Integrating a scale transition system into the scan-to-HBIM process
Taramadan tarihi yapı bilgi modeline geçişte ölçekler arası ilişkilerin bütünleştirilmesi
- Tez No: 810052
- Danışmanlar: PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilişim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Tarihi Bina Bilgi Modellemesi (HBIM), tarihi binaları belgelemek, analiz etmek ve yönetmek için önemli bir araç olarak ortaya çıkmıştır. HBIM, tarihi binaların fiziksel, geometrik ve anlamsal bilgilerini temsil eden dijital modellerin oluşturulmasını içerir ve araştırmacıların, mimarların ve mühendislerin bu yapıları ayrıntılı olarak keşfetmelerine ve incelemelerine olanak tanır. Farklı detay seviyelerine göre yapının kütle modeli biçiminde tasarımı ve mekanların bu kütleye yerleşiminden, uygulama detayı ölçeğine kadar bilgileri bünyesinde barındırır. Günümüz yapılarından farklı olarak tarihi yapıların bina bilgi modellemesi varolan yapının yapılan alan çalışmasından elde edilen dokümanlar aracılığıyla araştırılması, yerinde incelenmesi, ölçümler yapılması ve yapılacak olan çizimlere referans olması açısından gerekli olduğu koşullarda farklı ekipmanlar ile taranması işlemlerini içerir. Selçuklu Mimarisi, Türkiye'deki tarihi mimarinin en önemli örneklerinden biridir ve gerek mühendislik gerekse estetik açıdan hem yerli ve yabancı araştırmacıların hem de mimarların ilgisini çekmiştir. Selçuklu mimari eserlerinde hem iç hem de dış mekanda süsleme yapı birimleri önemli yer teşkil etmektedir. Dış mekanda çoğunlukla farklı özelliklerdeki taş malzemelerin oyma ve yontma yöntemleri kullanılarak işlenmesiyle öne çıkan süslemeler, iç mekanlarda tuğla ve çini yapı malzemelerinin anlamlı örüntüler oluşturmasıyla ortaya çıkmaktadır. Bu tez, Konya ve Kayseri'de önemli ve çok sayıda örnekleri bulunan Türkiye'deki Selçuklu Mimari yapıları için HBIM'de bir ölçekler arası geçiş sisteminin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Bahsedilen sistem, geliştirilmesi aşamasında makine öğrenmesi için önemli bir adım olan etiketleme ve nokta bulutu segmentasyonu konusunda da yeni öneriler getirmiştir. Araştırmanın amacı, bu yapıların iç mekanlarındaki süsleme detaylarını yakalamak ve bunları HBIM modellerinde farklı detay seviyelerinde temsil etmek için kapsamlı bir yaklaşım sağlamaktır. Araştırma, fotogrametri modeli oluşturma ve ölçekler arası geçiş sistemi geliştirme olmak üzere iki ana araştırma ve geliştirme adımlarından oluşmaktadır. Birinci adımda Konya ve Kayseri Selçuklu Mimarisi örneklerinin fotogrametri modelleri oluşturulmuş ve tuğladan yapılmış iç mekan süslemeleri ayrıştırmak için bir filtreleme yöntemi geliştirilmiştir. Araştırma kapsamında incelenen örnek yapılar çoğunlukla kubbe iç yüzeyleri üzerindeki tuğla örüntüler ve düz duvarlarda yer alan süslemelerdir. Çalışma sonucunda elde edilen üç boyutlu modeller, süsleme detaylarının inceliklerini anlamak ve bunları HBIM'de temsil edecek sistematik bir yaklaşım geliştirmek için kullanılmıştır. İkinci adımda, HBIM modellerinde farklı detay seviyelerini temsil etmek için Rhinoceros/Grasshopper yazılımı kullanılarak bir ölçekler arası geçiş sistemi geliştirilmiştir. Önerilen sistemde geleneksel olarak BIM ortamında kullanılan ölçek sistemine ek olarak bir adet soyut model ve bir adet süsleme detaylarının ve bu süslemeleri oluşturan örüntüler hakkında bilgilerin de olduğu bir model bulunmaktadır. Bunun yanısıra sistem, Konya ve Kayseri'deki Selçuklu Mimarisi örneklerinin kütle modelinden yapısal bilgi içeren detaylı bir modele kadar farklı ölçeklerde temsil edilmesini sağlar. Rhinoceros/Grasshopper yazılımında geliştirilen komut dosyası, ideal bir iş akışı oluşturmak için BIM yazılımı olan Revit ile