Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Hochschule Mainz - University of Applied Sciences

Geometrische Erfassung der Oberflächendegradation an einem römischen Sarkophag in Trier

Den messtechnischen Untersuchungen an der Klosterruine Limburg a.d.H. bei Bad Dürkheim in 2007 nachfolgend, wurden ab 2008 weitere Untersuchungsobjekte ausgewählt, die in geometrischer und radiometrischer Weise zu dokumentieren waren. Darunter fällt ein ein römischer Sarkophag in Trier (Benediktinerabtei St. Matthias).
Motivation und Ziele: 
Nachdem ein Pilotprojekte zur Untersuchung der Verwendbarkeit aktueller 3D-Messtechnik zu Zwecken des Monitorings historischer Steinoberflächen erfolgreich abgeschlossen wurde (Einsatz moderner Messtechnik für die präzise dimensionelle Überwachung von Gesteinsoberflächen), konnten weitere herausragende Objekte im Rahmen einer Anschlussfinanzierung vermessen und über mehrere Messepochen hinweg dokumentiert werden. Dazu zählt ein Sarkophag in Trier, bei dem mit einem größeren Flächenabtrag zu rechnen war, da der Standort durch stärkere, feuchte Luftströme problematisch ist und zu größerer Oberflächenerosion an der Oberfläche führt. Zum Einsatz kamen neben modernem photogrammetrischem Equipment hochaktuelle Scanningverfahren für den Nahbereich mit Objektauflösungen und -genauigkeiten von unter 0,1 mm.
Aktivitäten: 

In Trier wurden an einer speziellen Testfläche (am Sarkophag), mit Hilfe der Streifenprojektionstechnik (GOM Atos III), zeitliche geometrische Veränderungen bzw. Verwitterungen des Farbauftrages auf dem Sandstein untersucht. Mit einer Objektauflösung von 0,25 mm und der Anwendung spezieller Referenzmarken ist die Erfassung eines 0,5 m²  großen Bereiches der Sarkophagoberfläche, zu vier unterschiedlichen Epochen, realisiert worden. Speziell zu den Referenzmarken ist zu erwähnen, dass mit der verwendeten Befestigungsmethode keine Stabilität über diesen langen Zeitraum gewährleistet werden kann. Des Weiteren hat sich der größte Teil dieser Referenzmarken vom Objekt gelöst, sodass die Referenzierung über stabile Geometriebereiche am Rand erfolgte. Für weitere Messungen an diesem Objekt müssen Überlegungen bezüglich dieses Umstandes erfolgen. Aus den vier Messepochen resultieren vier Oberflächen beschreibende 3D Modelle, die im Vergleich zueinander die zeitlichen Veränderungen visuell dokumentieren. Der dargestellte zeitliche Abstand der Aufnahmen beträgt jeweils ein Jahr. Die Farbgebung der 3D-Abweichungen in Abb. 3 ist wie folgt zu verstehen:

Blaue Bereiche kennzeichnen darin Flächen des Abtrags, wohingegen rötliche Bereiche aufquellende Regionen beschreiben. Die grün hinterlegten Flächen stellen stabile Regionen dar, bei denen Veränderungen unterhalb der Messgenauigkeit (0,05/0,10 mm) liegen und nicht nachweisbar sind. Dies ist nachfolgend in den Abbildungen 2 und 4 dargestellt.

 

Ergebnisse: 

Um den Workflow auf ein OpenSource Werkzeug zu beschränken, ist eine Auswertung der 3D-Daten auf Basis von QGis erfolgt. Zum einen konnten alle 3D-Modelle der einzelnen Messepochen in Form von 2,5D-Darstellungen integriert werden, die dann als Grundlage für unterschiedliche Differenzdarstellungen zwischen den Epochen dienten. Zum anderen lassen sich aus diesen Differenzdarstellungen sehr einfach Profile der Abweichungen und Flächeninhalte bestimmter Abweichungsgrößen ermitteln.

Eckdaten

Zeitraum:     01.01.2008 - 31.12.2012
  • – Dr. Karin Kraus (IFS)
Kooperation:
  • – Institut für Steinkonservierung e.V. (ifS), Mainz
  • – LE2I, Laboratoire d’Electronique, Informatique et Image, Université Burgundy
Titelbild:
  • Falschfarbenabbildung zur Visualisierung von geometrischen Veränderungen zwischen unterschiedlichen Zeitpunkten
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