Építőmérnöki titkok leleplezése a Leica C10-es lézerszkennerével

Van valami egészen hátborzongató abban, ahogyan építészek, mérnökök, kőművesek azzal a tudattal kezdenek hozzá egy építőipari projekthez, hogy sohasem fogják látni munkájuk gyümölcsét, de talán még gyermekeik sem…

Számos építészeti műremek született az érett középkorban ilyen módon, akárcsak Notre-Dame gótikus stílusú katedrálisa. Egekbe nyúló tornyok, évszázadokon át tartó munka és évezredes örökség jellemzik, olyan szakmai receptekkel és titkokkal övezve, amelyeket a korabeli statikus mesteremberek a sírba vittek magukkal.

Járd körbe Te is a katedrálist, székedben ülve!
http://truviewglobal.emea.leica-geosystems.com/site/561393128386656108e5a691?tab=sitemap

A linkre kattintva felugró honlap nem egy egyszerű fotót mutat, hanem a lézerszkennelés eredményének egy publikált formáját, amelyben szabadon körbetekinthetsz! A sárga háromszögek az egyes álláspontokat jelképezik, amelyekről a felmérés készült. Ez a Leica TruView Global internetes publikációs felülete, egy olyan szerver, amelyre a felhasználó feltöltheti állományait és megoszthatja a nyilvánossággal vagy ügyfeleivel, különböző hozzáférési jogosultságokat definiálva.
Dupla kattintással a háromszögekre beleugorhatunk egy-egy álláspontba, ahonnan a szkenner nézőpontjából vizsgálhatjuk meg a környezetet egy gömbszférikus panorámaképen. Azonban ez a panorámakép jóval több információt tartalmaz: minden egyes képi pixelhez három térbeli koordináta (X Y Z) van kódolva. Ez lehetővé teszi, hogy a panorámaképen három dimenzióban végezzünk méréseket.
A navigáció ebben a térben az egér bal gombjának nyomva tartása közbeni mozgatással, valamint a görgő – mint Zoom funkció – használatával történik. A sárga háromszögekre kattintva átugorhatunk szomszédos álláspontok nézeteibe is.
Távolságokat és szögeket az alábbi ikonokkal mérhetünk:

2Tipp: Próbáld összehasonlítani egy-egy építőelem méretét, amelyek nagy valószínűséggel a valóságban azonos méretűek (például járólapok a ptg9-es nevű álláspontról), de a perspektív nézetben méretük eltér egymástól. Azt fogod tapasztalni, hogy a méretek a kijelölésed pontosságától függően azonosak! (járólap átlója 0.600 m)

Hasonlóan tudsz szögmértékeket is leolvasni.

1

Ezen monumentális létesítmények statikai felépítését, az építészeti tervezés logikáját és mikéntjét igyekszik megfejteni Andrew Tallon, történész. Mindezt a lézerszkennerek újszerű technológiája által.
Az előállított pontfelhő alapú háromdimenziós térinformációs adathalmaz rávilágított, hogy a kőművesek sokszor rövidített, csonkolt építőelemeket alkalmaztak, hogy a kivitelezés közben adódó geometriai ellentmondásokat feloldják. Ugyan a középkori építőmestereknek az „Egyház által előírt szabványok” szerinti mennyei tökéletességre kellett törekedni – főleg hogy az Úr házának megépítéséről volt szó -, Tallon szkennelt állományai bizonyítják, hogy a katedrális nyugati oldalán jóval hanyagabb módon dolgoztak a többinél. Néhány oszlop vízszintes értelmű pozícióját tekintve is kilóg a sorból, – hasonlóan eltérő az oldalhajó alaprajzi geometriája is – arra utalva, hogy az építés előtti, már meglévő objektumok lebontása és eltüntetése helyett inkább azok köré építették az új szerkezeteket.
Azt is felfedezte, hogy a nyugati hajó építését még a tornyok kivitelezésének megkezdése előtt leállították, majd csak évtizedekkel később folytatták újra. Ennek okára a Királyok Galériájának lézer szkennelt modellje vezette rá. Ez az a szoborsor, ami a három főkapu felett található, és amin a felmérés szerint a vízszintes síkhoz képest 30 cm-es dőlés tapasztalható az épület szélességére vetítve.

Következésképpen a nyugati homlokzat laza talajra épülhetett, ami a nyugati irányú süllyedést eredményezte. Az építését szüneteltették, amíg meg nem bizonyosodtak arról, hogy a talaj kellőképpen konszolidálódott, vagyis minimálisra csökkent a süllyedés üteme.