entegre bir biçimde çalışmak üzere düzenlenmiştir. Araştırmanın ilk adımında oluşturulan fotogrametri modelleri, Konya ve Kayseri Selçuklu Mimarisi örneklerinin süsleme detaylarındaki birim ölçeğinde var olan yapı birimlerini ayrıştırmış ve bu süreçte tuğladan yapılan iç mekan süslemeleri için geliştirilen filtreleme yöntemi etkili olmuştur. Tez kapsamında incelenen yapıların farklı şekillerde ve ölçeklerde tuğla örüntülere sahip olmaları göz önünde bulundurulmuş, İnce Minareli Medrese'nin ana kubbesi, Sâhib Atâ Külliyesi'nin ana kubbesi ve Sırçalı Medrese içerisinde bulunan pano incelenmiştir. Bu örneklerin seçilmesinde farklı restorasyon uygulamalarından geçmiş olmaları, büyüklükleri, geometrik özellikleri göz önünde bulundurulmuş ve çalışılan örnekler arasında çeşitlilik sağlanmıştır. İlk adımda önerilen nokta bulutu filtreleme yöntemi, makine öğrenmesinde gerekli olan eğitim veri setinin etiketlenmesi işlemini hızlandırmak ve kolaylaştırmak için üretilmiştir. Etiketleme işlemindeki verimliliğe olan katkısının ardından üretilen veriler yapıların iç yüzeylerinde bulunan örüntüleri oluşturan tuğlaların segmentasyonu ve modellenmesi için de kullanılmıştır. Renk verisinde bulunan tuğla birimleri arasından farklılık dikkate alınarak oluşturulan filtreleme işlemi, nokta bulutunu oluşturmadan önce etiketleme işlemini yapmayı önermektedir. Bu adımda incelenen yapılarda da çok açık bir biçimde göze çarpan renk farklılığı bulunan örnekler için hızlı ve verimli bir yöntem önerilmiştir. Araştırmanın ikinci adımında geliştirilen ölçekler arası geçiş sistemi, Konya ve Kayseri'deki Selçuklu Mimarisi örneklerinin farklı detay düzeylerinde temsil edilmesi için kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır. Sistem, Konya ve Kayseri'deki tarihi Selçuklu Mimari yapılarının kütle modelinden başlayarak yapısal bilgi içeren detaylı ve dokulu modele kadar farklı ölçeklerde dijital ortama aktararak temsil edilmesini sağlamanın etmenin yanısıra yapı hakkında genel bilgi ve görsel sağlayan bir soyut model ve örüntü düzeyinde bilgileri de içeren ekstra bir ölçek katmanı sunmaktadır. İlk detay seviyesinde önerilen soyut model, yapının basitleştirilmiş ve önemli yapı birimlerini içeren bir üç boyutlu dijital modeli oluşturmaktadır. Bu model aynı zamanda barındırdığı yapısal elemanlarla ilgili bilgileri yazılı olarak da aktarmaktadır. İncelenen tarihi yapılar göz önünde bulundurulduğunda bu yapı birimleri, açıklıkların tipi, geçiş elemanlarının özellikleri, kubbeye geçişi sağlayan kasnak ve kubbenin yapısal özellikleri gibi bilgileri içermektedir. Belgelenen yapıyı dijital olarak incelemek isteyen araştırmacı ya da kullanıcı ilk olarak basitleştirilmiş bu modeli ve bilgi katmanını gördükten sonra doğrudan yapıdan elde edilen veri ile üretilen kütle modelini görecektir. Önerilen ikinci detay seviyesi ise yapının iç mekanındaki örüntü detaylarını gösteren bir adım olacak biçimde geliştirilmiştir. Bu adım yalnızca görsel olarak bu desenleri görüntülemekle kalmayıp aynı zamanda birim ölçeğinde bilgiler de içermektedir. Bu bilgiler, yapıdaki aynı tip örüntünün ne kadar tekrar ettiği, örüntüyü kaç adet tuğla birimin oluşturduğu, ideal koşullarda kaç adet tuğla ile oluşturulması gerekirken kaç adet birimin mevcut örnekte eksik olduğu ve örüntüyü oluşturan birimlerin yapısal özellikleri gibi detayları barındırmaktadır. Rhinoceros/Grasshopper yazılımında geliştirilen sistemde, BIM yazılımı olan Revit ile entegre edilerek kesintisiz bir iş akışı oluşturulmuştur. Önerilen sistemde nokta bulutunun doğrudan kullanımına özen gösterilmiş, üç boyutlu yüzeyler ve objeler Rhinoceros ve Grasshopper ortamında, yapısal detaylar ise eklentiler aracılığıyla BIM ortamında