Лазерное сканирование, аэросъёмка с БПЛА и подготовка обмерных чертежей Владимирского собора в Херсонесе Таврическом для реставрации

Специалисты инженерного предприятия «НГКИ» завершили интереснейший проект по обмерам Владимирского собора в Херсонесе Таврическом вблизи Севастополя для целей подготовки проекта его реставрации. Обмерные работы были осуществлены методами лазерного сканирования и фотограмметрической съёмки с БПЛА.

История и современное состояние храма

Идея возведения церкви на месте предполагаемого места крещения князя Владимира в раннехристианской базилике была впервые высказана в октябре 1825 года главнокомандующим Черноморским императорским флотом Алексеем Грейгом в докладной записке Александру I во время пребывания императора в Крыму. В ней Алексей Самуилович предлагал не только заложить храм, но и основать при нём небольшую богадельню для немощных, хилых, увечных и нищих. Но дело, как часто бывает в России, продвигалось медленно и неторопливо. Александр I покинул Крым уже будучи больным, простудившись во время переезда из Балаклавы в Георгиевский монастырь и через три недели умер в Таганроге по пути в столицу. Об идее возведения церкви все благополучно забыли, и только в 1850 году на месте базилики был основан Херсонесский Князь-Владимирский мужской монастырь, строения которого очень сильно пострадали во время Крымской войны в 1854–1855 годах, а в 1857 году здесь был построен небольшой деревянный храм Священномучеников Херсонесских.

Только в августе 1861 года в присутствии Александра II состоялась закладка современного собора. Строительство производилось на средства благотворителей и частные пожертвования и продолжалось без малого три десятилетия под руководством известного петербургского архитектора Давида Гримма. Закончить масштабные строительные работы к празднованию 900-летия крещения Руси не удалось, поэтому в июне 1888 года был освящён только нижний храм. Работы по убранству продолжались: в 1891 году был освящён главный престол, годом позже правый придел, а все работы на этом величественном (втором по размерам в Крыму) храме были закончены в 1894 году уже при Николае II. История создания собора растянулась на семь десятилетий: впервые идею предложили прапрадеду, первые строения проявились при прадеде, заложил собор дед, освящали при отце, а завершили при новом императоре Николае II.

Этот собор был выстроен в неовизантийском стиле, и c учётом купола высотой 26 метров стал вторым по размерам на Крымском полуострове. После революции в 1924 году храм был закрыт и передан Херсонесскому музею. Во время Второй Мировой войны здание собора значительно пострадало от артобстрелов. Немцы планировали взорвать здание собора, но, к счастью, им это удалось сделать лишь частично. К моменту освобождения Крыма в мае 1944 года было утрачено более 1/3 всего объёма строения. В таком виде собор простоял около полувека. Реставрационные работы начались в середине 1980-х и продолжались почти двадцать лет, завершившись в 2004 году.

Новая реставрация и необходимость детальных обмерных работ

Спустя пятнадцать лет было принято решение о проведении новой комплексной реставрации Владимирского собора, и для этого проектировщикам потребовалась точная и подробная исполнительная документация всего здания храма. С просьбой осуществить обмерные работы они обратились в инженерную компанию «НГКИ», специалисты которой имеют внушительный опыт обмеров объектов историко-культурного наследия для целей реставрации и реконструкции. Необходимо было провести детальное 3D сканирование фасадов, интерьеров и кровли здания собора, подготовить стандартные планы и чертежи фасадов в масштабе 1:50, а также отдельные чертежи шаблонов элементов декора в масштабе 1:1, 1:5, 1:10.

3D лазерное сканирование храма и фотограмметрическая съёмка с БПЛА

На основании нашего опыта обработки облаков точек сложных декорированных фасадов мы приняли решение проводить лазерное сканирование в цвете с наложением текстур поверхности. Это значительно облегчает работу специалистов, занимающихся созданием чертежей по облакам точек, а иногда является необходимым условием выполнения проекта.

