ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Γεωπληροφορικής

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Γεωπληροφορικής Κατεύθυνση "Τοπογραφικές Εφαρμογές Υψηλής Ακρίβειας ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΤΩΝ ΤΕΙΧΩΝ ΤΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΕ LASER SCANNER ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΦΩΤΟΓΡΑΜΜΕΤΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗΣ Εκπόνηση Παυλίδης Μιλτιάδης Α.Τ.Μ Επιβλέπων Καθηγητής Τοκμακίδης Κωνσταντίνος Θεσσαλονίκη 2011 Σελίδα 1 από 73

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Σκοπός της εργασίας.... σελ 2 2. Ιστορικά στοιχεία..... σελ 4 2.1 Ιστορία της Θεσσαλονίκης. σελ 4 2.2 Ιστορία των τειχών. σελ 5 2.3 Η αρχιτεκτονική περιγραφή των τειχών... σελ 7 2.4 Τα προσφυγικά της Άνω Πόλης.. σελ 9 3. Τοπογραφική αποτύπωση μνημείων.. σελ 12 3.1 Ορισμός και κατηγορίες αποτυπώσεων.... σελ 12 3.2 Μέθοδοι τοπογραφικής αποτύπωση.. σελ 12 4. Αποτύπωση με χρήση 3D Laser Scanner..... σελ 14 4.1 Εφαρμογές στην αποτύπωση αρχιτεκτονικών μνημείων.. σελ 14 4.2 Τρόπος λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner... σελ 17 4.2.1 Αρχή λειτουργίας του συστήματος.. σελ 17 4.2.2 Αρχή λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner Focus 3D.. σελ 18 4.3 Εξοπλισμός Ακρίβεια Μετρήσεις... σελ 20 4.4 Επεξεργασία νέφους σημείων... σελ 21 4.5 Αποτύπωση των τειχών.. σελ 22 5. Λογισμικά επεξαργασίας και επεξεργασία μετρήσεων. σελ 23 5.1 Λογισμικά επεξεργασίας νεφών σελ 23 5.2 Επεξεργασία των μετρήσεων.... σελ 25 5.3 Αποτελέσματα των μετρήσεων......... σελ 40 6. Φωτογραμμετρική αποτύπωση... σελ 46 6.1 Ιστορικά στοιχεία... σελ 46 6.2 Ταξινόμηση των ειδών φωτογραμμετρίας.. σελ 46 6.3 Εφαρμογές Φωτογραμμετρίας.... σελ 47 6.4 Αναγωγή κεκλιμένης φωτογραφίας... σελ 48 6.5 Σχεδιασμός και εκτέλεση φωτογραμμετρικών εργασιών.. σελ 50 7. Φωτογραμμετρική αποτύπωση τειχών Θεσσαλονίκης... σελ 52 7.1 Φωτογραφική μηχανή.. σελ 52 7.2 Λήψη φωτογραφιών. σελ 52 7.3 Φωτοσταθερά... σελ 53 7.4 Στροφές συντεταγμένων των όψεων... σελ 54 7.5 Αναγωγές φωτογραφιών.. σελ 55 7.6 Τελικά σχέδια και σύνταξη φωτομωσαϊκών... σελ 56 8. Σύγκριση των δύο μεθόδων αποτύπωσης..... σελ 68 9. Συμπεράσματα... σελ 72 10. Βιβλιογραφία...... σελ 73 Σελίδα 2 από 73

1. Σκοπός της εργασίας Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αποτύπωση τμήματος των τειχών της Θεσσαλονίκης με μια από τις πλέον σύγχρονες μεθόδους αποτύπωσης. Η μέθοδος αυτή είναι της σάρωσης η οποία βρίσκει τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερες εφαρμογές λόγω της βελτίωσης των αντίστοιχων τοπογραφικών οργάνων σάρωσης, τα γνωστά και ως Laser Scanners. Επίσης γίνεται αναφορά στην εξέλιξη τόσο των οργάνων σάρωσης όσο και των αντίστοιχων λογισμικών που τα συνοδεύουν. Στη συνέχεια λόγω της ύπαρξης προγενέστερης διπλωματικής εργασίας κατά την οποία μετρήθηκε το ίδιο τμήμα των τειχών της Θεσσαλονίκης με την φωτογραμμετρική μέθοδο κρίθηκε σκόπιμη η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων. Για κάθε μέθοδο παρουσιάζονται αναλυτικά οι διαδικασίες συλλογής και επεξεργασίας των δεδομένων καθώς και η απόδοση των αποτελεσμάτων με τις αντίστοιχες ακρίβειές τους και τα συμπεράσματα που προκύπτουν. Αεροφωτογραφία της ευρύτερης περιοχής με επισήμανση του αποτυπωμένου τοίχους Τοπογραφική αποτύπωση της ευρύτερης περιοχής του αποτυπωμένου τοίχους Σελίδα 3 από 73

2. Ιστορικά στοιχεία της Θεσσαλονίκης και των τειχών 2.1 Ιστορία της Θεσσαλονίκης Η πόλη της Θεσσαλονίκης ιδρύθηκε περίπου στα 315 π.χ στα πρώτα χρόνια της ελληνιστικής περιόδου. Ιδρυτής της ήταν ο βασιλιάς της Μακεδονίας Κάσσανδρος, που συνένωσε τότε σε μία ενιαία πόλη 26 διάσπαρτες μικρές κώμες και οικισμούς της περιοχής. Της έδωσε το όνομα προς τιμήν της συζύγου του και ετεροθαλούς αδελφής του Μ.Αλεξάνδρου, Θεσσαλονίκης. Από τις πρώτες κιόλας ημέρες της ζωής της η πόλη φιλοξένησε πολλούς εποίκους από τις γύρω αλλά και από μακρινότερες περιοχές που επέδρασαν έντονα στη διαμόρφωση της φυσιογνωμίας της. Υπήρξε το σταυροδρόμι εθνοτήτων και θρησκειών, τα απομεινάρια των οποίων καθρεφτίζονται στα πολυάριθμα μνημεία που προβάλλουν διάσπαρτα στο ιστορικό της κέντρο. Όταν η Θεσσαλονίκη μετατράπηκε σε ρωμαϊκή επαρχία άρχισε μια ραγδαία ανάπτυξη της πόλης. Ρυμοτομήθηκε με σχέδιο ενώ μεγάλα και λαμπρά οικοδομήματα, πολλά από τα οποία σώζονται μέχρι και σήμερα, κοσμούσαν το κέντρο της. Με την κατασκευή της Εγνατίας οδού που ένωνε το Δυρράχιο με τον Έβρο, η Θεσσαλονίκη αναδείχθηκε σε μεγάλο εμπορικό, πολιτικό και στρατιωτικό κέντρο. Παράλληλα αναπτύχθηκε έντονη κοινωνική, πνευματική και πολιτιστική ζωή με την διοργάνωση λαμπρων εορταστικών εκδηλώσεων. Επί της βασιλείας του αυτοκράτορα Θεοδοσίου Α (379-395μ.Χ), όταν ορίσθηκε ο χριστιανισμός ως επίσημη θρησκεία του κράτους, άρχισε ένας άγριος διωγμός με αποτέλεσμα να χαθούν πολλές ανθρώπινες ζωές και να καταστραφούν πολλά λαμπρά έργα τέχνης από την εκδικητική μανία. Στα χρόνια που ακολούθησαν η πόλη γνώρισε τις επιθέσεις πολλών βαρβάρων λαών όπως Ούνων, Οστρογότθων, Αβάρων και Σλάβων, οι οποίοι κατ επανάληψη την πολιόρκησαν αλλά ποτέ δεν την κατέλαβαν. Έτσι η Θεσσαλονίκη, που είχε ήδη αναδειχθεί δεύτερη σε μέγεθος πόλη του νέου Βυζαντινού κράτους, απέκτησε προοδευτικά τη φήμη της ισχυρής και πλούσιας πόλης. Ο πληθυσμός της αυξανόταν από τους εμπόρους που έφθαναν εκεί για να πουλήσουν τα εμπορεύματά τους, αλλά και από τους κατοίκους της υπαίθρου που κουρασμένοι και κυνηγημένοι από τους διάφορους επιδρομείς αναζητούσαν άσυλο σ αυτή. Μέχρι τον 8 ο μ.χ αιώνα η Θεσσαλονίκη είχε μετατραπεί σε ένα μεγάλο διοικητικό και επιτελικό κέντρο στον ευρύτερο χώρο της χερσονήσου του Αίμου και αποτελούσε σταθμό στην επικοινωνία Δύσης-Ανατολής. Κατά τους επόμενους αιώνες επρόκειτο να ακολουθήσει περίοδος αναστατώσεων και καταστροφών. Το 904μ.Χ η πόλη δοκίμασε την πρώτη οδυνηρή της εμπειρία. Δέχθηκε την αιφνιδιαστική επίθεση των Σαρακηνών πειρατών υπό τον Λέοντα Τριπολίτη. Το καλοκαίρι του 1185μ.Χ η πόλη πολιορκήθηκε από τους Νορμανδούς. Όταν οι Νορμανδοί ηττήθηκαν από τα βυζαντινά στρατεύματα στον Στρυμώνα ποταμό υποχώρησαν στη Θεσσαλονίκη και τον χειμώνα της ίδιας χρονιάς υποχρεώθηκαν να εγκαταλείψουν την πόλη. Σελίδα 4 από 73