sağlanmıştır. Araştırma sonuçları, fotogrametrinin tarihi yapıların süsleme detaylarını yakalamadaki etkinliğini ve bunları HBIM modellerinde temsil etmek için sistematik bir yaklaşım geliştirmenin önemini göstermektedir. Geleneksel rölöve ve restorasyon işlemlerinde fotogrametrinin ve nokta bulutunun kullanım alanlarından farklı olarak bu verinin doğrudan kullanılabilirliğine vurgu yapılmıştır. Bu araştırmada geliştirilen ölçekler arası geçiş sistemi, Konya ve Kayseri'de bulunan tarihi Selçuklu Mimarisi yapılarının farklı detay düzeylerinde temsil edilmesi için kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır. Sistem, tarihi mimariyi incelemekle ilgilenen araştırmacılar ve mimarlar için bir model sağlamakta ve aynı yapılarda fakat farklı alanlarla çalışmalar yapanlar için de bir kütüphanenin başlangıcını oluşturmaktadır. Yapılar hakkında genel ve örüntü düzeyinde detaylı bilgiler içeren model, yapıların henüz araştırılıp belgelenmemiş ve dijital olarak üç boyutlu bir veriye sahip olunmayan kısımlarının işlenmesine hazır hale getirilmiştir. Bu tez, tarihi yapıların örüntü detaylarının dijital olarak belgelenmesi ve temsil edilmesi için kapsamlı bir yaklaşım sağlamakta ve HBIM modellerinde farklı detay seviyelerinin temsilini sağlayan bir ölçekler arası geçiş sistemi geliştirerek HBIM alanına katkıda bulunmaktadır. Araştırma, tarihi yapıların süsleme detaylarını ortaya çıkarmak için fotogrametrinin etkinliğini ve bunları HBIM modellerinde temsil etmek için sistematik bir yaklaşım geliştirmenin önemini göstermiştir. Bu araştırmada geliştirilen ölçekler arası geçiş sistemi, Selçuklu Mimarisi özelliklerini taşıyan yapılar üzerinde tasarlanan bir yöntem ile benzer yapıları ve benzer araştırma çıktılarını temsil etmek için bir çerçeve ve aynı zamanda gelecek çalışmaların biriktirilerek tüm araştırmacıların erişimine açık halde bulunabilmesi için bir üç boyutlu dijital model ve BIM kütüphanesi olma özelliği sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Historic Building Information Modelling (HBIM) has emerged as an important tool for documenting, analyzing, and managing historic buildings. HBIM involves the creation of digital models that represent the physical, geometric, and semantic information of historic buildings, enabling researchers, architects, and engineers to explore and study these structures in detail. Seljuk Architecture is a significant example of historic architecture in Türkiye, and its ornamental details have been of great interest to researchers and architects alike. This thesis focuses on the development of a scale transition system in HBIM for Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri, Türkiye. The aim is to provide a comprehensive approach to capture the ornamental details of the interiors of these structures and to represent them in different levels of detail in HBIM models. The research consists of two main parts: photogrammetry modelling and scale transition system development. In the first part, photogrammetry models of the Seljuk Architecture examples with brick patterns in their interior surfaces of domes and plain walls in Konya and Kayseri were created, and a filtering method was developed to extract the interior ornaments made out of bricks. The resulting models were used to understand the ornamental details' intricacies and develop a systematic approach to represent them in HBIM. In the second part, a scale transition system was developed using Rhinoceros/Grasshopper software to represent the different levels of detail in HBIM models. The system enables the representation of Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri at different scales, from a mass model to a detailed and textured