Kültürel miras yapılarının sayısallaştırılması ve HBIM modeline dönüşümü
Digitization of cultural heritage buildings and their conversion into HBIM models
- Tez No: 1018055
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT IŞIKDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enformatik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari ve Kentsel Enformatik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kültürel miras yapılarının belgelenmesi, korunması ve gelecek kuşaklara aktarılması, günümüzde yalnızca geleneksel rölöve, arşivleme ve fiziksel koruma yaklaşımlarıyla değil, aynı zamanda dijital teknolojiler aracılığıyla da ele alınmaktadır. Üç boyutlu veri toplama, nokta bulutu üretimi, jeoreferanslama, dijital ikiz, HBIM ve GeoBIM yaklaşımları; tarihi yapıların mevcut durumlarının yüksek doğrulukla kayıt altına alınması, restorasyon süreçlerinin desteklenmesi, dijital arşivlerin oluşturulması, yapı bileşenlerine ilişkin semantik bilginin yönetilmesi ve kültürel mirasın sürdürülebilir biçimde izlenmesi açısından önemli olanaklar sunmaktadır. Bu bağlamda mobil LiDAR, RTK GNSS, SLAM tabanlı tarama sistemleri ve nokta bulutu işleme araçları, düşük maliyetli, taşınabilir, hızlı ve tekrarlanabilir veri toplama potansiyelleri nedeniyle kültürel miras belgelenmesinde giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bununla birlikte, taşınabilir ve düşük maliyetli sistemlerle elde edilen verilerin doğruluğu, ortak koordinat sistemine aktarılması, farklı veri kaynaklarıyla karşılaştırılabilir hâle getirilmesi ve HBIM modelleme sürecinde kullanılabilir geometrik altlıklara dönüştürülmesi hâlen metodolojik olarak geliştirilmesi gereken bir araştırma alanıdır. Bu tez çalışmasının amacı, düşük maliyetli ve taşınabilir mobil tarama sistemleriyle elde edilen nokta bulutu verilerinin RTK GNSS destekli jeoreferanslama, nokta bulutu işleme, format dönüşümü ve Scan-to-BIM adımlarıyla bütünleştirilerek kültürel miras yapıları için HBIM model üretim sürecine nasıl aktarılabileceğini araştırmaktır. Çalışma kapsamında İstanbul'da yer alan Zevkî Kadın Sıbyan Mektebi vaka alanı olarak seçilmiş; viDoc RTK destekli iPad Pro, Realsee Galois M2 ve XGRIDS Lixel L2 Pro sistemleriyle elde edilen veri setleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Bu veri setleri; saha veri toplama yöntemi, jeoreferanslama stratejisi, nokta yoğunluğu, nokta aralığı, format uyumluluğu, yazılım işleme zinciri, HBIM modelleme sürecine katkısı ve GeoBIM potansiyeli açısından incelenmiştir. Böylece çalışma, tek bir cihazın performansına odaklanan bir değerlendirmeden ziyade, farklı veri kaynaklarının kontrollü biçimde bir araya getirildiği hibrit ve denetlenebilir bir Scan-to-BIM iş akışı önermektedir. Yöntem kapsamında öncelikle kültürel mirasın dijital belgelenmesi, mobil LiDAR, RTK GNSS, SLAM, HBIM, GeoBIM ve Scan-to-BIM süreçlerine ilişkin kuramsal ve teknik literatür değerlendirilmiştir. Ardından Sıbyan Mektebi üzerinde üç farklı mobil veri toplama yaklaşımı uygulanmıştır. viDoc RTK destekli iPad Pro verisi, RTK GNSS entegrasyonu sayesinde doğrudan jeoreferanslı veri üretme kapasitesi ve yüksek detay okuma potansiyeli açısından değerlendirilmiştir. Realsee Galois M2 verisi, çok konumlu tarama, otomatik hizalama, HDR panorama desteği, yüzey sürekliliği ve hızlı çıktı üretimi bakımından incelenmiştir. XGRIDS Lixel L2 Pro verisi ise SLAM tabanlı sürekli yürüyüş taraması, geniş alan sürekliliği, loop closure stratejisi ve RTK/kontrol noktası destekli doğrulama potansiyeli açısından ele alınmıştır. Bu üç sistemden elde edilen veriler, ortak bir referans mantığı içinde değerlendirilerek jeoreferanslama, hizalama, kalite kontrol ve HBIM modelleme altlığı üretimi açısından karşılaştırılmıştır. Elde edilen nokta bulutları, CloudCompare, ReCap Pro, PointCab, Undet ve Revit yazılımlarından oluşan çok aşamalı bir işleme zinciriyle değerlendirilmiştir. CloudCompare ortamında veri setlerinin ölçek, koordinat sistemi, global shift/scale, nokta yoğunluğu ve kaba hizalama durumları kontrol edilmiştir. ReCap Pro, nokta bulutlarının RCP/RCS formatlarına dönüştürülmesi ve Revit ortamına aktarım öncesinde koordinat/format hazırlığı için kullanılmıştır. PointCab, nokta bulutundan plan, kesit, çizim düzlemi ve üst görünüm referansları üretmek amacıyla değerlendirilmiştir. Undet, Revit içinde yoğun nokta bulutu katmanlarının yönetimine katkı sağlamış; Revit ise parametrik HBIM bileşenlerinin oluşturulması, family/type bilgileri, çizelge üretimi ve modelleme altlığı olarak kullanılmıştır. Bu süreçte nokta bulutu verileri yalnızca görselleştirme amacıyla değil, koordinat, format, geometri ve bilgi yönetimi açısından HBIM sürecine aktarılabilir veri altlıkları olarak ele alınmıştır. Çalışmanın bulguları, tek bir mobil tarama sisteminin kültürel miras belgelenmesindeki tüm gereksinimleri karşılamadığını; ancak farklı veri kaynaklarının