Цифровое документирование и классификация грунтов по реакции на сейсмические воздействия для сохранения культурного наследия

Введение. Индостан славится многочисленными чудесами архитектурного наследия, которые отражают богатую культурную историю региона. Систематическое документирование с помощью оцифровки необходимо для сохранения исторического значения таких архитектурных объектов. Использование передовых технологий, таких как фотограмметрия и трехмерное моделирование, превосходящих традиционные методы, обеспечивает точный и аккуратный сбор данных, обработку и представление информации о наследии. Сочетание цифровой документации с методами поверхностных сейсмических волн для определения скоростей распространения сейсмических волн в недрах земли имеет важное значение для сохранения наследия, особенно в условиях таких стихийных бедствий, как землетрясения. Данное исследование посвящено цифровой документации Главного почтового управления (ГПУ) в Тривандруме — культового сооружения, известного своей культурной и архитектурной значимостью.

Материалы и методы. Фотограмметрия с близкого расстояния использована для получения и анализа изображений, многоканальный анализ поверхностных волн осуществлен на территории офиса ГПУ для оценки скорости поперечных волн в грунте.

Результаты. На основе фотограмметрических снимков созданы 3D-модели, 3D-визуализации и 2D-чертежи, что позволило получить исполнительно-техническую документацию по объектам культурного наследия. Такие результаты служат цифровыми записями, улучшая визуальное восприятие и помогая в извлечении семантической информации для сохранения наследия и управления им. Кроме того, в исследовании предпринята попытка охарактеризовать свойства грунта путем создания профиля скорости поперечной волны (Vs) на основе результатов многоканального анализа поверхностных волн, что имеет решающее значение для анализа сейсмической реакции. Предложены оптимальные параметры сбора данных для эффективного установления характеристик исследуемой территории.

Выводы. Представлен комплексный подход к созданию документации для объектов культурного наследия, а также к оценке и управлению сейсмическим риском, сочетающий передовые методы цифровой документации с методами поверхностных волн.

1. Haala N., Alshawabkeh Y. Combining LaserScanning and Photogrammetry — A Hybrid Approach for Heritage Documentation. 2006; 163-170. DOI: 10.2312/VAST/VAST06/163-170

2. Michael W.A.A.S., David Z.E.L.L. Practical 3D Photogrammetry for the Conservation and Documentation of Cultural Heritage. Proceedings of the 18th International Conference on Cultural Heritage and New Technologies. 2013.

3. Cheng L., Wang Y., Chen Y., Li M. Using LiDAR for digital documentation of ancient city walls. Journal of Cultural Heritage. 2016; 17:188-193.

4. Balsa-Barreiro J., Fritsch D. Generation of visually aesthetic and detailed 3D models of historical cities by using laser scanning and digital photogrammetry. Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage. 2018; 8:57-64.

5. Karagianni A. Terrestrial laser scanning and satellite data in cultural heritage building documentation. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2021; XLVI-M-1–2021:361-366. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLVI-M-1-2021-361-2021

6. Pavelka jr. K., Kuzmanov P., Pavelka K., Rapuca A. Different data joining as a basic model for HBIM — a case project st. Pataleimon in skopje. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2023; XLVIII-5/W2-2023:85-91. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLVIII-5-W2-2023-85-2023

7. Salagean-Mohora I., Anghel A.A., Frigura-Iliasa F.M. Photogrammetry as a Digital Tool for Joining Heritage Documentation in Architectural Education and Professional Practice. Buildings. 2023; 3(2):319. DOI: 10.3390/buildings13020319

8. Liu J., Azhar S., Willkens D., Li B. Static Terrestrial Laser Scanning (TLS) for Heritage Building Information Modeling (HBIM) : a Systematic Review. Virtual Worlds. 2023; 2(2):90-114. DOI: 10.3390/virtualworlds2020006

9. Park C.B., Miller R.D., Xia J. Multichannel analysis of surface waves. Geophysics. 1999; 64(3):800-808.

10. Xia J., Miller R.D., Park C.B. Estimation of near-surface shear-wave velocity by inversion of rayleigh waves. Geophysics. 1999; 64(3):691-700.

11. Miller R.D., Xia J., Park C.B., Ivanov J.M. Multichannel analysis of surface waves to map bedrock. The Leading Edge. 1999; 18(12):1392-1396.

12. Kanli A.I., Tildy P., Prónay Z., PÄ´snar A., Hermann L. VS30 mapping and soil classification for seismic site effect evaluation in Dinar region, SW Turkey. Geophysical Journal International. 2006; 165(1):223-235.

13. Park C. MASW for geotechnical site investigation. The Leading Edge. 2013; 32(6):656-662.

14. Al-Heety A.J.R., Hassouneh M., Abdullah F.M. Application of MASW and ERT methods for geotechnical site characterization: A case study for roads construction and infrastructure assessment in Abu Dhabi, UAE. Journal of Applied Geophysics. 2021; 193:104408.

15. Addl. Director General (Arch.) and CPWD. Conservation of Heritage Buildings — A Guide. 2013.

16. Attenni M. Informative models for architectural heritage. Heritage. 2019.

17. Naci Yastikli. Documentation of cultural heritage using digital photogrammetry and laser scanning. Journal of Cultural Heritage. 2007; 8(4)423-427.

18. IS (1893–2016). Indian standard criteria for earthquake resistant design of structures, Sixth Revision, Part-I, Bureau of Indian Standard, New Delhi.

19. Park C.B., Miller R.D., Miura H. Optimum field parameters of an MASW survey. Japan Society of Exploration Geophysicists. 2002.

20. Taipodia J., Dey A., Baglari D. Influence of data acquisition and signal preprocessing parameters on the resolution of dispersion image from active MASW survey. Journal of Geophysics and Engineering. 2018; 15(4):1310-1326. DOI: 10.1088/1742-2140/aaaf4c

21. Baglari D., Dey A., Taipodia J. A critical insight into the influence of data acquisition parameters on the dispersion imaging in passive roadside MASW survey. Journal of Applied Geophysics. 2020; 183:104223.

22. BSSC (Building Seismic Safety Council). NEHRP recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures. Part 1: Provisions, prepared by the Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency (Report FEMA 450). Washington DC, 2003; 356.