model with structural information. The script developed in Rhinoceros/Grasshopper software was integrated with the BIM software Revit to create a seamless workflow. The photogrammetry models created in the first part of the research revealed the intricacies of the ornamental details of Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri, and the filtering method developed for interior ornaments made out of bricks proved effective. The scale transition system developed in the second part of the research provides a comprehensive framework for representing Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri in different levels of detail. The system enables the representation of Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri at different scales, from a mass model to a detailed and textured model with structural information. The script developed in Rhinoceros/Grasshopper software was successfully integrated with the BIM software Revit, creating a seamless workflow. The research results demonstrate the effectiveness of photogrammetry in capturing historic structures' ornamental details and the importance of developing a systematic approach to represent them in HBIM models. The scale transition system developed in this research provides a comprehensive framework for representing Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri in different levels of detail. The system can represent other historic structures with intricate ornamental details, providing a model for researchers and architects interested in studying historic architecture. This thesis contributes to the field of HBIM by providing a comprehensive approach to capturing and representing the ornamental details of historic structures and by developing a scale transition system that enables the representation of different levels of detail in HBIM models. The research has demonstrated the effectiveness of photogrammetry for capturing the ornamental details of historic structures and the importance of developing a systematic approach to represent them in HBIM models. The scale transition system developed in this research provides a framework for representing Seljuk Architecture examples.
Benzer Tezler
- Pazarlama stratejileri açısından Omnichannel'in önemi ve bir araştırma
The importance of Omnichannel in terms of marketing strategies and a research
FURKAN ERSOY
- Hibrit araçların bileşenlerinin tasarımı, modellenmesi ve güç yönetim stratejisinin belirlenmesi
Design, modeling and determination of power management strategy of hybrid vehicle components
MURAT FERHAT DOĞDU
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER ATİLLA REYHANCAN
- Euro değerindeki değişmelerin Türkiye ekonomisine yansımalarının Avrupa Birliği'ne tam üyelik perspektifinde değerlendirilmesi
The evaluation of reflections of changes in the value of euro on the Turkish economy from the perspective of European Union membership
ÇAĞDAŞ CENGİZ
- Ulusal eğitim programından Uluslararası Bakalorya (IB) Eğitim Programına geçişte yöneticilerin liderlik zorlukları
Leadership challenges in transition from national educational programme (Non-IB) to international baccalaureate (IB) educational programme
BURCU ORAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Eğitim ve ÖğretimMaltepe ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞAHİN ÇETİN
- Avrupa'daki depozito yönetim sistemi uygulamalarının incelenmesi ve zorunlu depozito yönetim sisteminin Türkiye'de uygulanmasına yönelik öneriler
Examination of deposit management system applications in Europe and suggestions for the implementation of mandatory deposit management system in Türkiye
AYBİKE MISIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN