Núcleos espaciados: algoritmo para la determinación de un eje medio a partir de multitrazas GNSS 3D

La Información Geográfica Voluntaria (IGV) supone un cambio radical en la obtención y disponibilidad de Información Geográfica. La aportación de millones de usuarios de esta información proporciona un volumen de datos que, usados de forma correcta, es una fuente de un gran valor. En este trabajo se presenta un proceso semiautomático que permite trabajar con este tipo de información, el algoritmo “Núcleos espaciados”. Este algoritmo permite la obtención de un eje medio a partir de un conjunto de multitrazas GNSS 3D tomadas sobre un tramo de carretera. La eficacia del algoritmo ha sido evaluada con un control de calidad posicional del eje obtenido mediante el método de control posicional por elementos lineales de las distancias medias.Esta investigación se ha realizado dentro del proyecto de investigación “Evaluación 3D de elementos lineales de información geográfica (E3DLING)” del Ministerio de Economía y competitividad (BIA2011-23271). Igualmente, se agradece a la Junta de Andalucía la financiación económica del Grupo de Investigación Ingeniería Cartográfica (PAIDI-TEP-164) desde 1997 hasta la fecha

Tratamiento de multitrazas GNSS 3D para la obtención de ejes medios

El uso de los sistemas de navegación se ha difundido mucho y la explotación de sus datos es compleja debido tanto al volumen como a su variabilidad. Este trabajo de revisión presenta una definición de los elementos (trazas) y un análisis de las fuentes de variabilidad, así como los criterios usuales de filtrado de los datos originales. Otro aspecto presentado son los atípicos, éstos se definen y clasifican para el caso de trazas GNSS. La obtención del eje medio se aborda en dos pasos, primero se presentan algoritmos que, a partir de dos polilíneas 3D permiten obtener una solución media y, posteriormente, se presentan otras opciones que permiten obtener una solución de eje medio a partir de un conjunto de trazas.Este trabajo se ha realizado dentro del proyecto de investigación “Evaluación 3D de elementos lineales de información geográfica” del Ministerio de Ciencia e Innovación (BIA2011-23271) cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional

Métricas para el control posicional 3D de bases geoespaciales mediante elementos lineales

El control posicional de los productos cartográficos ha venido realizándose a través de la comparación de una muestra de puntos del producto a controlar con los correspondientes puntos extraídos de una fuente de mayor exactitud. Estos métodos y estándares han incluido el cálculo de la exactitud posicional de la componente altimétrica, tanto de forma independiente, como dependiente del resto de componentes. Recientemente, han aparecido algunos trabajos que proponen la realización de este control posicional a través de un conjunto de líneas existentes en la cartografía utilizando como fuente de control las correspondientes líneas obtenidas de una fuente más exacta. Sin embargo, hasta el momento las métricas aplicadas en estos casos se han limitado a las componentes planimétricas. En este trabajo se propone la adaptación de una serie de métricas, planteadas para el control planimétrico, para la realización del control posicional tridimensional mediante elementos lineales. Estas métricas han sido aplicadas a un caso real confirmado los resultados la viabilidad de este tipo de control y de las métricas utilizadas.Este trabajo se ha realizado dentro del proyecto de investigación “Evaluación 3D de elementos lineales de información geográfica” del Ministerio de Ciencia e Innovación (BIA2011-23271)

De tumba a iglesia. Análisis arqueológico y arquitectónico del complejo funerario del Reino Antiguo (QH34h) y su transformación en iglesia cristiana bizantina en la necrópolis de Qubbet el Hawa (Asuán, Egipto)

