DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w12-2026-113-2026
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Martina Colapietro وآخرون
الموضوع الرئيسي: المسح ثلاثي الأبعاد والتراث الثقافي
نظرة عامة
تتناول هذه الفقرة من البحث استخدام أنظمة المسح المتنقلة المعتمدة على تحديد المواقع ورسم الخرائط المتزامنة (SLAM) لتوثيق وتقييم الهياكل للكنائس التاريخية، مع التركيز بشكل خاص على ست كنائس رعية في منطقة لونيجيانا في إيطاليا. تسلط الدراسة الضوء على مزايا تقنية SLAM في توفير جمع البيانات بسرعة ومرونة، وهو أمر حاسم لتقييم الهشاشة الهيكلية والزلازل. استخدم المؤلفون نظام SLAM المحمول X70GO، الذي يدمج GNSS-RTK، لإجراء مسوحات داخلية وخارجية مع تنفيذ استراتيجيات لتقليل الانجراف وتعزيز الاتساق الهندسي. تم تحليل النماذج ثلاثية الأبعاد الناتجة من حيث قابليتها للتطبيق في مستويات مختلفة من التفسير الهيكلي، بما في ذلك التقييمات الأولية للهشاشة الزلزالية والتقييمات التفصيلية للتكوينات الهيكلية وأنماط الأضرار.
تشير النتائج إلى أن المسوحات المعتمدة على SLAM تحسن بشكل كبير من كفاءة جمع البيانات وتمكن من تحليلات نوعية وكمية موثوقة على مستوى المباني، خاصة خلال المراحل الأولية من تقييم الهشاشة. تسهل النماذج المولدة تحديد العناصر الكبرى والاتصالات الهيكلية، مما يقلل من الشكوك المرتبطة بالتوثيق المحدود. ومع ذلك، تشير الدراسة أيضًا إلى قيود في اكتشاف أنماط الشقوق الدقيقة بسبب ضوضاء القياس وقيود الدقة المكانية، مما يقترح أن مسوحات SLAM يجب أن تكمل تقنيات أعلى دقة لتقييم الأضرار التفصيلية. بشكل عام، تؤكد الأبحاث أن أنظمة SLAM تحقق توازنًا ملائمًا بين الكفاءة التشغيلية والفعالية التحليلية لتحليل الهياكل للكنائس التاريخية، مشروطة بتنفيذ استراتيجيات جمع مناسبة وتدابير مراقبة الجودة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الحاجة الملحة للتدخل الدقيق في المباني التاريخية للحفاظ على سلامتها الشكلية والمادية. توضح العملية الخاصة بتقييم مخاطر الهشاشة، التي تبدأ بتحليلات أولية تعتمد على الملاحظة المباشرة والتوثيق المتاح، وتنتقل إلى تحليلات عددية أكثر تفصيلًا قد تشمل طرق تشخيصية غازية، مثل الاختبارات والحفر (Betti et al. 2021). يتم الاعتراف بحدود الأساليب التقليدية للملاحظة، بما في ذلك مشكلات الوصول والتفسيرات الذاتية.
لمعالجة هذه التحديات، يقترح البحث استخدام تقنيات المسح ثلاثي الأبعاد الحديثة (Di Stefano et al. 2021) في المراحل المبكرة من التحقيق (Tucci et al. 2017). تعمل النماذج ثلاثية الأبعاد الناتجة كتمثيلات رقمية للمباني، مما يسهل الملاحظة المتزامنة والتعاون بين الخبراء، ويعزز التدريب للموظفين الأقل خبرة، ويتيح التقاط الخصائص المادية التفصيلية حتى في ظروف الإضاءة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن توفر البيانات ثلاثية الأبعاد معلومات قياسية أساسية لمزيد من التحليل الهيكلي والمحاكاة (Sammartano et al. 2023; Todisco et al. 2024). هذه الدراسة هي جزء من مبادرة بحثية أكبر تركز على تقييم الهشاشة الزلزالية للمباني الدينية التاريخية، مع فحص خاص لكنائس الرعية في لونيجيانا، وهي منطقة تتمتع بتاريخ زلزالي ملحوظ وتراث معماري غني.
نقاش
تتناول فقرة النقاش في البحث تطبيق أنظمة المسح المتنقلة المعتمدة على SLAM في تقييم الهشاشة الهيكلية والزلازل للكنائس التاريخية في أبرشية لوني، إيطاليا. تركز الدراسة على ست كنائس، مع تسليط الضوء على تأثير تدخلات الحفظ، والأحداث الزلزالية، وتدهور المواد على سلامتها المعمارية. يتم التأكيد على استخدام نظام Stonex SLAM X70GO للمسوحات ثلاثية الأبعاد، مما يظهر فعاليته في توليد نماذج تفصيلية تسهل التقييمات الأولية للهشاشة الزلزالية. تدعم هذه النماذج تحديد العناصر الهيكلية، والاتصالات، والمعلمات الهندسية، مما يقلل من الشكوك المرتبطة بأساليب التقييم التقليدية.