Το 1204μ.Χ η Θεσσαλονίκη ακολούθησε την τύχη ολόκληρης της βυζαντινής αυτοκρατορίας και έπεσε στα χέρια των Φράγκων σταυροφόρων. Την πόλη ανέκτησε το 1224μ.Χ ο δεσπότης της Ηπείρου Θεόδωρος Δούκας Κομνηνός. Το 1246μ.Χ η Θεσσαλονίκη πέρασε στην κυριαρχία του αυτοκράτορα της Νίκαιας Ιωάννη Βατάτση και το 1261μ.Χ με την ανασύσταση του βυζαντινού κράτους υπάχθηκε και πάλι σ αυτό. Μέχρι τα τέλη του 15 ου αιώνα η πόλη διήλθε περίοδο γενικής κατάπτωσης. Το λιμάνι της σχεδόν νεκρώθηκε και η εμπορική της κίνηση εξαφανίσθηκε. Η Θεσσαλονίκη έδινε την εντύπωση έρημης πόλης και σύμφωνα με ιστορικούς της εποχής δεν αριθμούσε περισσότερους από 6000 κατοίκους. Στα 1492μ.Χ άρχισε πάλι να ζωντανεύει από τα κύματα των εβραίων μεταναστών που διώχνονταν από την Ισπανία και τις Γερμανικές χώρες αναζητώντας καταφύγιο. Αργότερα άρχισαν να συρρέουν στην πόλη και πολλοί Τούρκοι αλλά και Έλληνες από την ύπαιθρο και άλλες πόλεις. Η Θεσσαλονίκη άρχισε να αναπτύσσεται και πάλι, αποκτώντας την εμπορική της κίνηση και έγινε ξανά μεγάλο οικονομικό μετακομιστικό κέντρο. Μέχρι το τέλος του 19 ου αιώνα η πόλη γνώρισε μια σημαντική άνθιση, αναδείχθηκε σε εμπορικό και ναυτιλιακό κέντρο, μεγάλα έργα κατασκευάσθηκαν και ο πληθυσμός της έφθασε τις 120.000 κατοίκους. Το 1912μ.Χ άρχισε ο Α Βαλκανικός πόλεμος. Ο Ελληνικός στρατός κατέλαβε τη Θεσσαλονίκη στις 26 Οκτωβρίου του 1912, τη στιγμή που έξω από την πόλη έφθαναν τα βουλγαρικά στρατεύματα που την διεκδικούσαν επίσης. Ακολούθησε το 1913 ο Β Βαλκανικός πόλεμος. Με τη συνθήκη του Βουκουρεστίου (10 Αυγούστου 1913) επισφραγίσθηκε η ήττα της Βουλγαρίας και η Θεσσαλονίκη ενσωματώθηκε οριστικά στο ελληνικό κράτος. Με τη λήξη του ελληνοτουρκικού πολέμου του 1919-1922 και τη Μικρασιατική καταστροφή, περισσότεροι από 100.000 πρόσφυγες ήλθαν και εγκαταστάθηκαν στην πόλη, προσθέτοντας νέα προβλήματα, δίνοντας όμως και μια νέα πνοή με τα ήθη και τα έθιμα των Ελλήνων της Μικρας Ασίας. 2.2 Ιστορία των τειχών Το μεγαλύτερο μέρος των βυζαντινών τειχών της Θεσσαλονίκης κτίσθηκαν τους πρώτους αιώνες της χριστιανικής περιόδου. Συμπληρώθηκαν και επισκευάσθηκαν μέσα στο πέρασμα των αιώνων της μεσαιωνικής περιόδου. Μετά από κάθε πολιορκία της πόλης από τους βαρβάρους οι αυτοκράτορες φρόντιζαν πάντοτε να επισκευάζουν τα τείχη. Τα γιγάντια αυτά τείχη της Θεσσαλονίκης, έσωσαν την πόλη από τις βαρβαρικές επιδρομές. Ανατολικά και νοτιοδυτικά η πόλη ασφαλίζεται από δύο χείμαρρους, οι οποίοι κατέρχονται από την ακρόπολη και των οποίων οι βαθύτατες κοίτες, ως τάφροι, καθιστούσαν πιο απότομο το ύψος των τειχών. Στην κορυφή του βουνού υπήρχε και ένας άλλος εσωτερικός περίβολος, ο οποίος σχημάτιζε την ακρόπολη και σώζεται μέχρι σήμερα. Αυτός ο περίβολος προστατεύεται στο βόρειο άκρο από ένα ισχυρό φρούριο, το Επταπύργιο ή Γεντί Κουλέ. Τον περίβολο υπερασπίζονταν επτά πύργοι όπως το επταπύργιο της Κωνσταντινούπολης. Προς το μέρος της θάλασσας περιέτρεχε την πόλη το τείχος το οποίο βρεχόταν από την θάλασσα. Σε πολλά μέρη μπορούσαν να αγκυροβολήσουν ασφαλώς Σελίδα 5 από 73

τα πλοία, προς το δυτικό μάλιστα μέρος είχε κατασκευαστεί ασφαλέστατος εσωτερικός λιμένας. Ο Κάσσανδρος έδωσε μεγάλη σημασία στη νεοϊδρυθείσα πόλη και την οχύρωσε συστηματικά, σύμφωνα με τους αμυντικούς οικοδομικούς κανόνες της εποχής του. Τα τείχη της Θεσσαλονίκης εγκαταλείφθηκαν για έναν περίπου αιώνα μετά την ρωμαϊκή κατάκτηση. Γύρω στα μέσα του 1 ου αιώνα π.χ, οι κάτοικοι της πόλης κάτω από την απειλή εχθρικών εισβολών, επιδιόρθωσαν τα παραμελημένα τείχη, προκειμένου να βρούνε καταφύγιο σε περίπτωση ανάγκης. Από τον 6 ο μέχρι τον 9 ο αιώνα οι βάρβαροι λεηλατούσαν τον αγροτικό πληθυσμό της περιοχής, οι κάτοικοι της πόλης όμως έμεναν προστατευμένοι μέσα στα πελώρια και καλοδιατηρημένα τείχη της Θεσσαλονίκης. Σελίδα 6 από 73

Η κατάληψη της πόλης το 904μ.Χ από τους Σαρακηνούς οφείλεται κυρίως στην εγκατάλειψη των τειχών, που με τα χρόνια είχαν αδυνατίσει σε πολλά σημεία. Στα χρόνια της Τουρκοκρατίας οι επιδιορθώσεις των τειχών ήταν πρόχειρες και άτεχνες. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στην κατασκευή τριών πύργων: του σημερινού Λευκού Πύργου, του Πύργου της Αλύσεως στη θέση του βυζαντινού Τριγωνίου και σημερινού Πυροβολείου, οι οποίοι έγιναν αμέσως μετά την τουρκική κατάκτηση, και ενός πύργου στο Επταπύργιο Φρούριο της Ακρόπολης, ο οποίος έγινε, σύμφωνα με τουρκική επιγραφή, το 1431. Λίγα χρόνια πριν την απελευθέρωση της Θεσσαλονίκης, το 1912, οι Τούρκοι προκειμένου να Σελίδα 7 από 73

δώσουν «αέρα» στην πόλη κατεδάφισαν ορισμένα μέρη των τειχών, μάλιστα κατεδάφισαν ολόκληρο το παραθαλάσσιο τμήμα. Τα εναπομείναντα τείχη είναι αρκούντος εκτεταμένα ώστε να προσδίδουν στην πόλη γραφικό ύφος. Από το 1912 μέχρι σήμερα υπέστησαν υποβάθμιση της ποιότητάς τους ως μνημείο, διάσπαση της ενότητας ως σύνολο, παρεμπόδιση προσβάσεων σε συνδυασμό με την απώλεια ζωτικού χώρου γύρω από αυτά. Τα τείχη κηρύχθηκαν ιστορικά διατηρητέα μνημεία το 1961 και το 1989 χαρακτηρήσθηκαν Μνημείο Παγκόσμιας Πολιτιστικής Κληρονομιάς από την UNESCO. 2.3 Η αρχιτεκτονική περιγραφή των τειχών Τα τείχη της Θεσσαλονίκης αποτελούν σημαντικό τμήμα οχύρωσης της βυζαντινής πόλης με μοναδική αρχαιολογική, αρχιτεκτονική και καλλιτεχνική σημασία. Εξετάζοντάς τα παρατηρούμε ότι έχουν σχήμα τραπεζίου και η περίμετρος τους ήταν περίπου 7 χιλιόμετρα. Σήμερα έχουν περιορισθεί σε 3 χιλιόμετρα. Το ύψος τους κυμαίνεται από από 8,3 μέτρα έως 10,5 μέτρα. Είναι χτισμένα με πέτρες και κονίαμα, αλλά και με επαναλαμβανόμενες σειρές από πλατιές οριζόντιες ζώνες από τούβλα που αυξάνουν τη στερεότητά τους και λειαίνουν τις επιφάνειες. Σε μερικά τμήματα εκτός από τις ζώνες με τούβλα υπάρχουν και επαναλαμβανόμενα τυφλά πλινθόκτιστα τόξα, ενώ αλλού ολόκληρη η κατασκευή είναι με τούβλα. Σε ορισμένες περιπτώσεις αυτά διακοσμούνται με σταυρούς, ήλιους, πυροστρόβιλους κ.α. Την περίοδο της τουρκοκρατίας οικοδομήθηκε μέρος των τειχών με απλούς πλίνθους. Σε κάποια σημεία σώζεται ένα μικρό μέρος του τείχους σε απόσταση 4-6 μέτρων από το βασικό τείχος και ονομάζεται προτείχισμα. Το προτείχισμα αυτό διευκόλυνε τους πολιορκούμενους καθώς ήταν δύσκολη η προσβολή του από τις πολιορκητικές μηχανές. Μπροστά από αυτό υπήρχε τάφρος με νερό. Από τους πύργους σώζονται περίπου οι 60. Όλοι έχουν τετράγωνη διατομή εκτός από τον Λευκό Πύργο και τον πύργο Τριγωνίου. Αυτοί οι δύο θεωρούνται χτίσματα του 15 ου αιώνα και έχουν χτιστεί πάνω σε παλαιότερους πύργους. Σελίδα 8 από 73