The archaeological site of Qubbet el Hawa contains one of the largest necropolis in southern Egypt. At this burial site the governors and high officials of the southernmost province of Egypt were buried from the Late Old Kingdom to the Late 12th Dynasty. This study aims to analyze one of the largest funerary complexes (QH34h), belonging to the local governor Khunes, and other annexed tombs of his relatives. This large funerary complex, with a great funerary chapel, includes an ascending stairway and a monumental courtyard. It was built during the last part of the reign of Pepy II (2216-2153 BC). It underwent a set of architectural transformations throughout its history, including several collapses and, centuries later, it was chosen by a Coptic community to establish a Christian church and other monastic places. The main aim of the present paper is to analyze how the sacred space changed over time and the architectonic spaces were used with different purposes.El yacimiento arqueológico de Qubbet el-Hawa alberga una de las mayores necrópolis del sur de Egipto. En ella se enterraron los altos dignatarios y los nobles que gobernaron la provincia más meridional de Egipto desde el Reino Antiguo (al menos la VI dinastía) hasta el Reino Medio (Dinastía XII). Se han llegado a documentar más de 70 hipogeos, alguno de los cuales aún siguen sin ser investigados en profundidad. El trabajo que aquí presentamos trata de comprender uno de los complejos funerarios más grandes y antiguos de la necrópolis, compuesto por la tumba conocida como QH34h, que perteneció al gobernador Khunes y las tumbas anexas de sus familiares. Fue construido hacia el final del reinado de Pepy II (2216-2153 a. C.), sufrió una serie de transformaciones arquitectónicas a lo largo de su historia, derrumbes importantes y finalmente fue elegido por una comunidad monástica para establecer en él una iglesia cristiana en el siglo VI. El objetivo principal de este artículo es analizar cómo un espacio sagrado cambió a lo largo del tiempo y los diferentes espacios arquitectónicos fueron usados en diferentes propósitos

Geometrical study of Middle Kingdom funerary complexes in Qubbet el-Hawa (Aswan, Egypt) based on 3D models

Highlights: • A new methodology is presented to develop geometrical analysis of burial structures based on 3D models. • The methodology has been applied to three contiguous burial structures (hypogea), allowing the researchers to analyse some constructive aspects such as dimensions, proportions, orientations, flatness and inclinations. • Results have demonstrated the advanced skills achieved by ancient Egyptians in construction techniques. Abstract: This study describes the methodology developed and the main results obtained when analysing the geometrical behavior of three adjacent burial structures located in southern Egypt. The rock-cut tombs are composed of complex geometries such as halls, corridors, chambers and vertical shafts. Among other determining aspects, this complexity greatly conditioned the data acquisition and processing work. In this context, the main objective of this study was to develop a new methodology for obtaining geomatic products that support a complete geometrical analysis of the tombs. The researchers have used photogrammetric and laser scanning surveys to obtain accurate 3D models on a common reference system. The procedure used included obtaining several secondary products, such as several geometries (planes and cylinders) fitted from point clouds or plans and sections obtained from the 3D models. The geometric analysis has included several aspects: dimensions, proportions, orientations, wall flatness, inclinations, etc., and it is based on these products. The results obtained suggest and confirm several hypotheses about the constructive aspects of these hypogea based on a large amount of data, including the determination of a proportional canon used by the ancient Egyptians to plan and perform the excavation works of each funerary structure. The application of this methodology has demonstrated that this type of analysis is viable to unveil some important aspects of these structures and the constructive procedures carried out almost four millennia ago

Desarrollo de un entorno WEB para la autoevaluación de problemas topográficos, geodésicos y fotogramétricos

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos tras la implantación de una herramienta WEB para la realización y comprobación de los cálculos correspondientes a las prácticas en asignaturas de topografía y fotogrametría de la titulación de Ingeniería Técnica en Topografía. Dicha herramienta además de apoyar la docencia, facilita el proceso de autoevaluación de los alumnos

La doble orientación cardinal y solar (solsticial) en la planificación de los complejos funerarios del Reino Medio en Qubbet el-Hawa

