Šiandieniniam miesto veidui nuolat kintant dėl naujai statomų dangoraižių, įkuriamų gyvenamųjų rajonų ir tiesiamos infrastruktūros, šiuo atžvilgiu itin jautrūs senamiesčiai reikalauja ypatingo dėmesio ir stebėsenos. Būtent senamiesčių kaitą ir su tuo susijusias problemas savo projekte „Urbanizuotų vietovių paveldo automatinis monitoringas panaudojant 3D vaizdo technologijas” bando spręsti Vilniaus universiteto mokslininkai. Apie pagrindinius projekto tikslus ir pasiektus rezultatus kalbėjomės su Vilniaus universiteto Komunikacijos fakulteto atstovais profesoriumi Rimvydu Laužiku ir daktaru Tadu Žižiūnu.

Projekto temą padiktavo paveldo priežiūros problemos

Mokslininkų teigimu, vykdyti tokio pobūdžio projektą paskatino urbanistinio paveldo priežiūros problemos, su kuriomis susiduria daugelis pasaulio šalių.

„Šiandien istoriniai miestai dažnai tampa svarbiais šiuolaikiniais centrais, o tai reiškia, kad jie intensyviai plėtojami: kuriama infrastruktūra, statomi gyvenamieji, biurų pastatai, parduotuvės, istoriniai pastatai pritaikomi šiuolaikiniams poreikiams. Urbanistinei plėtrai vykstant didelėse erdvėse, fiksuoti pokyčius yra sudėtinga“, – pasakoja prof. R. Laužikas.

Kalbėdamas apie projekto idėjos genezę, prof. R. Laužikas prisiminė dar 2012 m. vykdytą Dubingių mikroregiono tyrimų projektą (vad. prof. dr. Albinas Kuncevičius): „Projekte trimatį skenavimą naudojome ne tik fiksuodami, bet ir kūrėme įrankį, kuris atliktų automatinę archeologijos paveldo objektų paiešką trimačiame Lietuvos paviršiaus vaizde.“

Kultūros paveldo objekto Vilniuje 2D ir 3D nuotraukų duomenų pavyzdžiai

Archeologijoje pritaikytą technologiją buvo bandoma pasitelkti ir urbanistikoje. 2014 m. prisijungus doktorantui Tadui Žižiūnui ir UAB „Terra Modus“, vykdydami nedidelį bandomąjį projektą mokslininkai siekė nustatyti, ar idėja fiksuoti urbanistinius pokyčius yra įgyvendinama.

„Atlikome pirmuosius bandymus naudodami AutoCAD programą ir jie buvo sėkmingi. Tai paskatino ieškoti finansavimo šiai idėjai realizuoti, tik jau konceptualiai ir kokybiškai kitu lygiu – kaip savarankiškos, dirbtinio intelekto technologijomis grįstos sistemos“, – teigia prof. R. Laužikas.

Tarpdiscipliniškumas – pagrindinis projekto variklis

Pasakodamas apie projekto įgyvendinimą, prof. R. Laužikas išskyrė įvairiapusės ekspertų komandos svarbą.

„Projektą kūrėme su kitais komandos nariais, daugiausia – dr. Tadu Žižiūnu, taip pat dr. Dariumi Amilevičiumi, prof dr. Albinu Kuncevičiumi, dokt. Ramūnu Šmigelsku. Tarpsdiscipliniškumas yra esminis projekto elementas. Tokių sudėtingų problemų, kurios nagrinėjamos projekte, neįmanoma spręsti pasitelkiant tik vienos krypties mokslų metodologiją. Komandoje turime aukščiausio lygmens paveldosaugos specialistus, informacinių technologijų specialistus (dirbtinio intelekto, programuotojus), technologijų taikymą tyrinėjančius mokslininkus“, – sako profesorius.

3D lazerinis skenavimas – naujas požiūris į senamiesčių monitoringą

Pasakodamas apie 3D lazerinį skenavimą, dr. T. Žižiūnas pabrėžė, kad trimatis fizinės realybės fiksavimas prasidėjo dar praėjusio amžiaus 7–8 dešimtmetyje ir šiandien yra labai plačiai taikomas.

„Priklausomai nuo sprendžiamos problemos pasirenkamas 3D fiksavimo metodas. Pavyzdžiui, jeigu siekiama sukurti skaitmeninius objekto – lėktuvo sparno – brėžinius ir vėliau juos naudoti prototipavimui, tobulinimui, 3D spausdinimui, geometrijos kokybės ir kitiems tyrimams, pasirenkamas tiksliausias lazerinis skenavimo metodas. Juo dažniausiai gaunamas itin aukštos kokybės taškų debesis, kuris įvardytose srityse dažnai būna be spalvinės informacijos, nes tai nėra esminė užduotis. Kita vertus, jei norima sukurti muziejui žaidimą ar papildytos realybės projektą, tam reikia kuo pigesnės ir tikroviškiau atrodančios 3D medžiagos“, – paaiškina dr. T. Žižiūnas.