kontrollü biçimde birlikte değerlendirilmesiyle daha güçlü, esnek ve tekrarlanabilir bir Scan-to-BIM iş akışı kurulabileceğini göstermektedir. viDoc RTK destekli iPad Pro, mutlak konum doğruluğu, jeoreferanslama ve cephe detaylarının okunması açısından güçlü bir referans üretmiştir. Realsee Galois M2, yüzey sürekliliği, panorama tabanlı renk bilgisi ve görsel yorumlama açısından tamamlayıcı bir veri kaynağı sağlamıştır. XGRIDS Lixel L2 Pro ise SLAM tabanlı hızlı mobil tarama, geniş alan sürekliliği ve bütüncül geometri üretimiyle yönteme üçüncü bir değerlendirme katmanı eklemiştir. Bununla birlikte, tüm veri setlerinde doğruluğun yalnızca cihaz kapasitesine değil; saha rotası, kontrol noktası stratejisi, veri temizliği, format dönüşümü, koordinat kontrolü ve modelleme öncesi kalite değerlendirmesine bağlı olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, bu tez çalışması kültürel miras yapılarının dijital belgelenmesinde düşük maliyetli mobil LiDAR, RTK GNSS, SLAM tabanlı tarama, nokta bulutu işleme ve HBIM modelleme süreçlerinin birlikte ele alınabileceğini göstermektedir. Sıbyan Mektebi örneği, çoklu veri kaynaklarının jeoreferanslama, hizalama, format dönüşümü, kalite kontrol ve modelleme adımlarıyla bütünleştirilmesi durumunda HBIM ve GeoBIM süreçlerine uygun veri altlıkları üretilebileceğini ortaya koymaktadır. Önerilen yaklaşım, geleneksel yersel lazer taramanın doğrudan yerine geçmeyi değil, kültürel miras belgelenmesinde hızlı, ekonomik, erişilebilir ve tamamlayıcı bir dijital belgeleme çerçevesi sunmayı hedeflemektedir. Gelecek çalışmalarda bu iş akışının yapay zekâ destekli nokta bulutu segmentasyonu, otomatik yapı elemanı tanıma, model–nokta bulutu sapma analizi, AR/VR tabanlı dijital sergileme ve CBS ortamında ileri düzey GeoBIM entegrasyonu ile geliştirilmesi önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
The documentation, preservation, and transmission of cultural heritage structures to future generations are now addressed not only through traditional surveying, archiving, and physical preservation approaches, but also through digital technologies. Three-dimensional data collection, point cloud generation, georeferencing, digital twins, HBIM, and GeoBIM approaches offer significant opportunities for accurately recording the current state of historical structures, supporting restoration processes, creating digital archives, managing semantic information related to building components, and sustainably monitoring cultural heritage. In this context, mobile LiDAR, RTK GNSS, SLAM-based scanning systems, and point cloud processing tools are gaining increasing importance in cultural heritage documentation due to their low cost, portability, speed, and repeatability in data collection. However, the accuracy of data obtained with portable and low-cost systems, their transfer to a common coordinate system, their comparability with different data sources, and their transformation into usable geometric base maps in the HBIM modeling process are still areas of research requiring methodological development. The aim of this thesis is to investigate how point cloud data obtained with low-cost and portable mobile scanning systems can be integrated into the HBIM model generation process for cultural heritage structures by combining RTK GNSS-supported georeferencing, point cloud processing, format conversion, and Scan-to-BIM steps. The Zevkî Women's Primary School in Istanbul was selected as the case study; datasets obtained with viDoc RTK-supported iPad Pro, Realsee Galois M2, and XGRIDS Lixel L2 Pro systems were evaluated comparatively. These datasets were examined in terms of field data collection method, georeferencing strategy, point density, point spacing, format compatibility, software processing chain, contribution to the HBIM modeling process, and GeoBIM potential. Thus, rather than focusing on the performance of a single device, the study proposes a hybrid and controllable Scan-to-BIM workflow that brings together different data sources in a controlled manner. The methodology first involved a review of the theoretical and technical literature related to digital documentation of cultural heritage, mobile LiDAR, RTK GNSS, SLAM, HBIM, GeoBIM, and Scan-to-BIM processes. Subsequently, three different mobile data collection approaches were applied to the Sıbyan Mektebi (primary school). The viDoc RTK-enabled iPad Pro data was evaluated in terms of its capacity to produce directly georeferenced data thanks to its RTK GNSS integration and its high detail reading potential. The Realsee Galois M2 data was examined in terms of multi-position scanning, automatic alignment, HDR panorama support, surface continuity, and rapid output generation. The XGRIDS Lixel L2 Pro data was considered in terms of SLAM-based continuous walk scanning, wide-area continuity, loop closure strategy, and RTK/checkpoint-supported