رضوان قربانی سالخورد ، فارغ التحصیل رشته فتوگرامتری از دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی و عضو هیئت علمی دانشگاه فنی و حرفه ای استان مرکزی در یادداشتی نوشت: مستندسازی، ثبت و نگهداری اطلاعات مربوط به بناهای ارزشمند تاریخی و مواریث فرهنگی، یکی از اولین گام‌ها درشناخت و محافظت از این آثار است. هرچند آراء گوناگون و نظرات متفاوتی در شیوه پرداختن و چگونگی بهره‌برداری و احیای آثار معماری گذشته وجود دارد و هرکس از پایگاه فکری و مبانی نظری خویش با آن مواجه می‌شود، اما برای شروع هر حرکتی در این حوزه، ثبت و مستندسازی این آثار واجد اهمیتی غیرقابل انکار است.

ارائه مستندات اماکن و میراث‌فرهنگی نه تنها از فن‌آوری مشکل و پیچیده‌ای تشکیل شده، بلکه هزینه زیادی را نیز شامل می‌شود. امروزه به دلیل نیاز به طراحی، پردازش و انتقال داده با استفاده از روش‌های کم‌هزینه‌تر، ارائه این مستندها مورد چالش و بحث است. با توجه به روند رو به فرسایش آثار تاریخی، مستندسازی یک مرحله بسیار مهم برای ثبت چگونگی وضعیت بنا در فاصله‌های زمانی منظم برای کمک به تصمیم‌گیری متخصصان به منظور یک طرح جامع حفاظت است.

با توجه به حفظ و نگهداری آثار و بناهای تاریخی به عنوان یادگار و میراث گذشتگان و علمی شدن شیوه‌های مرمت آثار و جنبه‌های مختلف گردشگری و سرمایه‌گذاری در صنعت توریسم در حیطه باستان‌شناسی، فتوگرامتری می‌تواند به عنوان پایه و بستری مطمئن در تمام جنبه‌های مذکور راهنما بوده و به یک کلام می‌توان در حال حاضر آن را قوی‌ترین و به صرفه‌ترین ابزار نمایش و مدلسازی متر یک سایتها و بناها و حتی اشیاء کوچک باستانی عنوان کرد.

فتوگرامتری به علت ویژگی‌های خاص و کاربردهای متنوع خود دارای کاربری‌های فراوانی در حفظ آثار تاریخی  است که از جمله می‌توان به تهیه مدلهای سه بعدی از اشیاء در بناهای تاریخی، تهیه جزئیات بناها، تهیه موزائیک های عکسی، تهیه نیمرخ‌های مختلف از بناهای تاریخی جهت طراحی مرمت و حفظ و نگهداری و تهیه مدل رقومی از قسمتهای غیر قابل دسترسی اشاره کرد.

طبق تعریف اگر فاصله دوربین شما تا جسم کمتر از ۳۰۰ متر باشد، راهکارهای تهیه نقشه از آن تصاویر در زمره فتوگرامتری برد کوتاه قرار می‌گیرد. بعبارتی دیگر اگر تصاویر توسط دوربینی که در دست یک شخص است و از روی زمین (و یا نزدیک به زمین) و نزدیک به جسم تصویربرداری می‌کند اخذ شوند، می‌توان با استفاده از الگوریتم‌های فتوگرامتری برد کوتاه برای تهیه نقشه و مدلسازی آن منطقه یا جسم اقدام کرد.

شرح مراحل عملیات فتوگرامتری در مستند نگاری یک بنای تاریخی:

• اولین گام: برنامه‌ریزی در خصوص زمان عکسبرداری، ابزار مورد نیاز در طول روند عکسبرداری، نوع دوربین عکسبرداری و همچنین نوع و روش عکسبرداری
• گام دوم: استقرار در محل عکسبرداری، نصب المانهای اندازه‌گیری (تارگت)، اندازه‌گیری المانها با استفاده از ابزار اندازه‌گیری (که این ابزار برحسب میزان دقت می‌تواند متر نواری یا توتال استیشن باشد)، عکسبرداری از موضوع مورد مطالعه، بررسی تصاویر اخذ شده به منظور حذف گپی‌ها و کمبودها
• گام سوم: انجام عملیات نرم افزاری برای رسیدن به اطلاعات مورد نیاز