Από την εποχή του Κάσσανδρου γνωρίζουμε ανάπτυγμα τείχους, μήκους 30 μέτρων, στο ακραίο βόρειο τμήμα της ανατολικής πλευράς. Κατά την τελευταία περίοδο του μακεδονικού βασιλείου, ο αρχικός περίβολος ενισχύθηκε με ένα πρόσθετο λιθόκτιστο τείχος σε επαφή με το προηγούμενο από την εξωτερική πλευρά. Την ίδια εποχή πιθανόν επεκτάθηκε ο περίβολος προς τα νότια, για να προσεγγίσει τη θάλασσα και να συμπεριλάβει τις εκτός των τειχών δομημένες περιοχές. Τα τείχη δημιουργήθηκαν από αρχαία συντρίμια και αρχαία μάρμαρα. Ενώ οι μεταγενέστερες βυζαντινές επισκευές έχουν την χαρακτηριστική κατασκευή των βυζαντινών κτιρίων, με λίθους και πλίνθους. Στα τέλη του 3 ου αιώνα τα τείχη της πόλης παρουσίαζαν εξαιρετική ποικιλία, ως προς τα υλικά, τους τρόπους δόμησης και κυρίως ως προς το σύστημα οχυρωματικής τέχνης. Στο πρώτο μισό του 4 ου αιώνα ενισχύθηκαν τα μεταπύργια τμήματα σε ολόκληρη την περίμετρο, με πρόσθετους πύργους ή καλύτερα με συμπαγείς περιβόλους. Στο δεύτερο μισό του 4 ου αιώνα επιχειρείται μια ενίσχυση του περιβόλου, μεγάλης κλίμακας, με ένα δεύτερο τείχος, σε επαφή με την εσωτερική παρειά των μεταπυργίων. Έτσι στα τέλη του 4 ου αιώνα το πιο ευάλωτο τμήμα του περιβόλου ήταν το δυτικό, το οποίο ενισχύθηκε εν μέρει στην συνέχεια από τον Θεοδόσιο Α. Στις αρχές του 5 ου αιώνα τα πλέον ισχυρά τμήματα του περιβόλου ήταν τα πεδινα τείχη, από τις δύο πλευρές της πόλης, από το ύψος της οδού Αγίου Δημητρίου, που είχε ήδη κατασκευασθεί το προτείχισμα. Η ενίσχυση του περιβόλου συνεχίσθηκε με δεύτερο τείχος το οποίο ακολουθεί σε επαφή με τις εσοχές και έξοχές του αρχαιότερου ρωμαϊκού από την εξωτερική πλευρά, με αποτέλεσμα να προκύπτουν μεγαλύτεροι ορθογώνιοι πύργοι και πολλά μικρότερα μεσοπύργια. Νεότερο έργο αυτής της μακράς περιόδου θεωρείται το βόρειο τείχος του περιβόλου με τους μεγάλους πλίνθινους σταυρούς και τις ολόπλινθες κατασκευές στις γωνίες των πύργων 2.4 Τα προσφυγικά της Άνω Πόλης Όπως προαναφέραμε, μετά την Μικρασιατική καταστροφή χιλιάδες πρόσφυγες κινούνται προς την Θεσσαλονίκη και έτσι η ανάγκη για στέγασή τους δημιουργεί προβλήματα στην πόλη τα οποία ζητούν άμεση λύση. Γι αυτό το λόγο δόθηκαν στους πρόσφυγες χέρσες εκτάσεις και μεγάλο μέρος των ακάλυπτων χώρων, κυρίως κατά μήκος των τειχών, εσωτερικά και εξωτερικά αυτού. Οι νέοι κάτοικοι της περιοχής εκμεταλλεύτηκαν την υπάρχουσα κατασκευή των τειχών κτίζοντας σε επαφή με αυτά. Τα σπίτια, στην πλειοψηφία τους ισόγεια με μικρούς προαύλιους χώρους, κατασκευάστηκαν με ευτελή υλικά. Σελίδα 9 από 73

Το χαμηλό οικονομικό επίπεδο των κατοίκων, το μικρό μέγεθος, η άσχημη κατάσταση των κτισμάτων, η δύσκολη προσπέλαση του χώρου αλλά και το ρυμοτομικό σχέδιο του 1933 που προέβλεπε αλλαγές στη ρυμοτομία και διανοίξεις δρόμων αποτέλεσαν αιτία εγκατάλειψης των κτιρίων. Το φαινόμενο της εγκατάλειψης εντείνεται μετά τον καταστροφικό σεισμό του 1978. Κατά καιρούς έχουν γίνει προσπάθειες από την πολιτεία για την αντιμετώπιση των προβλημάτων χωρίς πάντα θετικά αποτελέσματα. Το1998 πραγματοποιήθηκε μια μελέτη από το Υπουργείο Μακεδονίας Θράκης που αφορούσε την περικάστρια ζώνη που ανήκει στον δήμο Θεσσαλονίκης, δηλαδή τα κτίσματα από την εσωτερική πλευρά των τειχών. Η μελέτη περιλάμβανε την καταγραφή της υπάρχουσας κατάστασης και αξιολόγηση των κτισμάτων που αφορά την κατάσταση των κατασκευών καθώς και τα τυπολογικά, μορφολογικά και αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά τους. Τα παραπάνω γίνανε επισης για επιστημονικούς, ιστορικούς και εκπαιδευτικούς λόγους δεδομένου ότι τα τείχη αποτελούν ένα σημαντικό μνημείο το οποίο πρέπει να είναι επισκέψιμο, να μπορεί να μελετηθεί και να μπορεί να επισκευασθεί όπου χρειάζεται. Επομένως υπάρχει η ανάγκη εξασφάλισης κοινόχρηστων χώρων τόσο για τους παραραπάνω λόγους όσο και για την εξυπηρέτηση των κατοίκων. Ωστόσο η μελέτη δεν εγκρίθηκε. Το 2002 συντάσσεται τοπογραφικό διάγραμμα στο οποίο φαίνονται τα κτίσματα με βάση την κατάστασή τους, όμως για τα κτίσματα που βρίσκονται στην περικάστρια ζώνη δεν περιλαμβάνεται αξιολόγηση. Παρόλα αυτά απαλλοτριώνονται κατοικίες και κατεδαφίζονται κτίσματα μέσα στη ζώνη αυτή. Σελίδα 10 από 73

Τα τείχη σήμερα στην πλευρά της πολιτιστικής γειτονιάς του Δήμου Συκεών Σελίδα 11 από 73

3. Τοπογραφική αποτύπωση μνημείων Είναι επιστημονικά αποδεδειγμένο ότι πρώτιστη προϋπόθεση για τη μελέτη και εφαρμογή οποιασδήποτε επέμβασης σε μνημείο ή παραδοσιακό σύνολο αποτελεί η αποτύπωση της υπάρχουσας κατάστασης. Αυτό επιτυγχάνεται με την τοπογραφική αποτύπωση του μνημείου, η οποία πρέπει να παρέχει όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την σύνταξη κατόψεων, τομών και σχεδίων κατασκευαστικών λεπτομερειών του κτιρίου, καθώς επίσης και για τον πλήρη ορισμό της θέσης του κτιρίου σε σχέση με την ευρύτερη περιοχή. 3.1 Ορισμός και κατηγορίες αποτυπώσεων Με τον όρο «αποτύπωση» μνημείου εννοούμε: Η συλλογή των μετρικών εκείνων πληροφοριών που καθορίζουν τις διαστάσεις τόσο του μνημείου ως συνόλου ή ως μέρους ενός αρχαιολογικού χώρου, όσο και του κάθε δομκού στοιχείου του. Η λεπτομερής καταγραφή των ποιοτικών (ή θεματικών) πληροφοριών σχετικά με τα υλικά δομής και την παθολογία τους (διάβρωση, αποσάθρωση, αντικατάσταση κλπ) Η παρουσίαση τους σε εύκολα αναγνώσιμα (κατάλληλη πυκνότητα πληροφορίας) και αξιόπιστα αλληλοσυμπληρώμενα τελικά προϊόντα (όψεις, κατόψεις, τομές, προοπτικά, ψηφιακά αρχεία) Η αρχειοθέτηση των παραπάνω στοιχείων, ώστε να γίνεται δυνατή η εύκολη ανεύρεση και χρησιμοποίησή τους. Ανάλογα με την έκταση, την επιδιωκόμενη μετρική αξιοπιστία, θεματική πληροφορία των τελικών σχεδίων και τους στόχους αποτύπωσης, διακρίνονται οι εξής γενικές κατηγορίες αποτυπώσεων: 1. Αναγνωριστικές αποτυπώσεις: στόχος τους είναι αφενός η απόκτηση γενικής εικόνας της κατανομής μνημείων στο χώρο και αφετέρου μια πρώτη τεκμηρίωση της πραγματικής μορφής κάθε μνημείου. Οι μέθοδοι αποτύπωσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι η φωτοερμηνεία, οι γεωφυσικές διασκοπήσεις, οι τοπογραφικές μέθοδοι χαμηλής ακρίβειας και οι ενημερώσεις τοπογραφικών διαγραμμάτων. 2. Αποτυπώσεις τεκμηρίωσης: Τεκμηρίωση ονομάζεται η πλήρης καταγραφή του μνημείου έτσι ώστε σε περίπτωση καταστροφής να μπορούμε να το αποκαταστήσουμε. Στόχος των αποτυπώσεων τεκμηρίωσης είναι η καταγραφή της επικρατούσας κατάστασης όσον αφορά την πραγματική μορφή τόσο μεμονωμένων μνημείων, όσο και της κατανομής μνημείων στο χώρο. Τα διαγράμματα στην πρώτη περίπτωση είναι κλίμακας 1:100-1:50 ενώ στη δεύτερη 1:1000-1:200. Οι μέθοδοι αποτύπωσης που χρησιμοποιούνται εδώ είναι οι επίγειες τοπογραφικές, οι φωτογραμμετρικές ή συνδυασμός τους, ανάλογα με το αντικείμενο και το σκοπό της αποτύπωσης. 3. Ειδικές αποτυπώσεις υψηλής ακρίβειας: Οι αποτυπώσεις αυτές γίνονται σε κλίμακα 1:20-1:5 και χρησιμοποιούνται για την μελέτη/παρακολούθηση μικρομετακινήσεων ή όταν πρόκειται για να γίνει επανασυρμολόγηση ενός μέρους του μνημείου και στη συνέχεια επανασυρμολόγησή του. Οι μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι είτε τοπογραφικές (π.χ μικροτριγωνισμός) είτε φωτογραμμετρικές, ανάλογα με τη φύση του αντικειμένου αποτύπωσης. 3.2 Μέθοδοι τοπογραφικής αποτύπωσης Για την εκτέλεση μιας τοπογραφικής αποτύπωσης ενός αρχαιολογικού μνημείου γίνεται εφαρμογή μιας από τις παρακάτω μεθόδους ή συνδυασμούς περισσότερων μεθόδων που αποτελεί και την πιο συνηθισμένη περίπτωση. Οι μέθοδοι αποτύπωσης διακρίνονται σε: Α) Αποτύπωση με πολικές συντεταγμένες: Κατά τη μέθοδο αυτή όρίζεται το σημείο στάσης, που Σελίδα 12 από 73

