Землеустрій, кадастр і моніторинг земель

У статті висвітлена методика і результати створення 3D моделей об’єктів історико-культурної і наукової спадщини України з використанням технології знімання досліджуваних об’єктів за допомогою смартфона, оснащеного LiDAR-сканером. В якості об’єкта дослідження, на прикладі якого апробовувалася придатність даного LiDAR-сканера, для виконання знімальних робіт, опрацювання хмари точок отриманої інформації про об’єкт дослідження та створення 3D моделей історико-культурної і наукової спадщини України, обрано Музей ґрунтів ім. проф. М. М. Годліна, Національного університету біоресурсів і природокористування України, який розташований в аудиторії №53 та в фойє навчального корпусу № 2. Експозиція нараховує понад 200 монолітів ґрунтів, відібраних у різних природних зонах України за більш як 100-річний період функціонування музею. Враховуючи високу наукову та дидактичну цінність цього об’єкта, було вирішено створити його цифрову 3D модель. Для реалізації цього завдання спочатку була розроблена принципова схема (алгоритм) виконання знімальних робіт за допомогою смартфону з LiDAR-сканером та опрацювання отриманої хмари точок, які відображають контури сканованих об’єктів. Цей алгоритм покладений в основу обґрунтованої методики створення 3D моделей об’єктів історико-культурної та наукової спадщини України. В будові мобільних пристроїв вперше технологія LiDAR з'явилася на задніх камерах у 2020 році з випуском iPad Pro та iPhone 12 Pro/iPhone 12 Pro Max. LiDAR в них використовується для визначення віддалей від камери до досліджуваних об'єктів за допомогою лазерного випромінювання. Використовуючи смартфон, оснащений LiDAR-сканером, було виконано знімання основної експозиції Музею ґрунтів з задіянням програмиPolycam. У процесі подальших робіт, базуючись на створеній при лідарному 3D скануванні Музею ґрунтів хмарі точок, була побудована (з використанням таких програмних засобів, як AutoCAD, PIX4D, 3DMAX, Blender) цифрова 3D модель експозиції ґрунтових монолітів цього об’єкта. Результатом виконаних робіт виступає 3D модель експозиції ґрунтових монолітів Музею ґрунтів, розміщених в аудиторії 53 другого навчального корпусу НУБіП України. На завершальному етапі досліджень проведено верифікацію отриманих результатів через порівняння лінійних розмірів стендів, визначених з застосуванням рулетки безпосередньо в Музеї та цих же показників, відображених на 3D моделі. Похибка вимірювання лінійних параметрів експозиції за допомогою LiDAR не перевищила 3,10%, тобто є прийнятною. Створений варіант 3D моделі експозиції ґрунтових монолітів Музею ґрунтів НУБіП України може використовуватися як з навчальною, так і популяризаційною метою.

Ключові слова: LiDAR-сканер, програмаPolycam, 3D знімання смартфоном, 3D модель, 3D сканування,хмара точок.

10 cool ways to use LiDAR on your iPhone and iPad. Available at : https://mezha.media/articles/yak-vykorystovuvaty-lidar-na-iphone-ta-ipad/

Dehtiarenko, D. O., Obolonkov, D. F. (2024). Tsyfrovi metody rekonstruktsii ta vidtvorennia starodavnikh mist ta sporud za dopomohoiu heodezii. [Digital methods of reconstruction and reproduction of ancient cities and structures using geodesy]. Collection of scientific papers of DonNABA, 1 (32), 11-16. Available at : https://donnaba.edu.ua/journal/wp-content/uploads/2024/04/11-16.pdf

Kotsiubivska, K., Baransky, S. (2020). 3D-modeliuvannia pry vidnovlenni istoryko-kulturnykh tsinnostei. Tsyfrova platforma: informatsiini tekhnolohii v sotsiokulturnii sferi [3D modeling in the restoration of historical and cultural values]. Digital platform: information technologies in the socio-cultural sphere, 3(1), 59–68. doi: https://doi.org/10.31866/2617-796x.3.1.2020.206109

Polycam – AI tool for creating 3D models using mobile scanning]. Available at : https://www.komarov.design/polycam-ai-instrumient-dlia-stvoriennia-3d-modieliei-za-dopomoghoiu-mobilnogho-skanuvannia/

Principles of creating 3D models. Available at : https://addtive.com.ua/shcho_take_3d_modelyuvannya/

Lviv's heritage in 3D. Available at : https://www.uois.lviv.ua/spadshchyna-u-3d

Tovbych, V., Popovych, E. (2023). Zasoby ta metody 3-D skanuvannia dlia stvorennia fantomnykh modelei arkhitekturnykh ob’iektiv. [Means and methods of 3-D scanning for creating phantom models of architectural objects]. Modern problems of Architecture and Urban Planning, 67, 372–381. doi: https://doi.org/10.32347/2077-3455.2023.67.372-381

3D monuments: technology for creating digital versions of cultural objects. Available at : https://mcsc.gov.ua/news/3d-pamyatky-tehnologiya-stvorennya-czyfrovyh-versij-obyektiv-kultury

Kotlyk, S. V., Romanyuk, O. N., Sokolova, O. P., Shynkar, O. V. (2024). Udoskonalennia tekhnolohii stvorennia tryvymirnykh 3-D modelei z vykorystanniam kreslen i fotohrafii mekhanizmiv starykh zrazkiv. [Improving the technology of creating three-dimensional 3-D models using drawings and photographs of mechanisms of old samples]. Automation of technological and business processes, 16, 1. doi: https://doi.org/10.15673/atbp.v16i1.2765

Shevchenko, O., Openko, I., Tykhenko, R., Stepchuk, Y. (2023). Comparative analysis of geodetic surveys for building facad: laser scanning, total station surveying and smartphone lidar. International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2023», 1–5. doi: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023510102

Shevchenko, O., Mykhailyk, K., Pron, O., Moskalenko, A., Illiashov, I. (2024). Features of 3D Modelling of Building Facades Using i89 GNSS Receiver with Dual Camera. International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2024», 1-5. doi: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510050

Spreafico, A., Chiabrando, F., Teppati Losè, L., & Giulio Tonolo, F. (2021). The ipad pro built-in lidar sensor: 3d rapid mapping tests and quality assessment. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 43, 63-69. doi: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xliii-b1-2021-63-2021