Virtuelle 3D-Rekonstruktion von zerstörten russisch-orthodoxen Kirchen

Maria Chizhova schließt Dissertation im Rahmen der Forschungsprofessur erfolgreich ab

Menschen Forschung kompetent

Maria Chizhova hat kürzlich erfolgreich ihre Dissertation zum Thema „Virtuelle 3D-Rekonstruktion von zerstörten russisch-orthodoxen Kirchen aus unvollständigen Punktwolken“ abgeschlossen. Chizhova war von 2016 bis 2018 im Rahmen der Forschungsprofessur von Prof. Dr. Thomas Luhmann am Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik der Jade Hochschule tätig. Die Promotion erfolgte an der Technischen Universität München, fachlich betreut wurde sie überwiegend von Prof. Dr. Thomas Luhmann von der Jade Hochschule und Prof. Dr. Ansgar Brunn von der Hochschule Würzburg-Schweinfurt.

Virtuelle Rekonstruktion von zerstörten Kirchen

Das Ziel von Chizhovas Dissertation war die Entwicklung einer Strategie zur semantischen Analyse und Rekonstruktion von unvollständigen und lückenhaften Punktwolken auf Basis eines modellbasierten Verfahrens. Dieses Verfahren, das zunächst mit einer signifikanten Datenreduktion beginnt, nutzt hierarchische Ansätze zur automatischen Segmentierung, Klassifizierung und Geometrieextraktion auf Grundlage von Datenbanken vorhandener Objekttypen sowie verbindlicher Konstruktionsregeln. Es vervollständigt dabei zerstörte oder beschädigte Objekte oder lückenhafte Datensätze.
Als Gegenstand der experimentellen Untersuchungen werden zerstörte russisch-orthodoxe Kirchen herangezogen, die sich durch regelmäßige Geometrie und Gebäudetypologie auszeichnen.

„Es ist inzwischen von hohem gesellschaftlichen Interesse, zerstörte oder beschädigte Kirchen in Russland möglichst in ihrem Originalzustand wiederherzustellen“, erklärt Luhmann. Maria Chizhova hätte dabei neuartige Ansätze zur semantischen Segmentierung entwickelt. Sie basieren im Detail auf einer neuen Methode des Hashings, bei der Projektion von Punktwolken in eindimensionale Datenvektoren transformiert werden, die sich zur Erkennung von Ähnlichkeiten zwischen Musterkirchen einer Datenbank und einer aktuellen Kirche eignen. Des Weiteren wurde ein sogenannter Zellulärer Automat entwickelt, der auf Basis statistischer Analysen automatisch eine geeignete Formerkennungsmethode vorschlägt, mit der beispielsweise Hauptraum, Altar oder Kuppel einer Kirche analytisch beschrieben werden können. Der gesamte Algorithmus wurde an mehreren realen und synthetischen Datensätzen getestet.

Chizhova ist inzwischen als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Digitale Denkmaltechnologien der Universität Bamberg tätig. „Besonders herauszuheben ist dabei die Tatsache, dass Maria Chizhova die Arbeit als alleinerziehende Mutter eines Sohnes erfolgreich abschließen konnte“, sagt Luhmann.

Die Arbeit wurde von den Professor_innen Dr. Uwe Stilla (Technische Universität München), Dr. Ansgar Brunn (HS Würzburg-Schweinfurt) und Dr. Mona Hess (Universität Bamberg) begutachtet.