είναι συνήθως κορυφή πολυγωνικής όδευσης και ονομάζεται πόλος, και ένας άξονας, ο οποίος διέρχεται από τον πόλο και ονομάζεται πολικός άξονας (συνήθως πλευρά πολυγωνικής όδευσης). Το σημείο λεπτομέρειας ορίζεται τότε από τις πολικές του συντεταγμένες που είναι η οριζόντια γωνία μεταξύ του πολικού άξονα και της διεύθυνσης του σημείου και η απόσταση του σημείου από τον πόλο. Οι γωνίες μετρούνται με αφετηρία τον πολικό άξονα και δεξιόστροφα ενώ οι αποστάσεις μετρούνται με μετροταινία ή ταχυμετρικά ή με ηλεκτρομαγνητικό όργανο ανάλογα με την απαιτούμενη ακρίβεια και τις συνθήκες του εδάφους. Β) Τοπομετρική μέθοδος ή μέθοδος των αρχιτεκτόνων: Η αποτύπωση ενός χώρου με τη μέθοδο αυτή πραγματοποιείται με μηκομετρήσεις τριγώνων, διαγωνίων, πλευρών, αποκλίσεων και υψομετρικών διαφορών χρησιμοποιώντας νήμα στάθμης, αλφοδολάστιχο και μετροταινία. Γ) Μέθοδος του καννάβου: Κατά τη μέθοδο αυτή υλοποιείται με τοπογραφικές τεχνικές ένας κάνναβος σταθερής πλευράς και με βάση τον κάνναβο αυτό γίνεται η αποτύπωση των λεπτομερειών με μηκομετρήσεις. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται συνήθως σε ανασκαφές και σπάνια σε αποτυπώσεις κτιρίων. Δ) Μέθοδος της τηλεσκοπικής ράβδου: κατά τη μέθοδο αυτή μετρούνται οι κεκλιμένες αποστάσεις από το όργανο προς τα σημεία λεπτομερειών με τη χρήση τηλεσκοπικής ράβδου. Πρόκειται για ράβδο μεταβλητού μήκους που χρησιμοποιείται για τη σκόπευση των σημείων λεπτομεριών. Ε) Μέθοδος με εμπροσθοτομίες στο χώρο: Στη μέθοδο αυτή το σημαντικότερο πρόβλημα είναι η υλοποίηση των σημείων λεπτομερειών με σαφήνεια κάτι που επιτυγχάνεται με συσκευή Laser ή με αυτοκόλλητους στόχους. ΣΤ) Μέθοδος με χρήση ηλεκτοοπτικών τηλεμέτρων και πλαστικών ανακλαστήρων: Κατά τη μέθοδο αυτή χρησιμοποιούνται μικροί πλαστικοί ανακλαστήρες αναρτημένοι σε διατάξεις αντίστοιχες της τηλεσκοπικής ράβδου. Με τον τρόπο αυτό γίνεται πιο απλή η διαδικασία της αποτύπωσης των σημείων λεπτομεριών. Ζ) Μέθοδος με τη χρήση του DIOR3002: Το DIOR3002 κατασκευάστηκε στις αρχές του 90 και αποτέλεσε το πρώτο επιβατικό EDM που είχε τη δυνατότητα να μετράει αποστάσεις μέχρι 200 μέτρα χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα. Αυτό το όργανο σε συνδυασμό με κατάλληλο ψηφιακό θεοδόλιχο μπορούσε να αποτελέσει μια ολοκληρωμένη λύση. Βασικό μειονέκτημα ήταν ο όγκος του και οι απαιτούμενες αναγωγές στις αποστάσεις και στα υψόμετρα λόγω τηε απόστασης που είχε ο άξονας του EDM από τον οπτικό άξονα. Παρόλα αυτά όμως για την εποχή του ήταν ένα πολύτιμο εργαλείο. Θ) Μέθοδος με γεωδαιτικό χωρις τη χρήση ανακλαστήρα (reflectorless): Η χρήση της μεθόδου αυτής διευκολύνει πάρα πόλυ τη διαδικασία των μετρήσεων, αυξάνει την ακρίβεια και επιταχύνει τη δουλειά στο πεδίο Ι) Μέθοδος με χρήση τρισδιάστατου σαρωτή (3D Laser Scanner): Αναλυτική παρουσίαση της μεθόδου αυτής ακολουθεί στο παρακάτω κεφάλαιο. Σελίδα 13 από 73

4. Αποτύπωση με χρήση 3D Laser Scanner 4.1 Εφαρμογές στην αποτύπωση αρχιτεκτονικών μνημείων Τα τελευταία χρόνια νέα όργανα μετρήσεων έχουν εισαχθεί στις επιστήμες των αποτυπώσεων χώρων τα οποία είναι σε θέση να μετρήσουν και να ανακατασκευάσουν τον τρισδιάστατο χώρο και τα αντικείμενα των διάφορων μορφών και μεγεθών με έναν γρήγορο και οικονομικό τρόπο. Αυτά τα όργανα, βασισμένα σε τεχνολογία laser είναι συνήθως επίγειοι Τρισδιάστατοι Ανιχνευτές Laser (3D laser scanner). Οι ρίζες της τεχνολογίας Laser για την μέτρηση αποστάσεων βρίσκονται στα τέλη της δεκαετίας του 1970, ωστόσο εφαρμογές της όπως οι ψηφιακοί σαρωτές laser, καθυστέρησαν να εμφανιστούν στην αγορά. Πρόσφατα η ανάπτυξη τους έχει επιτρέψει την κατασκευή εμπορικών συσκευών ικανοποιητικής ακρίβειας, φορητών από άποψη μεγέθους και βάρους και προσιτών από άποψη τιμής. Τα πλεονεκτήματα της χρήσης τους είναι εμφανή καθώς καθιστούν δυνατή την εύκολη συλλογή Ψηφιακών Μοντέλων Επιφανείας μεγάλης ακρίβειας και πυκνότητας σε λίγα μόλις λεπτά. Στις περισσότερες επίγειες εφαρμογές η συλλογή των δεδομένων των μοντέλων με τοπογραφικές μεθόδους είναι σχεδόν αδύνατη λόγω των μεγεθών των αντικειμένων, οπότε η λύση που ακολουθείται είναι η φωτογραμμετρική στερεοαπόδοση, η εξαγωγή δηλαδή υψομετρικής πληροφορίας από προσανατολισμένα ζεύγη φωτογραφιών του αντικειμένου. Η διαδικασία ωστόσο είναι χρονοβόρα και παρά το γεγονός ότι η ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί είναι μεγάλη, η χρήση των σαρωτών Laser υπερτερεί. Οι επίγειοι σαρωτές laser είναι όργανα ενεργής απεικόνισεις τα οποία δίνουν σε πραγματικό χρόνο τις τρισδιάστατες συντεταγμένες του αντικειμένου που αποτυπώνεται. Το προϊόν που παράγεται είναι νέφος σημείων με συντεταγμένες x,y,z που αναφέρονται στο σύστημα αναφοράς της σάρωσης και i η ένταση του ανακλώμενου σήματος. Οι σαρωτές laser ανάλογα με τη μέθοδο υπολογισμού της απόστασης διακρίνονται στους παθητικούς (μέθοδος τριγωνισμού) και στους ενεργητικούς (time of flight, τριγωνισμός με μία ή δύο κάμερες CCD). Η δεύτερη μέθοδος έγκειται στη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται το σήμα να πάει και να επιστρέψει στο σαρωτή. Ο χρόνος αυτός μετράται από ειδικά χρονόμετρα ακριβείας που είναι ενσωματωμένα στο σαρωτή. Έπειτα, για κάθε σημείο υπολογίζεται η απόσταση (d) με βάση τη σχέση d=c*t, όπου c η ταχύτητα του σήματος και t ο χρόνος. Οι κύριες πηγές σφαλμάτων των σαρωτών time of flight είναι η ακρίβεια μέτρησης του χρόνου μετάβασης και επιστροφής του σήματος, η χρονική υστέρηση στη μέτρηση του σήματος, η αστάθεια του χρονομέτρου κλπ. Η ακρίβεια του σαρωτή time of flight τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται για σαρώσεις αντικειμένων από μεγάλη απόσταση και να πετυχαίνουν ακρίβειες 3mm-3cm. Οι σαρωτές τριγωνισμού άρχισαν να χρησιμοποιούνται από τη δεκαετία του 80 και βρίσκουν εφαρμογή σε μικρά αντικείμενα και κοντινές αποστάσεις. Οι σαρωτές μέτρησης απόστασης από την άλλη είναι κατάλληλοι για αποτυπώσεις αρχιτεκτονικού ενδιαφέροντος και χρησιμοποιούνται ευρέως μόλις από την δεκαετία του 90. Η αρχή λειτουργίας τους αναλύεται σε επόμενη παράγραφο. Η τεχνολογία του laser scanner βρίσκει ευρεία εφαρμογή σε πάρα πολλούς τομείς που απαιτούν συλλογή δεδομένων με μεγάλη ταχύτητα και ακρίβεια. Ενδεικτικές εφαρμογές χρήσης του τρισδιάστατου σαρωτή είναι η αποτύπωση αρχαιολογικών χώρων, η αποτύπωση διατηρητέων κτιρίων ή μνημείων, η αποτύπωση ορυχείων, σηράγγων, σπηλαίων, μεταλλείων κ.α, η αποτύπωση ειδικών κατασκευών όπως για παράδειγμα κεραιών κινητής τηλεφωνίας, συλλογή δεδομένων και σχεδιασμός 3D μοντέλων εργοστασιακών και βιομηχανικών as-built εφαρμογών, 3D σχεδιασμός μοντέλων αεροσκαφών, πλοίων και οχημάτων (κατασκευή επισκευή), εικονική πραγματικότητα, προσομοίωση, ειδικά effects και πολλές άλλες. Στη συνέχεια παρατίθενται κάποια παραδείγματα εφαρμογών σε μνημεία ή αντικείμενα αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Σελίδα 14 από 73