تستكشف التحليلات أيضًا قيود أنظمة SLAM، خاصة في اكتشاف الأضرار الدقيقة مثل الشقوق. بينما تثبت التكنولوجيا أنها مفيدة للتقييمات السريعة وتحديد التشوهات الهيكلية الكبيرة، تكشف الدراسة أن الكشف الموثوق عن الانقطاعات الصغيرة مقيد بضوضاء القياس وكثافة النقاط. وبالتالي، يدعو المؤلفون إلى دمج مسوحات SLAM مع تقنيات أعلى دقة لتقييم شامل للأضرار. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانية أنظمة SLAM المعتمدة لتعزيز كفاءة وفعالية التقييمات الهيكلية في السياقات التاريخية، شريطة تنفيذ منهجيات مناسبة وتدابير مراقبة الجودة.
DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w12-2026-113-2026
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Martina Colapietro et al.
Primary Topic: 3D Surveying and Cultural Heritage
Overview
This research paper section examines the use of Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)-based mobile mapping systems for the documentation and structural assessment of historical churches, specifically focusing on six parish churches in the Lunigiana region of Italy. The study highlights the advantages of SLAM technology in providing rapid and flexible data acquisition, which is crucial for evaluating structural and seismic vulnerabilities. The authors employed the X70GO handheld SLAM system, integrating GNSS-RTK, to conduct both indoor and outdoor surveys while implementing strategies to minimize drift and enhance geometric consistency. The resulting 3D models were analyzed for their applicability in various levels of structural interpretation, including preliminary seismic vulnerability assessments and detailed evaluations of structural configurations and damage patterns.
The findings indicate that SLAM-based surveys significantly improve the efficiency of data collection and enable reliable qualitative and quantitative analyses at the building scale, particularly during the initial phases of vulnerability assessment. The generated models facilitate the identification of macroelements and structural connections, thereby reducing uncertainties associated with limited documentation. However, the study also notes limitations in detecting fine-scale crack patterns due to measurement noise and spatial resolution constraints, suggesting that SLAM surveys should complement higher-resolution techniques for detailed damage assessment. Overall, the research confirms that SLAM systems strike a favorable balance between operational efficiency and analytical effectiveness for the structural analysis of historical churches, contingent upon the implementation of appropriate acquisition strategies and quality control measures.
Introduction
The introduction highlights the critical need for careful intervention in historic buildings to preserve their formal and material integrity. It outlines the process of vulnerability risk assessment, which begins with preliminary analyses based on direct observation and available documentation, and progresses to more detailed numerical analyses that may involve invasive diagnostic methods, such as soundings and coring (Betti et al. 2021). The limitations of traditional observational approaches, including accessibility issues and subjective interpretations, are acknowledged.
To address these challenges, the paper proposes the use of modern 3D surveying techniques (Di Stefano et al. 2021) in the early stages of investigation (Tucci et al. 2017). The resulting 3D models serve as digital representations of the buildings, facilitating simultaneous observation and collaboration among experts, enhancing training for less experienced staff, and capturing detailed material characteristics even under low light conditions. Additionally, the 3D data can provide essential metric information for further structural analysis and simulations (Sammartano et al. 2023; Todisco et al. 2024). This study is part of a larger research initiative focused on the seismic vulnerability assessment of historical religious buildings, specifically examining the parish churches of Lunigiana, an area with a notable seismic history and rich architectural heritage.
Discussion
The discussion section of the paper examines the application of SLAM-based mobile mapping systems in assessing the structural and seismic vulnerability of historical parish churches in the Diocese of Luni, Italy. The study focuses on six churches, highlighting the impact of conservation interventions, seismic events, and material degradation on their architectural integrity. The use of the Stonex SLAM X70GO system for 3D surveys is emphasized, showcasing its effectiveness in generating detailed models that facilitate preliminary seismic vulnerability assessments. These models support the identification of structural elements, connections, and geometric parameters, thereby reducing uncertainties associated with traditional evaluation methods.
The analysis further explores the limitations of SLAM systems, particularly in detecting fine-scale damage such as cracks. While the technology proves advantageous for rapid assessments and identifying significant structural deformations, the study reveals that reliable detection of smaller discontinuities is constrained by measurement noise and point density. Consequently, the authors advocate for the integration of SLAM surveys with higher-resolution techniques for comprehensive damage assessment. Overall, the findings underscore the potential of SLAM-based systems to enhance the efficiency and effectiveness of structural evaluations in historical contexts, provided that appropriate methodologies and quality control measures are implemented.