Šio projekto tikslams įgyvendinti reikalingas ne spalvotas tikroviškas trimatis vaizdas, o kiek įmanoma tikslesnė geometrija ir tos užfiksuotos geometrijos lokalizacija (GIS technologijos).

„Šiuo atveju dažniausiai naudojame lazerinį skenavimą, o ten, kur galima, pasitelkiame hibridinius technologijų taikymo sprendimus. Pavyzdžiui, skenuoti senamiesčio pastatų stogus daug patogiau, greičiau ir pigiau panaudojant bepilotes skraidykles (fotogrametrijos metodą), o fasadų ir kiemų sudėtingus ir sunkiai kitais metodais prieinamus taškus fiksuojame portabiliais 3D skeneriais“, – pasakoja mokslininkas.

2019 m. vasarą vykdytų pirminių skenavimų ir fotogrametrinių matavimų tinklas

Projekto tikslas – senamiesčio pokyčius fiksuojanti programa

Dr. T. Žižiūno teigimu, kokybiškai urbanistinių vietovių apsaugai labai svarbi kuo tikslesnė tų vietovių stebėsena: „Mūsų komandos nuomone, tiksliausia stebėsena įmanoma tik pasitelkiant skaitmenines technologijas, kurios leidžia gauti patikimus, tikslius, detalius duomenis. Šis metodas daug pranašesnis už iki šiol plačiai naudotas aprašymo formas, kurias užpildo specialistai, dažniausiai besiremiantys vizualine apžiūra“, – teigia dr. T. Žižiūnas.

Prof. R. Laužiko teigimu, 3D lazerinis skenavimas padeda spręsti problemas, kylančias iš senamiesčių išsaugojimo ir miestų plėtros konflikto.

„Senamiesčių tvarkyba apima keletą sudėtingų, laikui ir finansams imlių procesų, o paveldo ir šiuolaikinės miestų plėtros sankirtoje gausu įvairių nevaldomų kaitos veiksnių: miestų infrastruktūros plėtra, pastatų pritaikymas šių laikų poreikiams, turizmo paslaugų plėtra ir kt. Paveldo priežiūros ir tvarkybos institucijos su turimais resursais ir technologijomis negali nuolat stebėti kintančio urbanistinio paveldo, tad reikalingi kitokie, inovatyvūs technologiniai sprendimai“, – sako mokslininkas.

Pagrindinis projekto tikslas – sukurti urbanistinio paveldo efektyvaus ir sistemiško monitoringo inovatyvius metodus, metodikas bei programinę įrangą, vykdančią automatinį monitoringą ir jo duomenų analizę, panaudojant 3D vaizdo skenavimo ir dirbtinio intelekto technologijas.

„Projektas dar nebaigtas. Galutinis jo rezultatas bus sukurta atvirojo kodo programinė įranga, pasitelkus dirbtinį intelektą lyginanti skirtingų laikotarpių senamiesčių 3D vaizdus ir randanti pokyčius“, – teigia prof. R. Laužikas.

Sukurtas produktas bus aktualus visos Europos specialistams

Mokslininkai pabrėžia, kad jų kuriamo produkto panaudojimo galimybės labai plačios. Šis produktas galėtų dominti Europos senamiesčius prižiūrinčias valstybės ir tarptautines organizacijas.

„Mūsų kuriami sprendimai neapsiriboja tik Lietuvos urbanistikos fiksavimu. Sistemą papildomai apmokius, atsižvelgiant į vietos architektūros specifiką, galima atpažinti specifinius, kitų šalių senamiesčiams būdingus architektūros objektus“, – teigia prof. R. Laužikas.

Dr. T. Žižiūnas priduria, kad tokia investicija į turto apskaitos tobulinimą naudinga tiek kultūriškai, išsaugojant paveldą, tiek ekonomiškai.

„Mūsų kuriamą produktą galėtų naudoti visos šalys, kurių miestų senamiesčiai beveik visada yra labiausiai paveldosauginiu, urbanistiniu požiūriu besikeičiančios sistemos, turinčios ne tik turistus pritraukiančias kultūrinę, edukacinę ar meninę vertes. Ne mažiau svarbūs ir ekonominiai faktoriai, susiję su senamiesčiuose esančiu prestižiniu nekilnojamuoju turtu, reprezentaciniais pastatais ir vietomis, kur nuolat verda kultūrinis gyvenimas“, – sako mokslininkas.