Εικόνα 4.1 Είσοδος υπόγειου σταθμού, Βιέννη Otto Wagner Εικόνα 4.2 Βυζαντινή κρύπτη Santa Cristina, Carpignano, Απουλία Ιταλία Εικόνα 4.3: Koerich Castle,Λουξεμβούργο Σελίδα 15 από 73

Εικόνα 4.4: Οχυρωματικός πύργος, Markgrfneusiedel, Αυστρία Εικόνα 4.5: Ρωμαϊκή σαρκοφάγος, Τουρκία Εικόνα 4.6: Stonehedge, Αγγλία Σελίδα 16 από 73

4.2 Τρόπος λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner 4.2.1 Αρχή λειτουργίας του συστήματος Με βάση την αρχή λειτουργίας τους τα συστήματα laser scanner διακρίνονται σε σαρωτές μέτρησης απόστασης ( ) και σαρωτές τριγωνισμού ( ). Οι σαρωτές της πρώτης κατηγορίας έχουν τη δυνατότητα μέτρησης της απόστασης με δύο τρόπους: Χρόνος πτήσης της ακτίνας laser (time of flight measurement). Μια ακτίνα laser εκπέμπεται στο αντικείμενο και η απόσταση μεταξύ πηγής και ανακλώμενης επιφάνειας υπολογίζεται από το χρόνο ταξιδιού του σήματος μεταξύ εκπομπής και λήψης Σύγκριση φάσης (phase shift measurement). Στην περίπτωση αυτή η εκπεμπόμενη ακτίνα μετατρέπεται σε αρμονικό κύμα και η απόσταση υπολογίζεται από τη διαφορά φάσης μεταξύ εκπεμπόμενου και λαμβανόμενου κύματος. Εικόνα 4.7: Αρχή σαρωτή μέτρησης απόστασης Οι σαρωτές τριγωνισμού μπορούν να διαθέτουν μονή ή διπλή κάμερα: Σαρωτές με μονή κάμερα: Ο σαρωτής αυτός περιλαμβάνει συσκευή εκπομπής στέλνοντας την ακτίνα laser σε καθορισμένη μεταβαλλόμενη γωνία από την άκρη της μηχανικής βάσης στο αντικείμενο και μια CCD κάμερα στην άλλη άκρη της βάσης εντοποίζει την κηλίδα του laser πάνω στο αντικείμενο. Η τρισδιάστατη θέση του αντικειμένου διεξάγεται από την επίλυση του τριγώνου που σχηματίζεται. Σαρωτές με διπλή κάμερα. Μια παραλλαγή της αρχής του τριγωνισμού εφαρμόζεται με χρήση δύο CCD καμερών κάθε μία από τις οποίες βρίσκεται στα άκρα μιας βάσης. Η κηλίδα του laser που πρέπει να εντοπισθεί στην περίπτωση αυτή υποδεικνύεται από ένα προβολέα φωτός που δεν έχει καμία μετρητική λειτουργία. Η γεωμετρική λύση βασίζεται στην ίδια αρχή με την μία κάμερα και έχει τα ίδια χαρακτηριστικά ακριβείας. Οι σαρωτές τριγωνισμού βρίσκουν εφαρμογή μόνο σε κοντινές αποστάσεις και μικρά αντικείμενα καθώς η ακρίβεια της απόστασης μεταξύ οργάνου και αντικειμένου εξαρτάται από το τετράγωνο της απόστασης. Για αποτυπωσεις αρχιτεκτονικού ενδιαφέροντος κατάλληλοι είναι οι σαρωτές μέτρησης απόστασης καθώς μπορούν να μετρήσουν πολύ μεγάλες αποστάσεις, τυπικά από 2 έως 100 μέτρα. Σελίδα 17 από 73

Εικόνα 4.8: Αρχή σαρωτή τριγωνισμού Μια επιπλέον κατηγορία αποτελεί ο από αέρα laser scanner. Βασίζεται είτε στις αρχές του τριγωνισμού, είτε του χρόνου πτήσης. Στην περίπτωση αυτή ο σαρωτής είναι απαραίτητο να εξοπλιστεί με αισθητήρες για τη μέτρηση της θέσης, του προσανατολισμού και της στάσης του αεροσκάφους κατά τη διάρκεια συλλογής των δεδομένων, μέσω GPS και αισθητήρων αδράνειας. Συνδυάζοντας αυτές τις μετρήσεις με δεδομένα απόστασης που συλλέγονται από το laser scanner παράγεται ένα τρισδιάστατο νέφος σημείων που αναπαριστά την τοπογραφία του εδάφους παρόμοιο με αυτό που δημιουργείται από ένα laser scanner σταθερό στο έδαφος. 4.2.2 Αρχή λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner Focus 3D Η εταιρία FARO με το laser scanner Fucus 3D παρέχει ένα μηχάνημα τρισδιάστατης αποτύπωσης ικανό να καταγράφει μεγάλο όγκο δεδομένων/παρατηρήσεων σε μικρό χρονικό διάστημα. Η αρχή λειτουργίας του συγκεκριμένου 3D Laser Scanner είναι να στέλνει μια ακτίνα laser στο πεδίο καταγραφής και όταν αυτή προσπίπτει σε μια ανακλώμενη επιφάνεια επιστρέφει πίσω στη διεύθυνση του scanner (σαρωτής μέτρησης απόστασης). Για τον προσδιορισμό της θέσης του αντικειμένου το laser scanner δουλεύει με πολικές συντεταγμένες οι οποίες περιλαμβάνουν οριζόντια, κατακόρυφη γωνία και τη μετρούμενη απόσταση σε σχέση με τη θέση του laser scanner. Η οριζόντια γωνία υπολογίζεται σε σχέση με τη γωνία στροφής του laser scanner γύρω από τον κατακόρυφο άξονα, η οποία μετριέται με ένα μετρητή/κωδικοποιητή γωνίας. Η κατακόρυφη γωνία προσδιορίζεται μέσω της γωνίας στροφής του καθρέφτη-πρίσματος το οποίο εκτρέπει την εκπεμπόμενη ακτίνα σε κυκλική τροχία στο χώρο. Αυτή η γωνία μετριέται με ένα δεύτερο μετρητή/κωδικοποιητή γωνίας. Ο αισθητήρας απόστασης μετρά την απόσταση από το laser scanner στο αντικείμενο. Στο συγκεκριμένο μοντέλο για τη μέτρηση των αποστάσεων χρησιμοποιείται η Σύγκριση Φάσης (Phase Shift Measurment) για τον υπολογισμό της απόστασης. Επιπλέον για την ποιοτική πληροφορία το 3D laser scanner καθορίζει την αντανακλασιμότητα της προσπίπτουσας επιφάνειας μετρώντας την ένταση της ληφθείσας ακτίνας laser. Γενικά, οι φωτεινές επιφάνειες αντανακλούν μεγαλύτερο ποσοστό του εκπεμπόμενου φωτός απ ότι οι σκοτεινές επιφάνειες. Αυτή η αντανακλάσιμη ποσότητα χρησιμοποιείται για να συσχετίσει τη διαβάθμιση της βαθμίδας του γκρι σε κάθε σημείο. Το 3D laser scanner έχει τη δυνατότητα να εκτελεί ταχύτατες σαρώσεις υψηλής ακρίβειας έως 976.000 σημεία το δευτερόλεπτο. Το αποτέλεσμα από τις μετρήσεις αποτελείται από νέφος σημείων Point Cloud. Ανάλογα από την επιλεγμένη ανάλυση, κάθε νέφος σημείων μπορεί να αποτελείται από Σελίδα 18 από 73

