Modelação a partir de dados laser para reconstituição arquitetural: Observatório Astronómico da Escola Politécnica

Trabalho de projeto de mestrado em Engenharia Geográfica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013Situado no jardim botânico da Universidade de Lisboa, o Observatório Astronómico da Escola Politécnica é o único observatório astronómico de ensino em Portugal. O observatório possui uma grande importância histórica, tendo sido nele criado o curso de Engenharia Geográfica que formou grande parte dos engenheiros geógrafos nacionais. A fundação do observatório decorreu em 1875, tendo sido reconstruído em 1898 com uma estrutura mais sustentável. O observatório funcionou como instituição de ensino e investigação até 2002, ano em que foi desativado devido a danos estruturais. Atualmente, o edifício encontra-se encerrado e coberto por painéis de proteção, aguardando a angariação de verbas para a sua recuperação. O edifício do Observatório Astronómico possui uma planta irregular com formas arquitetónicas ímpares, possuindo alguns pormenores decorativos de grande relevo histórico. O seu interior destaca-se pela sala da Meridiana outrora utilizada para observações através de um círculo meridiano colocado no centro da sala. De modo a criar-se um modelo tridimensional do edifício foi feito um levantamento LiDAR do exterior do observatório, bem como do interior de uma das principais salas do edifício numa altura em que observatório estava acessível. Os dados originários do levantamento foram processados e foi modelada toda a superfície exterior do edifício, assim como a sala da Meridiana e seus constituintes. Tirando partido da densidade de pontos do sistema LiDAR foi realizada uma modelação detalhada de todas as superfícies do observatório. Através de técnicas fotogramétricas foram ainda modelados dois instrumentos outrora colocados e utilizados no observatório. A partir de fotografias e utilizando a tecnologia de estrutura a partir do movimento (SFM), foi gerada uma nuvem de pontos relativamente a estes instrumentos. O modelo 3D de todo o observatório gerado correspondeu às espectativas, retratando pormenorizadamente o edifício através da modelação de todos os pormenores visíveis na nuvem de dados. A este modelo foram aplicadas texturas fotográficas de modo a dar-lhe uma aparência ainda mais real.Settled at the botanical garden of Lisbon University, the Polytechnic’s Observatory emerges as the only instructional astronomic observatory in Portugal. Founded in 1875 and being the genesis place of the Geographic Engineering apprenticeship in national territory, the observatory holds great historical relevance, owning credit for the graduation of most geographer engineers in the country. Reconstructed in 1898, aiming for structural sustainability reinforcement, the observatory worked as a teaching and investigation institution until 2002, when its facilities were disabled due to structural damages. The building is currently sealed and its recovery pending on financial issues. This irregularly designed historical building possesses unique architectural forms, specially its ornamental details. Meanwhile in its interior, the Meridian Room, once used for observations through a Meridian Circle place at its center, is the highlight. In order to generate a tridimensional model of the building, it was engaged a LiDAR gathering of the observatory’s exterior, as well as of the Meridian Room. The collected data was processed, enabling an accurate modeling of both the external surface of the building and the Meridian Room, including its components, profiting on the highly detailed data provided as a LiDAR output. Through photogrammetric techniques, there were also modeled two scientific instruments once located at the observatory. In this case, the generation of the dot data cloud used photographs as the input, via Structure from Motion (SFM). The 3D-Model of the observatory matched the expectations, portraying the building in high detail, through the modeling of each feature emerging from the dot data cloud. To the output of the model were applied photographic textures, in order to obtain an even more realistic final appearance