Для получения облаков точек с наложенными текстурами используются два способа: обычное лазерное сканирование без цвета с наложением цветных фотографий, сделанных традиционной качественной фотокамерой или же лазерное сканирование в цвете с использованием камеры, встроенной в сам сканер. Первый вариант даёт более качественную текстуру, необходимую при обмерах сложных объектов с плотным декором, но достаточно трудоёмок. Второй вариант позволяет получить текстуру не такого высокого качества, впрочем, вполне пригодную для работы на большинстве объектов, но гораздо быстрее. Мы выбрали второй вариант и поэтому решили использовать наш компактный и очень удобный 3D лазерный сканер Leica RTC360 со встроенной фотокамерой.

На лазерное сканирование интерьеров и фасадов храма ушёл почти день. Купола и верхняя часть фасадов были не видны с уровня земли, и для съёмки этих недоступных для 3D сканера участков мы использовали аэрофотосъёмку с квадрокоптера, которая заняла ещё несколько часов.

Обработка результатов обмерных работ и подготовка обмерных чертежей

На камеральной стадии работ данные с фотокамеры беспилотного летательного аппарата DJI Phantom 4 Pro были обработаны и преобразованы в облако точек, которое была интегрировано с облаком точек, полученным с помощью лазерного сканера. Сшивка облаков точек со сканера, фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков, интеграция данных заняли неделю.

Подготовка комплекта обмерных чертежей заняла около пяти недель. Чертежи были переданы Заказчику в стандартном для проектировщиков формате DWG (AutoCAD), а полученные точечные 3D модели храма — в уже привычном формате RCP (Revit).

Примеры обмерных чертежей

Более подробно ознакомиться с некоторыми итоговыми материалами, подготовленными по результатам проведённых обмеров здания Владимирского собора в Херсонесе Таврическом, вы сможете, скачав следующие файлы обмерных чертежей в формате PDF:

— обмерный план первого яруса здания Владимирского собора;
— обмерный план второго яруса здания Владимирского собора;
— разрез по оси 1-1 здания Владимирского собора;
— разрез по оси 3-3 здания Владимирского собора;
— разрез по оси 5-5 здания Владимирского собора;
— разрез по оси 6-6 здания Владимирского собора.

Обзорное видео об обмерах, моделировании и подготовке чертежей храма

Ниже вы можете посмотреть наш короткий видеоролик об обмерах, 3D моделировании и создании обмерных чертежей Владимирского собора в Херсонесе Таврическом.

Инженерная компания «НГКИ» обладает большим многолетним опытом производства обмерных работ на объектах историко-культурного наследия и современного строительства. Обмерные работы выполняются с применением технологии лазерного сканирования, которая даёт возможность с минимальными временными затратами получить очень точные результаты измерений в цифровой форме. Также мы используем фотограмметрическую съёмку с БПЛА, как в случае с обмерами Владимирского собора в Херсонесе Таврическом вблизи Севастополя. Результатом съёмки является облако точек — чрезвычайно подробная точечная 3D модель объекта съёмки. По данным обмерных работ наши специалисты составляют точные обмерные чертежи объектов съёмки или проводят построение 3D моделей — в зависимости от поставленной Заказчиком задачи. С подробным описанием всех видов выполняемых нами работ в данных сегментах рынка вы можете ознакомиться на следующих страницах раздела «Услуги» сайта нашей компании:

— «Обмерные работы на объектах историко-культурного наследия и памятниках архитектуры»;
— «Обмерные работы для проектов в сфере архитектуры, строительства и дизайна интерьеров»;
— «Обмеры фасадов для целей проектирования, ремонта, реконструкции, реставрации»;
— «Построение точных 3D моделей зданий и сооружений по данным лазерного сканирования»;
— «3D сканирование и построение обмерных моделей небольших объектов с микронной точностью».