εκατομμύρια σκαναρισμένα σημεία. Εικόνα 4.9: Σχηματική απεικόνιση της λειτπυργίας του Laser Scanner Focus 3D Εικόνα 4.10: Λεπτομερής εικόνα του καθρέφτη-πρίσματος και της εκπεμπόμενης ακτίνας laser Σελίδα 19 από 73

4.3 Εξοπλισμός Ακρίβεια Μετρήσεις Ο απαραίτητος εξοπλισμός λειτουργίας του συστήματος που χρησιμοποιήθηκε για τη συγκεκριμένη εργασία περιλαμβάνει τον τρισδίαστατο σαρωτή, ένα τρίποδα, μπαταρίες και τις μπάλες προσανατολισμού και σύνδεσης των διαδοχικών σκαναρισμάτων. Στην περίπτωσή μας οι μετρήσεις έγιναν με τον τρισδιάστατο σαρωτή της εταιρίας FARO το laser scanner Focus3D, το οποίο έχει ενσωματωμένη οθόνη αφής από την οποία γίνεται ο έλεγχος όλων των λειτουργιών και των παραμέτρων της σάρωσης. Η εικόνα που προκύπτει από τη σάρωση είναι ένα σύνολο από εκατομμύρια έγχρωμα 3D σημεία μέτρησης, η οποία αποτελεί μια ακριβή ψηφιακή αναπαραγωγή της υφιστάμενης κατάστασης. Ο συγκεκριμένος σαρωτής έχει εμβέλεια μέτρησης από 0,6μ έως και 120μ σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους και πρόσπτωση σε επιφάνεια με 90% αντανακλαστικότητα. Η ακρίβεια μέτρησης είναι 2 χιλιοστά στα 10-25 μέτρα απόσταση και η διάμετρος της δέσμης κατά την έξοδο μόλις 3,8 χιλιοστά σφαιρική. Έχει τη δυνατότητα μέτρησης μέχρι και 976.000 σημείων το δευτερόλεπτο και εύρος κίνησης 360 ο στο οριζόντιο επίπεδο και άνοιγμα 305 ο στο κατακόρυφο επίπεδο. Ορισμένα επιπλέον χαρακτηριστικά του είναι τα ακόλουθα. Διαθέτει ενσωματωμένη έγχρωμη κάμερα ανάλυσης 70Mpixels με δυνατότητα παραγωγής φωτορεαλιστικών έγχρωμων σαρώσεων τριών διαστάσεων. Η διαχωριστική ικανότητα του σαρωτή ανέρχεται σε 0,16 mrad, που είναι ιδανική για τον έλεγχο και την αποτύπωση αρχιτεκτονικών λεπτομερειών. Όλα τα δεδομένα αποθηκεύονται σε μια αποσπώμενη κάρτα μνήμης τύπου SD για την εύκολη και ασφαλή με ταφορά τους σε Η/Υ. Τέλος έχει τη δυνατότητα να τοποθετηθεί κεκλιμένα ώστε να αποτυπωθεί το αντικείμενο ενδιαφέροντος, ενώ η περιοχή σάρωσης είτε ορίζεται αυτόματα είτε επιλέγεται από τον χειριστή. Για να εξασφαλιστεί η πλήρης κάλυψη του προς αποτύπωση αντικειμένου απαιτείται συνήθως ένας αριθμός σαρώσεων από διαφορετικές θέσεις. Κατά τη συλλογή των δεδομένων το όργανο τοποθετείται σε άγνωστη θέση και τα σκαναρίσματα βασίζονται σε αυθαίρετο σύστημα αναφοράς. Οι παράμετροι των μετρήσεων (πυκνότητα των σημείων που θα αποτυπωθούν, πρεσεγγιστική απόσταση σαρωτή αντικειμένου κτλ) καθορίζονται από το χειριστή στο software του οργάνου. Η περιοχή ενδιαφέροντος που προκείται να σαρωθεί ορίζεται επίσης μέσα από το πρόγραμμα αφού ο χειριστής επιλέγει με πλαίσιο την περιοχή από το συνολικό φωτογραφικό πανόραμα που το laser scanner δημιουργεί κατά την έναρξη της λειτουργίας του. Εικόνα 4.11:Laser Scanner Faro Focus 3D Σελίδα 20 από 73

4.4 Επεξεργασία νέφους σημείων Κατά τη διάρκεια της σάρωσης ο laser scanner αποτυπώνει σημεία τα οποία δε θα χρησιμοποιηθούν απαραίτητα για τη δημιουργία του μοντέλου (δέντρα, πινακίδες κ.α). Η προετοιμασία της επεξεργασίας των μετρήσεων συνίσταται στη διαδικασία «καθαρισμού» των σημείων αυτών κάτι που επιτρέπει μια σημαντική μείωση των δεδομένων, με αποτέλεσμα την καλύτερη διαχείσιση του νέφους των σημείων. Επίσης τα σημεία που αποτυπώνονται στις τρισδιάστατες σαρώσεις προσβάλλονται από μια διαταραχή που γενικά δηλώνεται ως «θόρυβος». Είναι ευμετάβλητη ανάλογα με τη λειτουργία της μεθόδου μέτρησης του σαρωτή που χρησιμοποιούμε, ενώ εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του αντικειμένου. Η επίδραση του «θορύβου» επηρεάζει σε σημαντικό βαθμό την ποιότητα των μοντέλων που προκύπτουν από τις τρισδιάστατες σαρώσεις. Η μείωση του «θορύβου» επιτυγχάνεται με την εφαρμογή φίλτρων, μέσα από το πρόγραμμα επεξεργασίας των μετρήσεων, τα οποία είναι ικανά να αναλύουν στατιστικούς δείκτες (μέγιστη απόσταση, μέση απόσταση και μέση τετραγωνική απόκλιση) με βάση τους υπολογισμούς που έχουν διενεργηθεί. Ένα υπερβολικό φιλτράρισμα πάντως δεν φέρνει το επιθυμητό αποτέλεσμα καθώς δεν επιτρέπει την αναγνωσιμότητα των μορφών του αντικειμένου. Τα δεδομένα μέτρησης του laser scanner συνίστανται σε μεμονωμένα νέφη σημείων. Μετά τον καθαρισμό και την απομάκρυνση του θορύβου για να αξιοποιηθούν στο σύνολό τους θα πρέπει να αλλάξει η θέση και ο προσανατολισμός τους έτσι ώστε κάθε σκανάρισμα να χρησιμοποιεί ένα κοινό σύστημα συντεταγμένων. Η διαδικασία αυτή χαρακτηρίζεται ως cloud alignment ή registration και μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Σύμφωνα με τον πρώτο, χρησιμοποιούνται ειδικοί στόχοι ή σφαίρες (που συμπεριλαμβάνονται στον εξοπλισμό του οργάνου) οι οποίες τοποθετούνται σε διάφορες θέσεις πάνω στο αντικείμενο. Αυτές στη συνέχεια σκανάρωνται με ακρίβεια από κάθε θέση, προσδιορίζονται οι συντεταγμένες τους και τα σκαναρίσματα ενώνονται βάσει των αντίστοιχων στόχων. Η δεύτερη μέθοδος ένωσης των νεφών καλείται γεωαναφορά. Σε αυτή τη περίπτωση κάθε νέφος προσανατολίζεται με βάση τα γνωστά σημεία των οποίων οι συντεταγμένες έχουν προσδιοριστεί από την τοπογραφική αποτύπωση. Έτσι όλα τα νέφη αναφέρονται σε ένα κοινό σύστημα αναφοράς. Από την επεξεργασία των στοιχείων από το laser scanner εξασφαλίζεται συνήθως ένα δίκτυο το οποίο περιγράφει σε γενικές γραμμές τα επιμέρους αρχιτεκτονικά στοιχεία της κατασκευής. Η αναγνώριση στοιχειωδών γεωμετρικών μορφών μπορεί να γίνει με ημιαυτόματες διαδικασίες, όμως στοιχεία που αποτελούνται από σύνθετες μορφές πρέπει να πραγματοποιούνται με τρόπο εξολοκλήρου χειροκίνητο. Ο διαχωρισμός σε τμήματα ενός ιστορικού κτιρίου είναι εφικτός από άποψη κατασκευαστική, λειτουργική, δομική κλπ. Όμως γίνεται μια διαδικασία περίπλοκη αν σκεφτεί κανείς τις ιδιαιτερότητές του τόσο εξαιτίας του χειρονακτικού τρόπου κατασκευής του όσο και εξαιτίας των φθορών που έχουν υποστεί τα δομικά του στοιχεία με το πέρασμα του χρόνου. Ακόμη και ένα δάπεδο ή ένας τοίχος δεν μπορεί περιγραφεί ακριβώς με την έννοια του επιπέδου εξαιτίας των υλικών ή των τεχνικών κατασκευής με τις οποίες κατασκευάστηκε. Και αν ακόμα στην έννοια αυτή του επιπέδου υπάρξει ένας βαθμός ανοχής, είναι αντιληπτή η διαφορά του επιπέδου ενός τοίχου δομημένου με πλίνθους από έναν επιχρισμένο τοίχο. Όμως η επιπεδότητα των παραπάνω στοιχείων που επικαλούμαστε είναι γεωμετρικά επιχειρήματα συνήθως αποδεκτά στην τρισδιάστατη ανάπλαση της αρχιτεκτονικής. Ακόμη και μετά τον καθαρισμό των δεδομένων είναι σημαντικό να μειωθούν τα σημεία του νέφους σε αυτά που είναι αναγκαία. Έτσι θα μπορέσει να διαχειριστεί ο όγκος των δεδομένων και να καταστεί δυνατή η πραγματοποίηση των μοντέλων ανάλογων γεωμετρικών χαρακτηριστικών με το αρχικό. Οι αλγόριθμοι που εφαρμόζονται στα πιο διαδεδομένα λογισμικά για την επεξεργασία των νεφών των σημείων, μπορούν να συνοψιστούν στις ακόλουθες περιπτώσεις: Εκατοστιαία δραστική μείωση: που εφαρμόζεται με τρόπο τυχαίο σε ολόκληρο το νέφος. Ομοιογενής δραστική μείωση: κατά την οποία ο χώρος διαιρείται σε κυβικά κελιά ίδιων διαστάσεων και έπειτα απαλείφονται όλα τα σημεία εκτός από ένα για κάθε κελί Δραστική μείωση με τη λειτουργία της καμπυλότητας: πρόκειται για μια εξειδικευμένη διαδικασία που βασίζεται στην καμπυλότητα μιας στρογγυλευμένης επιφάνειας λαμβανόμένης ως επιφάνειας, έτσι απαλείφονται περισσότερα σημεία στα ομοιογενή τμήματα ενώ αντίστοιχα διατηρούνται περισσότερα όπου η μορφολογία του αντικειμένου είναι πιο περίπλοκη. Σελίδα 21 από 73