The Qubbet el-Hawa necropolis, located on the west bank of the Nile, was the burial site chosen by the elite of Elephantine, from the Old Kingdom to the Middle Kingdom, and became one of the most important provincial cemeteries in the country. The hill affects the course of the River Nile and determines the disposition of the hypogea distributed between its two slopes (southeast and northeast). Therefore, the topography (and the river) determined the alignments of most of the tombs. During the Middle Kingdom, although only six large funerary complexes were built, there was a very significant change in the architecture of the necropolis in terms of the design of the burial chapels (which were planned as if they were a funerary temple), as well as the accuracy of the construction methods. In addition, they stand out because they were planned (and built) with a strongly symbolic double orientation, which is the subject of this study. The astronomical alignments of these funerary complexes, normally associated with royal temples and burials, appear to have been appropriated by the governors of Elephantine, lower-level officials, which has implications for our understanding of both Egyptian governance and Egyptian astronomy; undoubtedly, the architects had to possess knowledge of astronomy. The result is that these funerary complexes represent a clear example of “cultured” architecture carried out in a provincial cemetery. This article examines in detail the alignments of four of these funeral complexes: QH36, QH32, QH31 and QH33, building on the work of Belmonte and his collaborators in Qubbet el-Hawa, who are primarily responsible for increasing our data of Egyptian astronomical alignments.La necrópolis de Qubbet el-Hawa, situada en la orilla occidental del Nilo, fue el lugar de enterramiento elegido por la élite elefantina, desde el Reino Antiguo hasta el Reino Medio, convirtiéndose en uno de los cementerios provinciales más importantes del país. La colina condiciona el curso del río Nilo y determina la disposición de los hipogeos que se distribuyen entre sus dos vertientes (sureste y noreste), adaptándose a su topografía. Por tanto, la topografía (y el Nilo) determinaron las alineaciones de la mayoría de las tumbas. Durante el Reino Medio, aunque solo se construyeron seis grandes complejos funerarios, se produjo un cambio muy significativo en la arquitectura de la necrópolis tanto en el diseño de las capillas funerarias (planificadas como si fueran un templo funerario) como la exactitud de los métodos constructivos; además, destacan porque fueron planificados (y construidos) con una doble orientación cargada de fuerte carácter simbólico, que es el objeto de este estudio. Los alineamientos astronómicos de estos complejos funerarios, normalmente asociados con templos y tumbas reales, parecen haber sido apropiados por los gobernadores de Elefantina, funcionarios de nivel inferior, lo que nos dice algo interesante sobre el gobierno egipcio y la astronomía egipcia. Sin duda, sus arquitectos debían manejar los conocimientos que los antiguos egipcios tenían de astronomía. El resultado es que estos complejos funerarios representan un claro ejemplo de arquitectura “culta” realizada en un cementerio provincial. En este artículo se examinan en detalle las alineaciones de cuatro de estos complejos funerarios: QH36, QH32, QH31 y QH33, extendiendo en Qubbet el-Hawa el trabajo de Belmonte y sus colaboradores, los principales responsables de ampliar los datos de las alineaciones astronómicas egipcias

