Фотограмметрическая обработка архивных снимков

Значение архивных (исторических) фотоснимков при решении задач реставрации и воссоздании памятников архитектуры и их элементов хорошо известно – это один из наиболее достоверных источников информации о геометрии и внешнем облике утраченного или поврежденного объекта. Достоверность данных материалов обеспечивается самим способом их получения: фотосъемка, по сути, является первым примером автоматизированной технологии, позволяющей фиксировать геометрию и внешний облик объекта без участия человека. Причем это справедливо для любого фотоснимка – и современного, и архивного.

Вообще, любой фотоснимок по сути является архивным, поскольку показанное на нем изображение строго соответствует моменту съемки и иногда может стать неактуальным уже через секунду, например, при фиксации дорожной обстановки. В архитектуре и реставрации процессы протекают существенно медленнее, и снимок обычно относят к архивным, спустя несколько лет после съемки. Также можно сказать, что историческая ценность снимка сильно зависит от скорости изменения ситуации, связанной с объектом съемки. Например, применительно к слабо меняющемуся центру Санкт-Петербурга, чаще всего приходится иметь дело с архивными снимками примерно 100-летней давности или даже более ранними. С другой стороны, для сирийской Пальмиры этот возраст часто не превышает десяти лет.

При реставрации и воссоздании памятников архитектуры архивные фотоснимки используются как для восстановления и изучения зрительного образа утраченного объекта, так и для определения его геометрических параметров и характеристик. Как известно, определение геометрических параметров объекта по его фотоизображениям составляет предмет изучения научной дисциплины – фотограмметрия, следовательно, вторая задача должна решаться исключительно методами фотограмметрии.

На практике же, как правило, бывает так: если необходимо выполнить обмеры для реставрации существующего объекта – для выполнения работ приглашают профессиональных геодезистов и фотограмметристов, что, конечно, правильно, поскольку каждый должен заниматься своим делом. Если же геометрические размеры утраченного объекта нужно восстановить по его архивным фотоснимкам – архитекторы и реставраторы, как правило, считают себя достаточно компетентными, чтобы выполнить данную работу самостоятельно, без привлечения фотограмметристов. Конечно, здравого смысла в таком подходе немного.

С точки зрения фотограмметрии обработка и архивных, и современных снимков выполняется теми же методами и по тем же формулам. Можно лишь сказать, что обработка архивных фотоснимков усложнена тем, что, как правило, до обработки нам неизвестны элементы внутреннего ориентирования камеры, которой выполнялась съемка, и число снимков часто бывает меньше, чем хотелось бы. Но это лишь усложняет задачу обработки, а не делает ее проще. Следовательно, как раз для обработки, прежде всего, архивных снимков архитекторы-реставраторы должны привлекать специалистов в области фотограмметрии, а не пытаться выполнять данную обработку самостоятельно на том лишь основании, что знакомы с правилами линейной перспективы и знают Photoshop и Blender. Такой подход нельзя назвать научным и, в лучшем случае, он может дать лишь приближенный результат. Методы же фотограмметрии являются универсальным решением, которое, при наличии качественных архивных фотоснимков в достаточном количестве, позволяет не только восстановить отдельные размеры, но и составить обмерные чертежи и воссоздать точную 3D-модель утраченного объекта на момент съемки.

Для примера представим некоторые иллюстрации, показывающие процесс и один из результатов обработки архивных фотоснимков, выполнявшейся для воссоздания западного флигеля королевского замка Кенигсберг XII века, который пострадал во время второй мировой войны и был окончательно разрушен в 1968 году. Данные работы были начаты в 2016 году в рамках Калининградской региональной инициативы «Сердце города», одной из целей которой было воссоздание части разрушенного королевского замка. В рамках данной инициативы были собраны сотни исторических фотоснимков в архивах Калининграда, Польши и Германии. Несколько десятков из них были отобраны для выполнения фотограмметрической обработки, целью которой было определение правильных размеров и пропорций создаваемой модели объекта. Впоследствии инициатива «Сердце города» не получила необходимой административной и финансовой поддержки, и дальнейшие работы с полученными ценнейшими архивными фотоматериалами выполнялись в рамках научных исследований студентов кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ. Ниже на рис.1 представлен процесс фотограмметрических измерений стереопары архивных фотоснимков в программе Parallax (разработка НПП «Фотограмметрия»), а рис.2 – точная трехмерная модель западного флигеля, построенная в результате совместной фотограмметрической обработки нескольких десятков архивных снимков в рамках выпускной дипломной работы студентки Евгении Пупыревой в 2021 году.

Это прекрасный пример того, как можно, имея только архивные фотоснимки и несколько базовых линейных замеров, воссоздать точную цифровую копию утраченного объекта со сложной геометрией.

Еще один интересный пример связан с работами по воссозданию колокольни Новодевичьего монастыря, расположенного по адресу: г. Санкт-Петербург, Московский проспект, 100, которая была построена в 1895 году и разрушена в 1933 году. Несколько лет назад было принято решение воссоздать колокольню. Фотограмметрическая обработка архивных снимков выполнялась с целью уточнения проекта воссоздания колокольни (см. рисунок ниже). Всего нам предоставили несколько десятков снимков невысокого разрешения, из них для обработки были отобраны пять, которые были сделаны со всех сторон колокольни. Как и в случае с королевским замком, для обработки здесь использовался стереофотограмметрический метод с построением фотограмметрической модели по методу связок с одновременным уточнением элементов внутреннего ориентирования снимков.
➡ Научно-исследовательские работы: утраченная колокольня Новодевичьего монастыря

Точность фотограмметрических определений точек колокольни составила в среднем 10–12 см, что близко к разрешению использованных архивных фотоснимков, и это следует считать очень хорошим результатом. По результатам фотограмметрической обработки архивных снимков был составлен обмерный чертеж главного фасада колокольни с указанием размеров и высот в Балтийской системе. Кроме того, был составлен план с точной привязкой утраченной колокольни к зданию собора и другим существующим объектам.




В завершение хочется призвать коллег, работающих в области сохранения культурного наследия, – архитекторов и реставраторов, взглянуть на архивные снимки не просто как на графический материал наряду с другими видами иконографии. Архивный снимок – это, прежде всего, очень ценный источник достоверной и точной информации о геометрии зафиксированного исторического объекта. Но для того чтобы получить эту информацию, необходимо применять для обработки снимков научно обоснованные методы обработки, т. е. методы фотограмметрии.



#фотограмметрия #архитектурнаяфотограмметрия #обмернаядокументация #архивныефотоснимки #восстановлениепамятников #геометрияпамятников #историческаяархитектура #реставрация #архитектура #Войнаровский

Распечатать