انواع محصولات فتوگرامتری برد کوتاه

حال این سوال مطرح می‌شود که خروجی و محصول این روش از نقشه برداری چه چیزی است؟ و هدف از تهیه آنها چیست؟ مطمئناَ هدف از تهیه این اطلاعات بدست آوردن نقشه‌ای دقیق از موضوعی است که روی آن مطالعه می‌کنیم. این نقشه می‌تواند شامل پلان، نماها، مقاطع و دیگر جزییات باشد. همانطور که با استفاده از دیگر ابزار نقشه‌برداری قصد رسیدن به این نتایج را داریم. اما محصول چیست؟ به ترتیب آنها را معرفی می‌کنم و در انتها نحوه استفاده از آنها برای تولید نقشه را شرح خواهم داد.

• ابر نقاط:(Point Cloud)  اولین محصول بعد از بررسی تصاویر، ابر نقاط است. این ابر نقاط بسیار متراکمند بطوریکه ممکن است در یک متر مربع هزاران نقطه وجود داشته باشد. این تراکم باعث می‌شود که شکل واقعی شی مورد تصویربرداری را به راحتی درک کنیم و ببینیم و چون این نقاط از روی تصاویر بدست آمده‌اند ماده و رنگ را از تصاویر گرفته و مدل واقعی‌تر بنظر می‌رسد.
• مدل سه بعدی: (3D Model)  محصول بعدی مدلی است که از به هم پیوستن نقاط با استفاده از خطوط مثلث بندی به وجود می‌آید و صفحات بسیار کوچکی را تشکیل می‌دهند که در کنار هم مدل شی مورد نظر را به وجود می‌آورند. این مدل همان مدل مشی است که در اصطلاح فنی آن اشاره می‌شود.

• مدل رقومی ارتفاعی((DEM : این محصول نیز از روی اطلاعات ابر نقاط و یا از روی مدل مش‌بندی شده بدست می‌آید و یک مدل سه بعدی با تاکید بر ارتفاع نقاط تحویل می‌دهد. به صورتی که می‌توان تغییر ارتفاعی بر روی سطح مدل را با استفاده از طیف رنگی مشاهده کرد.

• تصویر ارتوفتو(Orthophoto):  ارتوفتو تصویری است که از بهم پیوستن همه تصاویر پردازش شده بدست می‌آید. البته توضیح و نحوه تولید تصویر به این سادگی که توضیح دادم نیست. اگر شما همه تصاویر را به گونه‌ای در کنار هم بچینید که کل مدل را در یک تصویر ببینید تصویر ارتوفتو تشکیل شده است، اما به صورت فنی اگر بخواهیم آن را توضیح دهیم، ارتوفتو تصویری است قائم شده بدون خطاهای هندسی (اعوجاج عدسی و یا خطای زاویه دوربین). ارتوفتو تصویری است که مقیاس در تمام سطح آن یکنواخت و می‌توانید فواصل واقعی را روی آن اندازه‌گیری کنید.

نحوه تهیه نقشه از خروجی‌ها

سوال مهم اینجاست که چگونه می‌شود از این خروجی‌هاکه شرح داده شد نقشه تولید کرد؟ همانطور که می‌دانید هدف تولید نقشه است. مشخصا تولید، پلان، نما و مقاطع دغدقه فکری همه مهندسان معمار، مرمتگر و باستانشناس است که به روش­های تولید آنها می‌پردازیم.

اولین نکته در خصوص استفاده از خروجی‌ها، استفاده آنها در دیگر نرم افزارها، مخصوصا نرم افزارهای معماری است. و این امکان در این روش به راحتی قابل دسترس است. شما به راحتی می‌توانید قبل از تولید خروجی فرمت مورد نظر خود را انتخاب کرده و آن را در نرم افزار مورد نظر خود بارگذاری کنید.

به دلیل تشکیل فضای واقعی در هنگام پردازش اطلاعات، خروجی‌ها دارای ابعاد و اندازه‌های واقعی هستند، و این بالاترین مزیت برای ترسیم نقشه است.

هر کدام از خروجی‌ها می‌توانند به نحوی در تولید نقشه به ما کمک کنند:

• ابر نقاط: برای ترسیم و تولید پلان‌ها و مقاطع با سرعت بالا به وسیله ابزار نرم افزارهای معماری

مدل سه بعدی: برخی از نرم افزارهای معماری امکان استفاده از ابر نقاط را به تنهایی ندارند و فقط می‌توان مدل مش را در آنها بارگذاری کرد. با استفاده از این مدل هم می‌توان به راحتی ترسیم مقاطع و پلان را انجام داد. البته تجسم فضای واقعی شی مورد نظر و تشکیل مدل کلی برای ساخت ویدیو و نمایش نیز از دیگر استفاده‌های این محصول است.