Σύμφωνα με τα δύο πρώτα συστήματα μείωσης των σημείων μεταβάλλεται ο τρόπος καταγραφής των σημείων από το laser scanner, συνεπώς δεν γίνεται διάκριση της πυκνότητας των σημείων ανάλογα με τη μορφολογία του αντικειμένου που αποτυπώνεται. Το σύστημα που βασίζεται στην καμπυλότητα είναι μια αυτόματη διαδικασία επιλογής των δεδομένων που παίρνουμε, η οποία μπορεί μερικώς να παρομοιαστεί με τις εργασίες κριτικής επιλογής που εκτελούνται από το χειριστή που πραγματοποιεί μια τοπογραφική αποτύπωση ή μια φωτογραμμετρική αποκατάσταση στην οποία η δειγματοληψία εξαρτάται από τη μορφή που εξετάζεται. Το πέρασμα στο μοντέλο που περιγράφεται από μια επιφάνεια γίνεται μέσω του «τριγωνισμού». Πρόκειται για ένα τριγωνισμένο ακανόνιστο δίκτυο (TIN Triangular irregular network), δηλαδή ένα πλέγμα πολυγώνων, που δημιουργείται από τα σημεία του νέφους. Η διαδικασία του τριγωνισμού περιλαμβάνει τα παρακάτω στάδια: Στο πρώτο στάδιο γίνεται η επεξεργασία των πολυγώνων. Αρχικά γίνεται ο καθαρισμός των κατακερματισμένων πολυγώνων, δηλαδή των πολυγώνων που δεν τέμνονται με το κυρίως αντικείμενο ή που δεν διαπλέκονται (είναι μπερδεμένα). Τα πολύγωνα που δεν τέμνονται με το αντικείμενο μπορούν αυτόματα να καθαριστούν από το πρόγραμμα, ενώ τα υπόλοιπα πρέπει να καθαριστούν χειροκίνητα. Τα κενά που δημιουργούνται μετά από αυτή τη διαδικασία πρέπει να αποκατασταθούν (γεμίσουν). Ο αριθμός των κενών που θα εμφανισθούν, έγκειται στην αρτιότητα των δεδομένων και τον αριθμό των κατακερματισμένων πολυγώνων. Η αρχή του γεμίσματος των κενών στο λογισμικό βασίζεται στην κυρτότητα που υπάρχει γύρω από αυτό. Όσο μικρότερο είναι το κενό και όσο πιο καθαρά είναι τα όριά του τόσο καλύτερη είναι η ακρίβεια. Αφού καλυφθούν όλα τα κενά γίνεται εκ νέου ο καθαρισμός των πολυγώνων. Όμως κατά το γέμισμα των κενών δημιουργούνται νέα κατακερματισμένα πολύγωνα, οπότε η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να μην υπάρχουν άλλα κενά. Στην συνέχεια περνάμε στο στάδιο της προσαρμογής επιφάνειας. Σε αυτό περιλαμβάνεται σε πρωτη φάση η κατασκευή των τομέων, δηλαδή η διαίρεση σε τομείς, που βασίζεται στην ανάλυση της επιφανείας. Οι τομείς δεν πρέπει να χωριστούν σε πολύ μικρά κομμάτια, αλλιώς η επιφάνεια θα είναι τόσο κατακερματισμένη ώστε δε θα μπορούν να ακολουθήσουν τα επόμενα βήματα της διαδικασίας. Βέβαια οι τομείς δεν θα πρέπει να διαιρεθούν ούτε σε πολύ μεγάλα κομμάτια, αλλιώς η ποιότητα της επιφανείας θα είναι κακή καθότι θα είναι δύσκολο να αποδοθεί με πιστότητα το σχήμα του νέφους των σημείων. Συνεπώς οι τομείς είναι πολλοί και λεπτομερειακοί σε περιοχές του μνημείου με έντονα χαρακτηριστικά (έντονο ανάγλυφο) και αντίστροφα. Όταν ολοκληρωθεί η επεξεργασία κατασκευής των τομέων ακολουθεί η «κατασκευή δικτύων». Τα δίκτυα μπορούν να γίνουν το ίδιο συμμετρικά και συνεκτικά με τεχνητό τρόπο. Σε γενικές γραμμές όσο πιο πυκνά είναι τα δίκτυα, τόσο πιο ακριβής είναι η επιφάνεια που περιγράφουν. Βέβαια, ένα πολύπλοκο μοντέλο με πολλές επιφάνειες έχει σαν αποτέλεσμα το αρχείο που θα δημιουργηθεί να είναι τόσο ώστε να μην είναι δυνατή η διαχείρησή του. Το μοντέλο σε αυτό το σημείο είναι έτοιμο για την εισαγωγή του μέσα σε κάποιο πρόγραμμα CAD. Η μεταφορά του νέφους σημείων σε σχεδιαστικά προγράμματα 2D ή 3D επιτρέπει τη παραγωγή σχεδίων (όψεις, κατόψεις, τομές) καθώς και την τρισδιάστατη θέση (3D viewing) με απόδοση της υφής των υλικών. 4.5 Αποτύπωση των τειχών Οι μετρήσεις στο πεδίο διήρκησαν μια μέρα. Πραγματοποιήθηκαν συνολικά 21 σαρώσεις. Οι καιρικές συνθήκες ήταν καλές. Η ανάλυση που χρησιμοποιήθηκε ήταν: resolution 1/4, quality 8x και point distance 6.136mm/10m. Με τις παραπάνω ρυθμίσεις, αξίζει να σημειωθεί ότι σαρώνονταν 976.000 σημεία το δευτερόλεπτο με εύρος 360 μοιρών οριζόντια και 305 μοιρών κατακόρυφα και ο συνολικός χρόνο μαζί με τη λήψη των φωτογραφιών ήταν περίπου 10 λεπτά για κάθε σάρωση/στάση. Σελίδα 22 από 73

5.1 Λογισμικά επεξεργασίας νεφών 5. Λογισμικά επεξεργασίας και επεξεργασία μετρήσεων Για την επίλυση και την επεξεργασία των εξαγόμενων αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν τα λοιγισμικά Scene της FARO και Polyworks της INNOVMETRIC. Το λογισμικό FARO είναι ειδικά σχεδιασμένο για το laser scanner της FARO. Επεξεργάζεται και διαχειρίζεται τα δεδομένα της σάρωσης εύκολα και αποτελεσματικά, χρησιμοποιώντας την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων, την ευθυγράμμιση και τη γεωαναφορά των σαρώσεων. Επιπλέον μπορεί να χρωματίσει τα νέφη των σημείων με το πραγματικό τους χρώμα RGB το οποίο συλλαμβάνεται μέσω της ενσωματωμένης φωτογραφικής μηχανής του FOCUS3D. Το λογισμικό είναι εξαιρετικά φιλικό προς το χρήστη και παράγει υψηλής ποιότητας δεδομένα σε ελάχιστο χρόνο Εικόνα 5.1: Λογισμικό FARO Scene Μόλις το Scene επεξεργαστεί τα δεδομένα της σάρωσης μπορούμε αμέσως να αρχίσουμε την αξιολόγηση και την περαιτέρω ανάλυση. Έχουμε στη διάθεσή μας πλήθος λειτουργιών από απλές μετρήσεις στη 3D προβολή, μέχρι τη δημιουργία μοντέλων και την εξαγωγή δεδομένων σε διάφορα formats. Επίσης οι σαρώσεις μπορούν να προβληθούν μέσω ενός web browser με το πάτημα ενός πλήκτρου. Με τον τρόπο αυτό επιτρέπεται η εύκολη πρόσβαση των σαρώσεων μέσω internet για την εύκολη παρουσίαση και προβολή των αποτελεσμάτων σε τρίτους. Περιοχές εφαρμογής: Βιομηχανία και δυναμικός σχεδιασμός εγκαταστάσεων Ψηφιακό εργοστάσιο / εικονική πραγματικότητα Αρχιτεκτονική Έργα πολιτικού μηχανικού / σχεδιασμός εγκαταστάσεων Αρχαιολογία και διαφύλαξη πολιτιστικής κληρονομιάς Εργοστασιακός σχεδιασμός / τεχνολογίες αυτοματισμού Ασφάλειας της μηχανικής και εγκληματολογίας Μάρκετινγκ, διαφήμιση και γραφικά υπολογιστών Εικόνα 5.2: Περιοχές εφαρμογής του FARO Scene Σελίδα 23 από 73

