Pomiar za pomocą skanowania 3D architektury zabytkowej w muzealnictwie czy archeologii jest coraz częściej wykorzystywaną metodą digitalizacji obiektów historycznych. Jednym z przykładów takiego zastosowania jest projekt pilotażowy, w którym uczestniczyliśmy wraz z Fundacją Hereditas (fundacja-hereditas.pl/). Inicjatywa wpisuje się w cele jakie stawia przed sobą Fundacja Hereditas, a są nimi ochrona dziedzictwa kulturowego oraz wsparcie kulturowego, cywilizacyjnego i społecznego rozwoju kraju. Projekt miał na celu skanowanie budynku, z położeniem nacisku na szczegółową dokumentację zabytkowej oficyny dworskiej na terenie Muzeum Jana Kochanowskiego w Czarnolesie.
Zabytkowy budynek oficyny dworskiej to obiekt na planie prostokąta, pochodzący najprawdopodobniej z pierwszej lub drugiej połowy XIX w., wykonany z drewna (elementy konstrukcyjne itp.). Lokalizacja budynku oficyny dworskiej – współrzędne: 51°25’51.15″N / 21°42’37.17″E.
Budynek jest osadzony na murowanych fundamentach i pokryty jest dachem z blachy. Wewnątrz nie posiadający podczas pomiarów utwardzenia – podłóg. Wewnątrz budynku znajduje się zachowany ciąg kominowy oraz pozostałości instalacji grzewczej, murowanej. Budynek posiada pozostałości licznych uzupełnień, jak i przebudowy. Ściany obiektu częściowo były odsłonięte do warstwy drewnianych belek, częściowo posiadały też odeskowanie na zewnątrz budynku, a także pozostałości tynków wewnątrz obiektu.
Główny przedmiot pomiarów – to murowany fundament z reliktami ceglanego – murowanego sklepienia, wychodzące poza podstawę ww. budynku od strony zewnętrznej, a także wewnętrznej. Dokumentowany fragment budynku, o ceglanej konstrukcji, stanowi jedną z najstarszych części budynku, będąc najprawdopodobniej elementem pierwotnej budowli, być może w charakterze przejścia podziemnego – wejścia do piwnic.
Rysunek 1. Odkryty fragment sklepienia
W wyniku przeprowadzonych prac – nieinwazyjnych pomiarów laserowych, pozyskano wysokiej rozdzielczości chmurę punktów, stanowiącą odwzorowanie geometrii fragmentu zabytku nieruchomego, jak i całego budynku. Wynikowo wygenerowano zasób danych cyfrowych, a także dokumentacje (kolorową) fotograficzną mierzonych powierzchni w formacie *.JPG oraz *.RAW.
W ramach zaplanowanych i przeprowadzonych działań, dokonano m.in. pilotażowego i testowego pomiaru w technologii skanowania 3D przy obiekcie zabytkowym w warunkach szczególnych tj. w warunkach prowadzonych prac budowlanych, w ramach działań rewitalizacyjnych. Niezbędnym elementem tego typu sytuacji, gdy wstrzymywane są prace konserwatorsko-budowlane, jest przeprowadzenie badań ratowniczych, z wykonaniem jak najpełniejszej, i jak najszybszej dokumentacji. Jednym z tego typu rozwiązań jest np. zastosowanie technologii skanowania 3D, która w ciągu jednego dnia daje możliwość wykonania pomiaru na miejscu, jak i opracowania danych, nie wprowadzając dodatkowych opóźnień w realizacji prac konserwatorsko-budowalnych. Tego typu rozwiązania skracają do minimum czas dodatkowych, ale i niezbędnych prac przy zabytkach, przyczyniając się do wygenerowania wysokiej jakości danych geometryczno-obrazowych zabytków. W omawianym przypadku został wykorzystany skaner stacjonarny Faro Focus M70, wyposażony w kamerę HDR, która pozwala na uzyskanie rzeczywistego koloru obiektu w wysokiej jakości.
Zostały wykonane 23 skany zarówno wewnątrz budynku, jak i zewnątrz z większą gęstością stanowisk w miejscu znalezienia murowanego sklepienia.
Rysunek 2. Rozmieszczenie stanowisk skanera
Dzięki kompaktowym wymiarom skanera było możliwe umieszczenie go w wykopach, co poskutkowało bardzo dobrym odzwierciedleniem geometrii skanowanego obiektu.