• مدل رقومی ارتفاعی: تهیه منحنی میزان و بررسی وضعیت شی از نظر ارتفاعی را با استفاده از این مدل می‌توان انجام داد. به عنوان مثال یکی از مواردی که با این محصول می‌توان آن را بررسی کرد وضعیت رفتار سازه‌ای یکی از نماهای یک ساختمان است. با توجه به طیف رنگی این محصول به راحتی می‌توان تشخیص داد که کدام قسمت نما به سمت جلو یا عقب رفتار داشته و در کدام قسمت نماد فرمگی و رفتار سازه‌ای نامعقول وجود دارد.
• تصویر ارتوفتو: همانطور که گفتم این تصویر دارای دقت و مقیاس یکسانی است و هر خطی که بر روی آن ترسیم کنید. در اندازه واقعی خواهد بود. این تصویر به راحتی در تمامی نرم افزارهای معماری قابل بارگذاری است و می‌توان به راحتی تمام جزییات آن را ترسیم کرد.

 کاربردهای مهم فتوگرامتری در معماری و مرمت

• اولین و مهمترین کاربرد این روش در معماری، مرمت و باستانشناسی تولید نقشه‌های دقیق پلان نما و مقاطع با جزییات بسیار بالا و امکان ادغام اطلاعات با دیگر داده‌های موجود است.
• تولید نقشه‌های دقیق تصویری

• امکان ساخت ویدئو های بسیار نزدیک به واقعیت از فضای تصویر برداری شده برای نمایش
• امکان مدل کردن برخی از جزییات ساخت در بنا و بازسازی آنها با دقت بالا
• امکان بررسی وضعیت سازه‌ای بنا با دقتهای بسیار بالا

بغیر از موارد گفته شده اگر بخواهیم از کاربردهای کلان تر فتوگرامتری برد کوتاه در معماری و مرمت نام ببریم می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.

طراحی سایت: برای ایجاد یک طراحی دقیق می‌باید اندازه‌گیری‌های دقیقی نیز انجام شود. فتوگرامتری این امکان را برای معماران فراهم می‌کند تا با مشاهده مدلهای سه بعدی درک بهتری نسبت به منطقه پیدا کنند، همچنین نقشه‌های تصویری از منطقه می‌تواند دید وسیع‌تری نسبت به جزییات منطقه به طراحان دهد.

• تصمیم‌های مهم برای طراحی: تصمیم‌گیری در خصوص جهت ساختمان، اندازه و زوایا، طرح کلی از سایت و موقعیت قرارگیری ساختمان نسبت به سایت، با استفاده از یک نقشه یا تصویر بصری می‌تواند بسیار دقیق‌تر انجام شود. همچنین فضاهای تولید شده سه بعدی و امکان طراحی در این فضا دست معماران را برای تصمیم‌گیری باز خواهد گذاشت تا با آزمون و خطا به بهترین نتایج رسید.
• نظارت بر پیشرفت ساخت و ساز:  نظارت بر مراحل ساخت یک ساختمان با استفاده از اطلاعات بدست آمده در کوتاهترین زمان ممکن می‌تواند بسیاری از مشکلات پیش رو در روند ساخت و ساز را کم کند یا از بین ببرد.

حرف آخر

در پایان باید بگوییم که کاربردهای این روش از نقشه‌ برداری نه تنها در زمینه مرمت و معماری، بلکه در بسیاری از گرایش­های مهندسی و حتی غیر مهندسی بسیار زیاده و می‌تواند کمک زیادی به افردای که نیازمند محصول بدست آمده از این روش هستند بکند.

این نکته را هم باید گفت که در سال‌های گذشته به دلیل تخصصی و پیچیده بودن ابزارها و نرم افزارهای این روش از نقشه‌برداری، افراد بسیار کمی توانایی انجام این کار را داشتند. اما با پیشرفت نرم‌افزارهای مخصوص پردازش تصاویر و الگوریتمهای پردازش و همچنین User Friend شدن آنها این کار با وجود تمام پیچیدگی‌هاش بسیار ساده و توسط هر کسی قابل انجام شده است.

انتهای پیام/