Το λογισμικό Polyworks αποτελεί διεθνώς την πιο ευρέως αποδεκτή λύση επεξεργασίας νεφών σημείων για μια ποικιλία εφαρμογών, από τη Τοπογραφία μέχρι την αεροναυπηγική. Διαχειρίζεται μέχρι 100 εκατομμύρια σημεία. Ειδικότερα για τις εφαρμογές αποτυπώσεων και παρακολούθησης τεχνικών έργων, το λογισμικό παρέχει εξειδικευμένα εργαλεία για την ταχεία βασική επεξεργασία με ιδιαίτερη έμφαση στην εξαγωγή συγκριτικών αποτελεσμάτων. Η διαδικασία περιλαμβάνει: Ευθυγράμμιση σαρώσεων για τη δημιουργία ενιαίου νέφους (ενιαίο ΣΑ): είναι δυνατή με μια ποικιλία μεθοδων αυτόματων ή ημιαυτόματων. Η δυνατότητα βέλτιστης αυτόματης προσαρμογής επικαλυπτόμενων νεφών μέσω επαναληπτικού αλγορίθμου το καθιστά πολύ χρήσιμο εργαλείο όταν είναι αδύνατη η χρήση ή ο εντοπισμός των στόχων κατά τη διενέργεια των μετρήσεων, με αποτέλεσμα σημαντικό κέρδος χρόνου. Η αυτόματη ευθυγράμμιση αποτελεί ένα από τα πιο ισχυρά χαρακτηριστικά του Polyworks. Γεωαναφορά (μεταφορά σε γνωστό σύστημα συντεταγμένων): Αρκούν τρία ή περισσότερα σημεία σημεία διακριτά επί του ενιαίου νέφους με γνωστές συντεταγμένες για να επιτευχθεί η γεωαναφορά του. Για τη σύγκριση διαδοχικών φάσεων δεν είναι απαραίτητη η γεωαναφορά, όταν η ταύτιση των νεφών μπορεί να γίνει βάσει κάποιων περιοχών που παραμένουν αμετάβλητες. Για παράδειγμα, κατά την παρακολούθηση πρανών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταύτιση επιφάνειες γειτονικών σταθερών σχηματισμών ή κατασκευών, ενώ κατά την ανάλυση παραμόρφωσης γέφυρας με και χωρίς φορτίο μπορεί να θεωρηθεί ότι τα βάθρα παραμένουν αμετάβλητα. Σύγκριση και έλεγχος αποκλίσεων-διαφορών: Μπορεί να γίνει μεταξύ νεφών σημείων ή/και πολυγωνικών μοντέλων (από σάρωση διαδοχικών φάσεων ή άλλες πηγές, π.χ μελέτες), με άμεσα προϊόντα χάρτες αποκλίσεων-διαφορών, σύνθετες τομές επί των συγκρινόμενων αντικειμένων, συγκριτικούς πίνακες, μετρήσεις κάθε είδους, υπολογισμό όγκων, ισοϋψείς καμπύλες διαδοχικών φάσεων κλπ. Περαιτέρω επεξεργασία: Επιπλέον, παρέχονται εξελιγμένα εργαλεία για την εξαγωγή 3D διανυσματικών χαρακτηριστικών, τη δημιουργία και επεξεργασία πολυγωνικών ή στερεών μοντέλων (π.χ για στατικές αναλύσεις), φωτορεαλιστικών μοντέλων, προσομοιώσεων κίνησης, παρουσιάσεων, video, κλπ. Εικόνα 5.3: Ευθυγράμμιση δεδομένων σάρωσης Σελίδα 24 από 73

Το PolyWorks προσφέρεται σε τρία διαφορετικά πακέτα: 1) Polyworks/Modeler: IMAling: επιτρέπει την ευθυγράμμιση των δεδομένων σάρωσης σε ένα ενιαίο σύστημα αναφοράς, βάση της γεωμετρικής μορφής των αντικειμένων, καθώς και τη συγχώνευση των ευθυγραμμισμένων 3D εικόνων σε ένα ενιαίο πολυγωνικό μοντέλο επιφανείας (mesh). IMMerge: εφαρμογή που δίνει τη δυνατότητα της συγχώνευσης πολλαπλών 3D. IMEdit: Εργαλείο επεξεργασίας πολυγωνικών 3D μοντέλων. IMCompress: Συμπιέζει πολυγωνικά 3D μοντέλα με ορισμένο από το χρήστη όριο ανοχής. 2) Polyworks/Inspector: IMAling: επιτρέπει την ευθυγράμμιση των δεδομένων σάρωσης σε ένα ενιαίο σύστημα αναφοράς, βάση της γεωμετρικής μορφής των αντικειμένων, καθώς και τη συγχώνευση των ευθυγραμμισμένων 3D εικόνων σε ένα ενιαίο πολυγωνικό μοντέλο επιφανείας (mesh). Inspector: Επιτρέπει τη δημιουργία γεωμετρικών σχημάτων στο σκαναρισμένο μοντέλο (π.χ ευθείες, κύκλους, κώνους, κυλίνδρους, επίπεδα, σφαίρες πολύγωνα, κλπ.), καθώς και τη διαστασιολόγηση τους. Επιπλέον επιτρέπει την απευθείας μέτρηση στο μοντέλο αποστάσεων, γωνιών, πάχους επιφανειών, τον υπολογισμό όγκων, καθώς και την εξαγωγή τομών εδαφους. Διαθέτει εξελιγμένα εργαλεία για τη δημιουργία των αρχείων αποτελεσμάτων (reports) σε μορφή ASCII, Excel, HTML, dxf, IGES, κλπ, καθώς και σε μορφή video (AVI files). 3) Polyworks/Modeler & Inspector: περιλαμβάνει το συνδυασμό όλων των παραπάνω. 5.2 Επεξεργασία των μετρήσεων Για την επεξεργασία των σαρώσεων χρησιμοποιήθηκαν τα προγράμματα Scene της FARO και Polyworks v1.1 της INNOVMETRIC. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Scene της FARO για να εισάγουμε τα αρχεία των μετρήσεων από το laser scanner μέσω της κάρτας SD στον Η/Υ. Στη συνέχεια, επίσης με το πρόγραμμα SCENE, χρωματίστηκαν τα νέφη των σαρώσεων με το πραγματικό τους χρώμα RGB με τη βοήθεια των φωτογραφιών που συλλέχθηκαν από τον σαρωτή (colorization). Κατόπιν γίνεται η αφαίρερεση των σαρωμένων αντικειμένων που δεν έχουν σχέση με το αντικείμενο μελέτης. Η τελευταία εργασία που έγινε με το πρόγραμμα SCENE ήταν η ευθυγράμμιση (registration), την οποία το πρόγραμμα μπορεί να πραγματοποιήσει αυτόματα εφ όσον αναγνωρίσει στα σαρωμένα αντικείμενα τις μπάλες ευθυγράμμισης. Όταν αυτό δεν είναι δυνατό μετατρέπουμε τα νέφη των σαρώσεων, επίσης με το πρόγραμμα SCENE, σε μορφή dxf και η ευθυγράμμιση πραγματοποιείται από το πρόγραμμα Polyworks με τη μέθοδο των ομόλογων σημείων. Παρακάτω παρουσιάζονται τα νέφη κάθε σάρωσης μετά τις διαδικασίες του χρωματισμού και της αφαίρεσης του θορύβου και σε ορισμένες περιπτώσεις μετά την ευθυγράμμιση. Σελίδα 25 από 73

Όψη νέφους σημείων 1 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 1 ης σάρωσης Σελίδα 26 από 73

Όψη νέφους σημείων 2 ης 3 ης 4 ης -σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 2 ης 3 ης 4 ης -σάρωσης Σελίδα 27 από 73

Όψη νέφους σημείων 5 ης - 6 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 5 ης 6 ης -σάρωσης Σελίδα 28 από 73

Όψη νέφους σημείων 7 ης -8 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 7 ης 8 ης σάρωσης Σελίδα 29 από 73

Όψη νέφους σημείων 9 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 9 ης σάρωσης Σελίδα 30 από 73

Τμήμα όψης νέφους σημείων 9 ης σάρωσης Όψη νέφους σημείων 10 ης σάρωσης Σελίδα 31 από 73

Τμήμα όψης νέφους σημείων 11 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 10 ης -11 ης σάρωσης Σελίδα 32 από 73

Όψη νέφους σημείων 11 ης -12 ης 13 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 11 ης -12 ης 13 ης σάρωσης Σελίδα 33 από 73

Όψη νέφους σημείων 14 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 14 ης σάρωσης Σελίδα 34 από 73

Όψη νέφους σημείων 15 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 15 ης σάρωσης Σελίδα 35 από 73

Όψη νέφους σημείων 16 ης -17 ης 18 ης σάρωσης Κεκλιμένη όψη νέφους σημείων 16 ης -17 ης 18 ης σάρωσης Σελίδα 36 από 73

Τμήμα όψης νέφους σημείων 18 ης σάρωσης Τμήμα κεκλιμένης όψης νέφους σημείων 18 ης σάρωσης Σελίδα 37 από 73