Rysunek 3. Skaner Faro Focus M70 podczas ustawiania stanowiska
Rysunek 4. Skaner Faro Focus M70 podczas skanowania wnętrza budynku
Pomiar został wykonany w nawiązaniu do zaleceń określonych w „Dobrych praktykach w zakresie wykonywania dokumentacji zabytków architektury współczesnymi metodami naziemnej rejestracji cyfrowej” opracowanych przez Narodowy Instytut Dziedzictwa w 2021 roku. Ww. dokument zaleca, m.in. przygotowanie surowych chmur punktów w rozdzielczości nie mniejszej niż 9 pkt / cm2, z zarejestrowanymi wartościami RGB i intensywności, w formacie natywnym urządzenia skanującego (w przypadku Faro są to pliki FLS). Dane te zostały opracowane w oprogramowaniu Faro Scene, które z kolei umożliwiła uzyskanie odfiltrowanej, oczyszczonej, zarejestrowanej i zorientowanej w układzie geodezyjnym państwowym PUWG’2000, zapisanej w jednym z formatów: PTS, PTX, E57 wraz z dołączonym raportem złożenia.
Rysunek 5. Finalna chmura punktów całego obiektu złożona z 23 skanów i zawierająca ponad 350 milionów punktów. Stanowiska dopasowały się ze średnią dokładnością rzędu 2,5 mm
Rysunek 6. Przekrój przez chmurę punktów ukazujący wnętrze obiektu.
Rysunek 7. Zbliżenie na zeskanowany wykop wraz z odkrytym sklepieniem
Rysunek 8. Zbliżenie na zeskanowany wykop wraz z odkrytym sklepieniem (kolorowanie po wysokości)
Tak jak zostało wspomniane wcześniej, odkrycie murowanego sklepienia pod budynkiem nastąpiło podczas prac rewitalizacyjnych nad obiektem. Aby nie wstrzymywać tych prac, konieczny był szybki pomiar odkopanych fragmentów. Skanowanie 3D obszaru szczególnego zainteresowania tj. wykopów zajęło kilkadziesiąt minut. Z kolei na pomiar całego budynku trzeba było poświęcić kilka godzin. Wynikiem przeprowadzonych prac dokumentacyjno-pomiarowych jest całościowa, dokładna, szczegółowa chmura punktów z rzeczywistym kolorem, która jest odpowiednim źródłem danych do dalszych opracowań. Tego typu zasób – będący wynikiem swego rodzaju digitalizacji zabytków nieruchomych in situ (łac. Na miejscu) – może być stosowany na potrzeby ekspozycyjne, jak również może posłużyć do analizy konstrukcji obiektu, wzmacniając proces projektowy prac rewitalizacyjnych.
Wybrana literatura i materiały dokumentacyjne:
Barczyk G., Marciniak W., Marciniak-Barczyk J., 2022, Sprawozdanie z opracowaniem materiału zabytkowego z ratowniczych badań archeologicznych przy oficynie dworskiej w Czarnolesie, dz. 937/1 , gm. Policzna, [maps w archiwum Sp. z o. o. Radom], Radom.
Karta biała, 1998, Dwór ob. Muzeum im. Jana Kochanowskiego – https://zabytek.pl/pl/obiekty/g-215998/dokumenty/PL.1.9.ZIPOZ.NID_N_14_EN.327988/1
Karta zielona, 1968, Dawny dwór – https://zabytek.pl/pl/obiekty/g-215998/dokumenty/PL.1.9.ZIPOZ.NID_N_14_EN.327989/1
Karta zielona, 1959, Park – https://zabytek.pl/pl/obiekty/czarnolas-park/dokumenty/PL.1.9.ZIPOZ.NID_N_14_EN.328069/1
Narodowy Instytut Dziedzictwa (NID), 2021, Dobre praktyki w zakresie wykonywania dokumentacji zabytków architektury współczesnymi metodami naziemnej rejestracji cyfrowej, Warszawa – https://nid.pl/wp-content/uploads/2021/12/Dobre-praktyki-w-zakresie-wykonywania-dokumentacji-zabytkow-architektury.pdf
Zapłata R., 2022, Raport końcowy. Pomiary w technologii 3D TLS fragmentu zabytkowego budynku na terenie Muzeum Jana Kochanowskiego w Czarnolesie – budynek oficyny, Warszawa [mps w archiwum Fundacji Hereditas].
Zdzieborski B., 2022, Sprawozdanie techniczne. Pomiar wybranych fragmentów zabytkowego budynku na terenie Muzeum Jana Kochanowskiego w Czarnolesie metodą naziemnego skanowania laserowego (TLS), [maps w archiwum TPI sp. z .o .o. / Fundacja Hereditas], Warszawa
Autorzy:
Rafał Zapłata – UKSW w Warszawie
Bartłomiej Zdzieborski – TPI Sp. z o.o.
Karol Derejczyk – TPI Sp. z o.o.
