Geometrik koşullar yardımıyla tarihi yapıların yeniden oluşturulması
3D reconstruction of historical buildings by means of geometrical conditions
Yazar: MURAT UYSAL
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYDE ALKIŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Kültürel miras = Cultural heritage

Özet:
Tarihi eserlerin korunması ve gelecek kuşaklara aktarılması insanlık adına önemli görevlerden biridir. Günümüzde insanoğluna ve doğal olaylara karşı ayakta hala kalan yapılar olmasına rağmen, tarihi eserlerin birçoğu deprem, sel, erozyon gibi doğal olaylar ve insan aktivitelerinden dolayı yok olmuş veya yok olma tehlikesiyle karşı karşıyadır. Bundan dolayı bu tehlikelere karşı tarihi yapıların dokümantasyonun yapılması gerekir. Fotogrametri, birçok alanda olduğu gibi mimarlıkta, tarihi eserlerin korunması ve dokümantasyonunda da büyük bir öneme sahiptir. Mimari Fotogrametri, fotogrametrinin en eski dallarından biridir ve yapıların, geometrik doğruluğu yüksek 3B modellerinin üretiminde kullanılır. Geçen zaman içersinde 3B modelleme yöntemlerindeki ilerlemelere paralel olarak 3B modellerin kullanım alanları da genişlemiştir. Kamera kalibrasyonu ve yöneltme işlemleri görüntülerden güvenilir 3B bilgi elde etmek için gereklidir.Kültürel mirasın korunmasında fotogrametri ve lazer tarama yöntemleri birlikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Kısmen yok olmuş yapıların yeniden oluşturulmasında kayıtların yetersizliği nedeniyle büyük problemlerle karşılaşılmaktadır. Tarihi yapıların, dokümantasyonu fotogrametri ve laser tarama gibi yöntemlerle yapılabilmesine rağmen tahrip olmuş kısımlara ait bilgilerin elde edilmesi mümkün değildir. Tarihi fotoğraflar bu iş için sadece görsel bilgi niteliğinde kullanılmaktadır. Ancak tarihi fotoğraflar yapıya ait önemli bilgiler taşır. Tarihi fotoğraflar yardımıyla objenin 3B yeniden oluşturulması için bir takım çalışmalar yapılmıştır.Bu çalışmada, bir kısmı tahrip olan kültürel mirasın korunması için fotogrametri ve lazer tarama yöntemlerinin birlikte kullanılması Yıldız Camisi örneğinde gerçekleştirilmiştir. Eski fotoğraflar, yeni fotoğraflar ve lazer tarama verileri yardımıyla yapının dokümantasyonu yapılmıştır. Yapıya ait eski fotoğrafların kamera parametrelerinin, yeni çekilen fotoğraflardan belirlenmesi için bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem için yeni fotoğrafların uygun çekim durumunun belirlenmesi amacıyla yapay verilerle uygulamalar yapılmıştır. Bilgisayarla görme ve fotogrametride yaygın olarak kullanılan kamera kalibrasyon yöntemleri ile uygulamalar yapılmıştır. Fotogrametrist olmayan mimar, arkeolog gibi diğer kullanıcılar içinde yapıya ait eski fotoğraflardan güvenilir bilgilerin elde edilmesi için farklı çözüm yolları sunulmuştur. Ayrıca kamera parametrelerinin farklı yöntemlerle hesaplanmasındaki doğruluk araştırılmıştır. Fotogrametri ve lazer tarama verilerinden üretilen yapının günümüzdeki ve tahrip olmadan önceki durumuna ait 3B modelleri birleştirilmiştir.

Abstract:
Conservation of historical monuments and transferring them to future generations is one of important tasks of mankind. Today, although there are many historical monuments whish have stood against humankinds and the natural events, most of them have been destroyed by natural events such as earthquakes, floods, erosion and human activities or face destruction. Documentation of historical buildings must be fulfilled against these dangers. Photogrammetry, as in many fields is very important in architecture documentation and conservation of historical monuments. Architectural Photogrammetry is one of the oldest branches in photogrammetry and used in the production 3D models of building with high geometric accuracy. Together with advances in methods of 3D modeling in time, usage of 3D models has also become widespread. Camera calibration and image orientation processes are required to obtain reliable 3D information.Photogrammetry and laser scanning method are used together to protect cultural heritage. Due to insufficient records for creating partially destroyed monuments, serious problems have been met. Documentation of historical monuments by photogrammetry and laser scanning can be made, but acquiring information in damaged sections is impossible. Historical photographs serve only as visual information; however, they bear impotant information about buildings. With help of historical photographs some studies have been made for 3D reconstruction of objects.In this study, utilization of photogrammetry with laser scanning methods for conservation of partially damaged cultural heritage is demonstrated in the example of Yildiz Mosque. Documentation of the building is made by old and new photographs along with laser scanning data. A method developed for determination of camera parameters of old photographs from recently taken photographs. Applications by artificial data were made for determination of appropriate positions of new photographs for methods developed. Applications were made by camera calibration methods, which have widely used in photogrammetry and computer vision. Various solutions were suggested for obtaining reliable information from old photographs for other users, who are not photogrammetrists, such as architects and archeologists. In addition, accuracy of camera parameters in different methods was investigated. Current and previous 3D models of the mosque, which were produced from photogrammetry and laser scanning data, were combined.