Estudio geométrico de piezas arqueológicas a partir de un modelo virtual 3D

[ES] Este trabajo presenta una metodología para la realización de estudios geométricos de piezas arqueológicas de pequeño tamaño mediante un modelo virtual tridimensional. Este modelo es obtenido mediante técnicas de captura con láser escáner, y permite obtener con gran precisión las medidas necesarias para el estudio de la pieza. La técnica aporta, entre otras ventajas, la oportunidad de realizar estas medidas en zonas no accesibles en un entorno real y elimina la consiguiente manipulación de la pieza, aspecto muy interesante para la conservación de la misma. La metodología propuesta se ha implementado en un caso real, un ídolo antropomorfo femenino de apenas 12 centímetros de altura. Los resultados obtenidos de las mediciones realizadas sobre el modelo de la pieza han permitido obtener importantes conclusiones.[EN] This paper describes the methodology for implementing geometric studies of little archaeological artefacts by mean of a 3D virtual model. This model is obtained through laser scanner 3D technology and allows us to obtain high accuracy measures in order to analyze the artefact. The method proposed gives the opportunity for performing these measures in inaccessible zones in the real object, and minimizing the manipulation of the artefact. This aspect is very interesting in order to guarantee its conservation. This methodology has been implemented to a real case: an anthropomorphic feminine idol of around 12 centimetres in length. The results obtained with the measuring of the model allow us to extract important conclusions.Este trabajo ha sido desarrollado en el marco del Proyecto IFOTEL (TIN-2009-09939) del Ministerio de Ciencia e Innovación y ha sido cofinanciado a través de fondos FEDER y del Grupo de Investigación TEP-213 (PAI Junta de Andalucía).Mozas Calvache, AT.; Pérez García, JL.; Barba Colmenero, V.; López Arenas, A. (2011). Estudio geométrico de piezas arqueológicas a partir de un modelo virtual 3D. Virtual Archaeology Review. 2(3):109-113. https://doi.org/10.4995/var.2011.4627OJS10911323ALSHAWABKEH, Yahya et al. (2004): "Integration of digital photogrammetry and laser scanning for Heritage documentation". Proceedings of the XXI ISPRS Congress, Commission V WG 4, Istanbul, Turkey pp. 6.BARBA, Vicente et al. (2010): Ciudad de la Justicia de Jaén. Excavaciones Arqueológicas. Consejería de Justicia y Administración Pública. Junta de Andalucía. Almería.BERALDIN, Jean Angelo et al. (2005): "Combining 3D Technologies for Cultural Heritage Interpretation and Entertainment." Videometrics VIII, SPIE, vol. 5665, pp. 108-118 http://dx.doi.org/10.1117/12.594226BOEHLER, Wolfgang et al. (2001): "The potential of non-contact close range laser scanners for cultural heritage recording", en Proceedings of the 18th International Symposium of CIPA, Potsdam Germany, pp. 8.CIOCI, Andrea et al. (2005): "Digital Three-Dimensional Modeling of Heritage by Frequency-Modulated Laser Radar: the case of Donatello's David", en The 6th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage, VAST (2005), pp. 8.DEVEAUA, Matthieu et al. (2005): "Strategy for the extraction of 3D architectural objects from laser and image data acquired from the same viewpoint", en International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences (Vol. XXXVI, Part 5/W17), Mestre- Venice, Italy, pp. 5.ESQUIVEL, Juan Antonio et al. (2007): "Geometrical 3D laser scanner model of a Chalcolithic vessel (Gor, Granada, Spain)", en Archeologia e calcolatori, nº 18, pp. 229-241.FONTANA, Raffaella et al. (2002): "Three-dimensional modelling of statues: the Minerva of Arezzo", en Journal of Cultural Heritage, Vol. 3, nº 4, pp. 325-331.PIRES, Hugo et al. (2006): "Close-range Laser Scanning Applied to Archaeological Artifacts Documentation. Virtual Reconstruction of an XVIth Century Ceramic Pot", en The 7th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage, VAST (2006), pp. 6.TEJADO, José María (2005): "Escaneado en 3D y prototipado de piezas arqueológicas: las nuevas tecnologías en el registro, conservación y difusión del Patrimonio Arqueológico", en Iberia: Revista de la Antigüedad, nº 8, pp. 135-160

