Guidelines for the Management of Cultural Heritage using 3D models for the insertion of heterogeneous data

The Management of Cultural Heritage (MCH) is a very complex operation aimed at protecting the physical integrity of CH assets, while promoting their historical value and development of tourism industry. In recent years, the use of digital technologies has become an essential part of the MCH delicate process, but the use of 3D models is still limited to few academic research to date. Furthermore, very few supra-national standard guidelines regulating their use are available to date and the operator who decides to use a 3D model as a basis for management is faced with the scarcity and fragmentation of standards and guidelines. The aim of the PhD research is to develop guidelines to produce 3D models for MCH, with the purpose to efficiently entry, store and manage digital data. The here provided guidelines investigate every aspect of the process leading from data acquisition to cataloguing and archiving, processing and creation of a simplified information system for the management. In order to elaborate guidelines that could be suitable for as many typologies of CH as possible an international approach was chosen, developing the thesis in joint supervision under the University of Bologna and the Universitat Politècnica de València, and by applying the state-of-the-art technologies of acquisition, processing and use of 3D models to a variety of case studies. The investigation, by highlighting the problems inherent to the MCH, made it possible to identify the main open issues that need to be explored in future lines of research, such as the application of standards to a large number of cultural assets; the automatic classification of raw data; the processing of collected data for the creation of relations, strategies and methods for the classification, integration and optimisation of heterogeneous data.La Gestione del Patrimonio Culturale (GPC) è un’operazione molto complessa mirata alla conservazione dell’integrità fisica dei Beni Culturali e alla contemporanea divulgazione dei valori storici e fruizione del Patrimonio. Nel corso degli ultimi anni l’applicazione delle tecnologie digitali ai Beni Culturali è diventata una parte imprescindibile nella GPC, ma l’uso dei modelli 3D per la gestione è finora limitato ad alcune ricerche e applicazioni accademiche. Inoltre, ad oggi sono pochi gli standard con carattere sovranazionale che guidano gli Enti nel procedimento di creazione e uso dei modelli tridimensionali per la GPC. Il gestore che decide di utilizzare un modello 3D come base per la gestione si scontra con la scarsezza e la frammentarietà di standard e indicazioni in tale ambito. L’obiettivo della tesi è quello di elaborare linee guida per la produzione di modelli 3D per un’efficace gestione, inserimento e conservazione dei dati. Tali linee guida indagano ogni aspetto del processo che porta dall’acquisizione del dato, alla sua catalogazione e archiviazione, al suo processamento e alla creazione di un sistema informativo semplificato per la gestione. Per arrivare all’elaborazione di linee guida che si adattino a più tipologie possibili di Beni Culturali è stato scelto un approccio interdisciplinare e internazionale, sviluppando la tesi in regime di cotutela tra l’Università di Bologna e l’Universitat Politècnica de València, e applicando lo stato dell'arte delle tecnologie di acquisizione, elaborazione e utilizzo dei modelli 3D ad una varietà di casi studio. Il percorso di ricerca ha permesso di individuare le principali questioni aperte che devono essere approfondite in futuro, come l’applicazione di standard a un alto numero di Beni Culturali; la ricerca di sistemi per la classificazione automatica dei dati grezzi; l’elaborazione dei dati raccolti per la creazione di relazioni, strategie e metodi per la classificazione, l’integrazione e l’ottimizzazione di dati eterogenei.La Gestión del Patrimonio Cultural (GPC) es una operación muy compleja cuyo objetivo es la conservación de la integridad física del Patrimonio y la difusión de los valores históricos. En los últimos años, la aplicación de las tecnologías digitales se ha convertido en una parte indispensable de la GPC, pero el uso de modelos 3D para la gestión se limita a algunas investigaciones y aplicaciones académicas. Además, hasta la fecha existen pocas normas y directrices de carácter supranacional que guíen a las instituciones en el proceso de creación y uso de modelos 3D para la GPC. El objetivo de la tesis es desarrollar directrices para la producción de modelos 3D del Patrimonio Cultural con el fin de gestionar, introducir y preservar eficazmente los datos. Estas directrices investigan todos los aspectos del proceso que va desde la adquisición de datos, pasando por su catalogación y archivo, hasta su tratamiento y la creación de un sistema de información simplificado para su gestión. Se ha optado por un enfoque interdisciplinar e internacional con el fin de elaborar directrices que se adapten al mayor número posible de tipos de Bienes Culturales, desarrollando la tesis en el marco de un acuerdo de cotutela entre la Universidad de Bolonia y la Universitat Politècnica de València, y aplicando las tecnologías más avanzadas para la adquisición, procesamiento y uso de modelos 3D a una variedad de casos de estudio. La investigación ha permitido identificar las principales cuestiones abiertas que se deben explorar en futuras líneas de investigación, como la aplicación de estándares a un gran número de Bienes Culturales; la búsqueda de sistemas para la clasificación automática de los datos brutos; el tratamiento de los datos recogidos para la creación de relaciones, estrategias y métodos de clasificación, integración y optimización de datos heterogéneos