verification potential. The data obtained from these three systems were evaluated within a common reference logic and compared in terms of georeferencing, alignment, quality control, and HBIM modeling base map production. The resulting point clouds were evaluated using a multi-stage processing chain consisting of CloudCompare, ReCap Pro, PointCab, Undet, and Revit software. In the CloudCompare environment, the scale, coordinate system, global shift/scale, point density, and coarse alignment of the datasets were checked. ReCap Pro was used for converting point clouds to RCP/RCS formats and for coordinate/format preparation before transferring them to the Revit environment. PointCab was used to generate plan, section, drawing plane, and top view references from the point cloud. Undet contributed to the management of dense point cloud layers within Revit; Revit was used for creating parametric HBIM components, family/type information, chart generation, and as a modeling base. In this process, point cloud data were considered not only for visualization purposes but also as data bases that could be transferred to the HBIM process in terms of coordinate, format, geometry, and information management. The findings of the study indicate that a single mobile scanning system does not meet all the requirements in cultural heritage documentation; However, this study demonstrates that a more robust, flexible, and repeatable Scan-to-BIM workflow can be established by evaluating different data sources together in a controlled manner. The viDoc RTK-enabled iPad Pro produced a strong reference in terms of absolute positional accuracy, georeferencing, and reading facade details. The Realsee Galois M2 provided a complementary data source in terms of surface continuity, panorama-based color information, and visual interpretation. The XGRIDS Lixel L2 Pro added a third layer of evaluation to the method with its SLAM-based fast mobile scanning, wide-area continuity, and holistic geometry generation. However, it was observed that accuracy in all datasets depended not only on device capacity but also on field routing, checkpoint strategy, data cleaning, format conversion, coordinate checking, and pre-modeling quality assessment. In conclusion, this thesis demonstrates that low-cost mobile LiDAR, RTK GNSS, SLAM-based scanning, point cloud processing, and HBIM modeling processes can be considered together in the digital documentation of cultural heritage structures. The Sıbyan Mektebi example demonstrates that data bases suitable for HBIM and GeoBIM processes can be produced by integrating multiple data sources through georeferencing, alignment, format conversion, quality control, and modeling steps. The proposed approach aims not to directly replace traditional terrestrial laser scanning, but to offer a fast, economical, accessible, and complementary digital documentation framework for cultural heritage documentation. Future studies suggest that this workflow be further developed with AI-supported point cloud segmentation, automated structural element recognition, model-point cloud deviation analysis, AR/VR-based digital visualization, and advanced GeoBIM integration within a GIS environment.
Benzer Tezler
- Kültürel mirasın korunması ve sürdürülebilirliğine yönelik dijital kentsel bellek aktarım modeli
Digital urban memory transmission model for the conservation and sustainability of cultural heritage
İLKNUR ACAR ATA
- Kültürel miras yapılarının yeniden kullanımı üzerine bir değerlendirme: Kadıköy Süreyya Operası örneği
An evaluation on the reuse of cultural heritage buildings: The case of Kadıköy Süreyya Opera
NİLAY KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İç Mimari ve DekorasyonMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesiİç Mimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞENAY ÇABUK
- Cumhuriyet Dönemi endüstri yapılarının kültürel miras bağlamında incelenmesi: Antalya örneği
Period of the Republic of industrial buildings as cultural historical heritage consultation pattern of Antalya
ÖZLEM ERİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
MimarlıkSüleyman Demirel ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDIKA ÇETİN
- Endüstri yapılarının kültürel miras olarak irdelenmesi ve değerlendirilmesi: İzmir Liman Arkası örneği
Research and evaluation of the industrial buildings as a cultural heritage: A case study the Backyard of İzmir Port
EYLEM ŞİMŞEK
- Tarihi endüstri yapılarının dönüşümünün dayanıklılık ve kültürel miras değerine etkileri: Örnekler üzerinden bir değerlendirme
Impacts of adaptive reuse of historic industrial buildings on resilience and cultural heritage value: An evaluation through case studies
HAVVA FİDANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
MimarlıkGebze Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMİLE SANEM ERSİNE MASATLIOĞLU