Fotogrametría de bajo coste para la modelización de edificios históricos

[ES] En los últimos tiempos las metodologías y herramientas utilizadas para el estudio y la documentación del patrimonio histórico han sufrido un importante avance al disponer de un mayor abanico de posibilidades para abordar estas tareas. Sin embargo, algunas de estas nuevas posibilidades, tales como las estaciones fotogramétricas digitales o el sistema láser escáner, si bien facilitan y mejoran de manera importante los trabajos y productos obtenidos, tienen un coste bastante elevado, que en muchos casos no permiten su utilización. En este trabajo se presentan diferentes técnicas fotogramétricas de bajo coste, que permiten obtener productos con precisiones aceptables y muy interesantes para el estudio, la documentación y modelización de documentos históricos.[EN] In recent times the methodologies and tools used for study and documentation of cultural heritage has undergone remarkable progress, we have a wide range of possibilities to tackle these tasks. However, some of these new possibilities, such as digital photogrammetric stations or laser scanner system facilitate and significantly improve the work and obtained products but it has fairly high costs, which in many cases not allow its use. This paper shows different techniques of low cost photogrammetry to obtain very interesting products with an acceptable accuracy for the study, documentation and modeling of historical documents.Este trabajo ha sido desarrollado en el marco del Proyecto IFOTEL (TIN-2009-09939) del Ministerio de Ciencia e Innovación y ha sido cofinanciado a través de fondos FEDER y del Grupo de Investigación TEP-213 (PAI Junta de Andalucía)Pérez García, JL.; Mozas Calvache, AT.; Cardenal Escarcena, FJ.; López Arenas, A. (2011). Fotogrametría de bajo coste para la modelización de edificios históricos. Virtual Archaeology Review. 2(3):121-125. https://doi.org/10.4995/var.2011.4633OJS12112523ALMAGRO, Antonio (2008). La puerta califal del castillo de Gormaz. En Arqueología de la Arquitectura, nº 5, pp. 55-77.ALVAREZ GONZALEZ, Irantzu, et al. (2003): "Diferentes propuestas para la representación geométrica de edificios históricos", en Arqueología de la Arquitectura, nº 2, pp. 9-12.CÁMARA, Leandro y LATORRE, Pablo (2003). El modelo Analítico Tridimensional obtenido por fotogrametría. Descomposición, manipulación y aplicaciones en el campo de la restauración arquitectónica. En Arqueología de la Arquitectura, nº 2, pp. 87-96.EL-HAKIM, Sabry. et al. (2008): "Using Terrestrial Laser Scanning and Digital Images for 3D Modelling of the Erechtheion, Acropolis of Athens", projecto "Development of Geographic Information Systems at the Acropolis of Athens" Web: http://www.photogrammetry.ethz.ch/general/persons/fabio/DMACH08_acropolis.pdfGUIDI, Gabriele et al. (2008): "3D Modeling of Large and Complex Site Using Multi-sensor Integration and Mu lti-resolution Data" Roman Forum in Pompeii, Italy, en The 9th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage, VAST 2008. Web: http://www.photogrammetry.ethz.ch/general/persons/fabio/vast08_pompei.pdfLEROY, Thomas. (2006): "Le sauvetage des églises de Voskopoja (Albanie). La documentation métrique des fresques pour leur sauvegarde et leur restauration", en XYZ, nº 109, pp. 29-34.MAÑANA-BORRAZAS, Patricia et al. (2008): Una experiencia en la aplicación del Láser Escáner 3D a los procesos de documentación y análisis del Patrimonio Constructivo: Su aplicación a Santa Eulalia de Bóveda (Lugo) y San Fiz de Solovio (Santiago de Compostela), en Arqueología de la Arquitectura, nº5, pp. 15-32.MOZAS CALVACHE, Antonio y PEREZ GARCIA, Jose Luis (2008). "Estudio Fotogramétrico de la Torre del Homenaje de Torres de Albanchez. Jaén", en Mapping, nº 124, pp. 6-10

ANALYSIS OF WALLS AND PILLARS OF THE HYPOSTYLE HALL AT THE QH31 TOMB (ASWAN, EGYPT) BASED ON 3D MODELS

This study describes the methodology developed and the results obtained about the geometric behaviour of walls and pillars of one of the most prominent rock-cut funerary structures of the Middle Kingdom period located in the Necropolis of Qubbet el-Hawa. More specifically, we selected the hypostyle hall of the QH31 hypogeum, one of the greatest in the Necropolis, to apply this methodology. The main objective is related to obtaining geometrical aspects of walls and pillars in order to understand the constructive procedure carried out almost four millennia ago. The methodology was based on photogrammetric and TLS surveys that allowed us to obtain a complete combined 3D model of the structure, geometrically contrasted and with real texture. From this product we obtained a high density point cloud, where some planes were fitted considering the walls and pillars that defined the structure. These planes were characterized by their normal vectors, which were used to analyse several geometric aspects such as inclinations, parallelism and perpendicularity. As results, we have obtained important information about the level of accuracy of the constructive procedure carried out by the ancient Egyptians. In this sense, the values obtained allow us to suggest and confirm several hypotheses about the construction of this hypogeum. The proposed methodology has demonstrated its feasibility for determining these geometric aspects of funerary structures through the analysis of the fitted planes obtained from the 3D model