从大自然的Quabes中保留人类的过去

土木工程师持续寻求无损测量技术，可以有助于估计结构状况。来自Leica Geosystems的高清测量（HDS）或激光扫描实现了这种需求。

由加州大学伯克利分校结构实验室(专门从事结构全尺寸测试和数值分析的研究实验室)、宫本茂国际公司(美国地震和结构工程公司)、智能扫描解决方案、LLC(乌兹别克斯坦的3D扫描和建模服务提供商)和BNZ (Leica Geosystems在乌兹别克斯坦的代表)已经在乌兹别克斯坦丝绸之路沿线的文物古迹中部署了HDS现实管理技术。人们捕获了多个纪念碑，并对其进行了地震易感性分析。

开始：自然衰退的评估

作为众多遗产古迹的代表，乌兹别克斯坦撒马尔罕的regstan广场建筑群被选中。整个建筑群包括Ulugh Beg Madrasah(1417-1420年)、Sher-Dor Madrasah(1619-1636年)、Tilya-Kori Madrasah和清真寺(1646-1660年)，以及18世纪的Chorsu圆顶市场。

地震、极端的季节温度、建筑物的正常折旧以及18世纪和19世纪的经济危机，都使整个建筑群处于废墟状态。尖塔的结构维修和矫直工作于1923年和1932年进行;不过，近年亦进行了大型修复工程。

整个团队用徕卡扫描台从70多个站点进行扫描。除了整体中所有纪念物的整体尺寸外，扫描还捕获了纪念物的所有细节:瓷砖的形状和尺寸、它们在纪念物中的整体位置、任何缺陷以及门户和立面的整体几何形状。为了在点密度上达到这种程度的细节，所有的扫描都以2mm × 2mm的密度进行。

扫描数据产生了非常有价值的结果，以便在其中亚洲地震 - 易一地区​​的纪念碑的进一步恢复策略中使用的最有价值的结果。在从点云中产生有限元模型，Leica Cyclone软件用于具有复杂几何形状的表面。

“随着ScanStation实现超高扫描速度的能力，我们能够快速收集彻底调查纪念碑所需的数据，”智能扫描解决方案首席执行官Liliya Myagkova说。“和强热带风暴简单注册使团队能够处理快速分析的点云。“

其中一个倾斜的尖塔的点云为有关结构倾斜度的问题提供了答案。根据对点云的分析，估计倾角为4.6%。尖塔原来的锥度估计为2.3%。

新的探险和激光扫描监测

激光扫描考察队扩展到新的城市。大量的历史建筑包括乌兹别克斯坦的许多城市:布哈拉、Shakhrisybaz和塔什干。除此之外，还扫描了撒马尔罕更多的历史建筑。

Shakhrisyabz位于乌兹别克斯坦南部，距离撒马尔罕南部约80公里。它曾经是中亚的一个主要城市，今天主要被认为是14世纪土库曼-蒙古征服者帖木儿的出生地。扫描的遗迹，Kuk Gumbaz(蓝色圆顶)清真寺，是帖木尔王朝时代的遗迹，被列入联合国教科文组织世界遗产名录。这座纪念碑建于1437年，几个世纪以来经历了几次修复和加固工作。

从13个站点扫描了这座历史遗迹徕卡ScanStation C10。在最终注册中使用的所有扫描，数据注册都在旋风内进行，并且错误不超过3 mm。纪念碑从主厅内部的外部扫描，以及在门户网站和主要结构之间具有大裂缝的楼梯内部。

“随着乌兹别克斯坦的极端大陆气候，研究团队需要确保它可以依赖仪器。由于C10在-20到+50摄氏度的任何地方的温度下工作，它是这个项目的理想选择，“BNZ总监Brian Quigley说。“完整的360°x 270°视野也确保了扫描纪念碑的复杂表面将捕获所有功能，并使研究人员更简单。”

纪念碑的点云被调查用于异常。研究主要门户网站，以从穿过两个码头的底部的垂直平面倾斜。门户网站的倾向从南到北增加，顶角最大差分位移0.6米。为了确保门户的这种倾斜度没有进展，建议进行激光扫描的周期性监测。它还建议继续进行激光目标以提高监测的准确性。永久安装的目标在不同时间收集的点云之间提供一致的比较。

有限元模型的几何形状由点云生成。所有主要的缺陷和现有的加强都包含在模型的几何形状中。数值模拟和后续分析在专业软件SAP2000中进行。

由于砌体墙的材料特性有很大的变异性，因此对从现场回收的一块砖进行了材料测试。材料属性被用于软件中进行精确建模。

在不同的时间扫描尖塔检查倾斜是否随时间进展。第一次扫描由此进行ScanStation C10第二点云由p系列ScanStation采集。第一次扫描记录到气旋的第二次扫描。在每个高度上，倾角被估计为一个具有方向性和值的矢量。后者的结果利用了高清晰度激光扫描的主要优点，可以捕捉到表面的多个点，不能通过其他方法获得。

未来的研究获得更多保护

乌兹别克斯坦当局赢得了遗产建筑的乌兹别克斯坦当局的兴趣和合作。这提供了沿着乌兹别克斯坦的活跃地震区扫描撒马尔罕，布哈拉，塔什干和谢赫里萨兹的额外遗产扫描的权限。

通过HDS扫描与材料测试相结合，生产出了先进的校准模型，包括砖的性能、当前条件和以前的结构加固。目前正在制定长期监测的策略，并根据研究数据提供保护建议，包括对一个具有多重结构问题的活跃清真寺的阻尼装置的调查。

“激光扫描帮助我们捕捉历史文物的结构异常，这样我们就可以帮助为后代保护它们，”宫本茂国际地震工程部经理Amir Gilani说。“如果没有这种先进的技术，将很难获得精确到几毫米的历史建筑几何形状，这对结构分析至关重要。”

为了承认团队的努力和收集数据的价值，点云被接受到Cyark 500挑战数据库，这是对目录和归档濒危文化遗产的国际努力。