Tulou'nun Çok Kaynaklı 3B Nokta Bulutu Füzyonuna Dayalı Deformasyon ve Hastalık Tespiti

Neden eski toprak evler bugün hâlâ önemli

Güneydoğu Çin’in tepelerinde, bazıları 300 yıldan daha eski olan geniş dairesel toprak evler—Tulou—bulunur. Bu ortak yaşam yapıları hâlâ kullanılıyor, ancak zaman, hava koşulları ve modern baskılar onları yavaşça aşındırıyor. Burada özetlenen çalışma, genellikle yüksek teknoloji fabrikalarında ve mühendislik laboratuvarlarında görülen lazer tarayıcılar, insansız hava araçları ve 3B modelleme gibi araçların, bu kırılgan yapıların ayrıntılı bir “sağlık kontrolünü” yapmak için nasıl kullanılabileceğini gösteriyor; böylece koruyucular sorunları erken tespit edip bu kültürel mirası gelecek nesiller için ayakta tutabiliyor.

Dev bir toprak kalesinin içindeki yaşam

Tulou, Fujian Eyaleti’ndeki Hakka toplulukları tarafından inşa edilmiş anıtsal toprak ve ahşap konutlardır. Dışarıdan bakıldığında Jinjiang Tulou gibi bir Tulou, sıkıştırılmış topraktan yapılmış büyük halka biçimli bir kale gibi görünür; içte ise paylaşılan bir avlu etrafında dizilmiş katmanlı ahşap odaların bulunduğu dikey bir köy gibidir. Bu tasarım aileleri yüzyıllardır haydutlardan, fırtınalardan ve depremlerden korudu. Ancak Tulou’yu bu kadar karakteristik kılan kalın toprak duvarlar ve ahşap kirişler, yağmurdan, duvarlara sızan nemden ve sürekli rüzgârdan kaynaklanan yavaş hasarlara karşı hassastır. Çatlaklar, kabarmalar ve çürüme yıllarca büyüyebilir; bina şeklinin yerçekimi ve güvenlik gerekliliklerinden saptığını fark etmek uzun sürebilir.

Tarihi bir binayı hassas bir 3B modele dönüştürmek

Metre bantları ve görsel tahminin ötesine geçmek için araştırmacılar üç temassız aracı birleştirdiler: yer tabanlı 3B lazer tarayıcı, kamera taşıyan bir İHA ve elde taşınan dijital kameralar. Tarayıcı, Tulou’yu yerden milyonlarca lazer darbesiyle süpürerek duvarlar ve yapının noktalarının milimetre düzeyinde kesin konumlarını kaydeder. İHA, binanın etrafında ve üzerinde uçarak örtüşen fotoğraflar çeker; bu fotoğraflar özellikle yer tarayıcısının göremediği çatıları ve üst duvarları yakalayarak 3B modele dönüştürülebilir. Elde taşınan kameralar, doku ve yüzey hasarının yakın çekim ayrıntılarını ekler. Özel yazılımlar kullanılarak, ekip bu farklı veri kümelerini dikkatlice hizalayıp Jinjiang Tulou’nun tek, yüksek ayrıntılı bir dijital ikizi gibi katmanlar halinde birleştirdi.

Büyük veriyi okunabilir hale getirmek

Böyle bir dijital ikiz milyarlarca nokta içerir—doğrudan ve verimli biçimde analiz etmek için çok fazla. Ekip, önemli ayrıntıyı kaybetmeden bu “nokta bulutunu” inceltmenin birkaç yolunu test etti. Rastgele örneklemede, bir bilgisayar sadece bazı noktaları şans eseri tutar; mekânsal örneklemede, birbirine çok yakın olan noktalar, düzgün bir ızgara bırakacak şekilde kesilir; yoğunluk (intensite) ağırlıklı örneklemede ise noktalar lazerin geri dönüş sinyalinin gücüne göre seçilir. Tek bir ahşap sütunun ortaya çıkan modellerini karşılaştırarak, mekânsal örneklemenin sütunun gerçek şeklini en iyi koruduğunu, yoğunluk tabanlı örneklemenin ise önemli girinti ve çıkıntıları düzleştirdiğini buldular. Bu dikkatli budama adımı, araştırmacıların küçük deformasyonları net biçimde görebilmek için yeterli veriyi tutmasını sağlarken işlem sürelerini de makul düzeyde tuttu.

Çatlakları, eğilmeleri ve düzensiz zeminleri okumak

Yalınlaştırılmış 3B model hazır olduğunda ekip Tulou’yu bir fabrika üretim hattında kontrol ediliyormuş gibi ele aldı. Toprak halka duvarı için modeli yatay ve dikey kesitlere böldüler ve her kesiti ideal bir geometrik şekle uydurdular—temelde, “Bu duvar mükemmel olsaydı ne kadar dairevi ve dik olurdu?” diye sordular. Ardından gerçek duvarın bu ideale ne kadar saptığını ölçtüler. Sonuçlar, dış duvarın büyük bölümlerinin artık düzgün bir daireyle eşleşmediğini ve birçok yerde önerilen sınırların ötesinde eğildiğini gösterdi. İkinci kat yürüyüş yolunda renk kodlu bir yükseklik haritası, kabarmış ve çökmüş döşemeleri ortaya koyarak gözle görülen kabarmaları ve çatlakları doğruladı. Ahşap sütunlar için araştırmacılar her sütunun üst ve alt kısmına ideal silindirler uydurup merkez noktalarını karşılaştırdı. Küçük yatay kaymalar, küçük eğilme açılarına dönüştü; test edilen altı sütunun tümü ulusal güvenlik standartları içinde kaldı, bu da ahşap çerçevenin görünür yaşlanmaya rağmen yapısal olarak sağlam olduğunu gösterdi.

Bu, toprak mirası kurtarmak için ne anlama geliyor

Uzman olmayanlar için merkezi mesaj şudur: Artık eski bir binanın çıplak gözle fark edilemeyecek kadar ince biçimde nasıl deforme olduğunu temassız olarak “görebiliyoruz”. Jinjiang Tulou’yu hassas bir 3B veri setine dönüştürerek çalışma, miras koruyucuların öznel izlenimlerden—“duvar iyi görünüyor” veya “o çatlak endişe verici görünüyor”—duvar eğimi, zemin düzensizliği ve sütun eğimi için ölçülmüş değerlere nasıl geçebileceğini gösteriyor. Yazarlar, bu dijital baz çizgilerinin uzun vadeli izlemenin temeli olabileceğini, dijital yapı kayıtlarına beslenebileceğini ve erken sorun işaretlerini tanımak üzere yapay zeka araçlarını eğitebileceğini savunuyorlar. Kısacası, bir zamanlar yeni inşaat ve üretim için ayrılmış olan endüstriyel düzeyde 3B ölçüm, Tulou gibi hassas toprak yapıların güvenli, stabil ve yaşar durumda tutulmasında güçlü bir müttefik haline geliyor.

Atıf: Zhang, J., Zou, S., Zhang, W. et al. Deformation and disease detection of Tulou based on multi-source 3D point cloud fusion. npj Herit. Sci. 14, 66 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02333-w

Anahtar kelimeler: Fujian Tulou, 3B lazer tarama, İHA fotogrametrisi, miras koruma, yapısal sağlık izleme