разработке стратегии развития территорий и проектов по восстановлению исторических поселений, а также при принятии управленческих решений.