Hogy milyen további titkokat rejt az épület, és ezeket hogyan lehet megfejteni lézer szkennelt adatok alapján, azt maga Andrew Tallon meséli el a National Geographic által készített interjúban:

A videóban elhangzott szöveg szabad fordítása:
Amikor középkori épületeken dolgozom, nehezen érzem azt, hogy bármi újat felfedezhetnék, amit előttem ne tettek volna. Hiszen minden a falakra van írva, évszázadokra visszamenőleg. Engem leginkább az foglalkoztat, hogy hogyan képesek ezek a gótikus épületek fennmaradni ilyen időtávlatokon át, és hogy ez statikailag, szerkezetileg milyen összefüggéseket takar. Azonban ezek az összefüggések sajnos nem láthatóak egy egyszerű szemrevételezéssel. Továbbá a kőművesek sem álltak meg a munkanap végén magyarázkodni és feljegyezni, hogy „azért építem így a katedrálist, mert…”
Éppen ezért egy sokkal szofisztikáltabb korszerű technológiát kell használnom ahhoz, hogy választ kapjak ezekre a kérdésekre. A legalkalmasabb technológia, amely megoldást nyújt ezekre a bizonyos problémákra az a lézerszkennelés. Ez az első olyan megoldás az emberi történelem során, ami úgy jellemez objektívan gótikus épületszerkezeteket, ahogyan én magam korábban csak ösztöneimre, tapasztalataimra hagyatkozva szubjektív meggyőződésemmel tudtam megtenni. Működését tekintve először is fel kell állítanom a helyszínen egy jeltárcsákból álló hálózatot, ami csupán néhány lokalizált pont halmaza a térben. Ezt követően definiálom a szkennelés felbontását, vagyis hogy mennyi X Y Z koordinátákkal rendelkező pontot szeretnék felmérni az adott környezetről. Aztán csak hagyom dolgozni a műszert… Tehát, amit maga a lézerszkenner végez, az a lézerjel kibocsátása, ami végigpásztázza a környezetet, a tereptárgyakat; a műszer pedig méri a kibocsátás és a tereptárgyakról való visszaverődés közt eltelt időt. A fény állandó sebességének ismeretében képes kiszámolni a lézerjel által megtett utat, vagyis a tárgy távolságát a műszertől. Ezt a számítást pedig több-százezerszer végzi el egy másodperc alatt. Így egy térbeli pontokból álló egész felhőnyi adathalmazt állít elő, amely hihetetlenül részletgazdag.
Azért kaptam meghívást ide a nemzeti katedrálisba, mivel éppen az oldalfalak és oszlopok függőlegessé tételén dolgoztak – ugyanis lényeges eltérés volt tapasztalható a függőlegestől, különösképpen itt mögöttünk a hajók kereszteződő területén. A felmérést követően a katedrális belső terének egy nagyon látványos reprezentációját kaptuk meg. A pontfelhőn szabadon mérhető az összes boltív görbülete és geometriája, vagyis össze tudod hasonlítani a meglévő állapotot a tervezett elméleti állapottal – ez egy igazi nagyágyú számunkra.
Ahogyan a főfalak és oszlopok egyre feljebb magasodnak, egyszer csak elkezdenek szép lassan kissé kifelé dőlni. Hogyha ezt perspektívában jelenítjük meg, eléggé elgondolkodtató képet fog mutatni. Valószínűleg a kőműves is a fejét vakarta anno, amikor arra kérték, hogy kifelé dőlve építse felfelé a lándzsás boltívek támszerkezetét. Az építész is érezte, hogy a tökéletes formák útja itt nem járható.
Nem is létezik két egyforma tizenkettedik és tizenharmadik századbeli gótikus jegyű épület, éppen a kivitelezés közbeni folyamatos változtatások és újragondolások miatt. Mégis a méréseink alapján ma már tudjuk, hogy megpróbálták a felmerülő akadályokat leküzdeni és az eredeti tervhez ragaszkodva megépíteni a létesítményeket, olykor kerülőutakat és kiskapukat választva. Éppen ez az, ami nagyon érdekes az egészben: hogy szándékosan építették „görbén az egyenest”. Így lett Notre Dame katedrálisa egy csodálatos kombinációja az építészek fejében megszületett tökélynek és a kivitelezés során újragondolt úgymond „félresikeredett” megvalósításnak – alárendelve az esztétikát a gravitáció erejének, hogy évezredek múltán is ugyanúgy álljon.
Úgy látom ezt a folyamatot, mint a geometriai valóság pontos feltérképezését, egyfajta régészeti kutatást, ami visszatekint a múltba. Amikor feltekintek ezekre a szerkezetekre, nem feltételezve mondom, hogy úgy néznek ki, mintha ferdén építették volna őket; a lézerszkennelés technológiájának köszönhetően biztosan állítom: „ezeket szándékosan ferdén építették”.  Olyan ez számomra, mint egy óriási kirakós játék: csak nézem a hatalmas kőoszlopokat és azon gondolkodom, vajon hogyan tudták mindezt abban a korban megvalósítani.

Üdvözlettel,
Leica Geosystems
magyarországi csapata

Hasznosnak találod az oldalt? Oszd meg a tudásodat másokkal: ez az egyik módja annak, hogy halhatatlan légy. (Tendzin Gjaco)

%d blogger ezt szereti: