TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế
Tập 25, Số 1D (2024)
75
SỐ HÓA DỮ LIỆU TRONG KHẢO SÁT KIẾN TRÚC DI TÍCH
KIẾN TRÚC NGHỆ THUẬT TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, VIỆT NAM
Trần Trung Hiếu, Vũ Thị Minh Hạnh*, Phùng Hoàng Hải Bằng,
Võ Nguyễn Nhật An, Thái Bình Vương Quốc
Khoa Kiến trúc Mỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh
*Email: hanhmnh82@gmail.com
Ngày nhận bài: 21/4/2024; ngày hoàn thành phản biện: 26/6/2024; ngày duyệt đăng: 24/7/2024
TÓM TẮT
Đề tài "Số hóa Dữ liệu trong Khảo sát Kiến trúc Di tích Kiến trúc Nghệ thuật tại
Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam" là một nỗ lực quan trọng và cấp bách trong
bối cảnh hiện tại của Thành phố Hồ Chí Minh, nơi đang tồn tại hơn 185 di tích kiến
trúc nghệ thuật được xếp hạng theo các cấp độ khác nhau. Tuy nhiên, nhiều trong
số các công trình này đang đối mặt với nguy cơ mai một do tình trạng xuống cấp,
thiếu bảo dưỡng và áp lực từ quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế.
Việc số hóa dữ liệu về các di tích này không chỉ giúp ghi lại và bảo tồn vẻ đẹp và
giá trị văn hóa của thành phố, mà còn là một bước quan trọng trong việc nghiên
cứu, đánh giá và đề xuất các biện pháp bảo vệ và phục hồi cho những công trình
kiến trúc đang bị đe dọa. Bằng cách thu thập dữ liệu chi tiết và số hóa các di tích
này, các nhà nghiên cứu và các cơ quan chính quyền có thể tạo ra các chiến lược
bảo tồn hiệu quả, đồng thời tăng cường ý thức và sự quan tâm của cộng đồng đối
với việc bảo vệ di sản kiến trúc.
Từ khóa: Số hóa, dữ liệu, bảo tồn và phát huy.
1. MỞ ĐẦU
1.1 . Lý do nghiên cứu
“Ở Việt Nam, di tích lịch sử đại diện cho quá khứ và văn hóa của dân tộc. Tuy
nhiên, thời gian, hoàn cảnh sống và quá trình hội nhập đã tác động đến văn hóa truyền
thống. Đô thị hóa và phát triển kinh tế - xã hội đang đặt ra thách thức cho việc bảo tồn
di tích. Các công trình kiến trúc cổ, có tuổi đời hàng trăm hoặc hàng nghìn năm, dễ bị
hư hỏng do thời tiết khắc nghiệt và hoạt động đô thị hóa. Bảo tồn di sản kiến trúc
không chỉ duy trì giá trị văn hóa, mà còn góp phần vào phát triển kinh tế - xã hội. Hiệu
Số hóa dữ liệu trong khảo sát kiến trúc di tích kiến trúc nghệ thuật tại thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
76
quả lâu dài trong việc tu bổ, tôn tạo và bảo tồn các công trình kiến trúc đang trở thành
nhiệm vụ cấp thiết.”
Phương pháp khảo sát kiến trúc truyền thống thường đòi hỏi nhiều thời gian
và công sức. Sử dụng các thiết bị đo đạc như thước kéo, máy toàn đạc, và các phương
pháp khác có thể phát sinh sai số lớn hoặc không phản ánh tốt các đối tượng kiến trúc
có bề mặt phức tạp. Với phương pháp truyền thống khó tạo ra mô hình 3D chính xác
từ dữ liệu thu thập được một cách dễ dàng, nhanh chóng. Công nghệ Scan 3D đo đạc
và chụp ảnh số hóa mang lại độ chính xác cao và tăng hiệu suất làm việc, quá trình
khảo sát nhanh chóng giảm thiểu được lượng thời gian đáng kể. Công nghệ Scan 3D
cho phép tạo ra các mô hình 3D kỹ thuật số chính xác từ các đối tượng trong thế giới
thực. Đồng thời lưu trữ, tạo ra được các nguồn dữ liệu số được lâu dài và sử dụng cho
nhiều mục đích.
1.2 . Mục tiêu nghiên cứu
Scan 3D di tích giúp người dùng có thể trải nghiệm di tích như thể họ đang ở
đó, dù thực tế họ đang ở bất kỳ đâu trên thế giới. Điều này đặc biệt hữu ích cho những
người không thể đến thăm di tích trực tiếp vì lý do sức khỏe, địa lý hoặc tài chính. Các
mô hình 3D cho phép người dùng phóng to, thu nhỏ và xoay mô hình di tích để xem
các chi tiết mà họ không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Điều này giúp họ hiểu rõ hơn
về kiến trúc, nghệ thuật và lịch sử của di tích.
Tạo dữ liệu cho công tác phục hồi: Dữ liệu số cung cấp thông tin chính xác và
chi tiết để hỗ trợ công tác phục dựng các di tích bị hư hại hoặc phá hủy, đồng thời giúp
theo dõi tình trạng của di tích và phát hiện sớm các dấu hiệu hư hại.
Phương pháp khảo sát và số hóa dữ liệu về các công trình kiến trúc di tích
không chỉ là bảo tồn và phát huy các giá trị văn hóa, lịch sử, và thẩm mỹ mà đồng thời
tạo ra một nguồn dữ liệu số phục vụ cho các công tác nghiên cứu, giáo dục, du lịch,
văn hóa . Các dữ liệu số có thể giúp tái hiện, mô phỏng, và trải nghiệm các công trình
kiến trúc di tích một cách trực quan, sinh động, và chân thực, cũng như giúp lưu giữ,
truyền tải và tạo ra nguồn dữ liệu số phục vụ cho các công tác nghiên cứu, trùng tu,
hay quảng bá các giá trị thẩm mỹ về các công trình. Đồng thời nâng cao nhận thức của
cộng đồng về tầm quan trọng của di sản kiến trúc góp phần bảo vệ và bảo tồn di sản.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế
Tập 25, Số 1D (2024)
77
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 . Các phương pháp hiện nay đang thực hiện
2.1.1. Tính thủ công trong thao tác
Bảng 1. Phương pháp khảo sát truyền thống
Phương pháp khảo sát
Mô tả
Công cụ/Thiết bị
Khảo sát trực tiếp tại hiện
trường.
Quan sát bằng mắt thường và ghi
chép thông tin quan sát bằng sơ đồ,
bản vẽ.
Bút, thước, giấy.
Khảo sát bằng dụng cụ.
Đo đạc với thước kéo, mức nước,
thước đo laser kỹ thuật số.
Thước kéo, Mức nước,
Thước đo laser.
Khảo sát bằng công nghệ.
Chụp ảnh và sử dụng máy ảnh đo
xa.
Máy ảnh, Máy ảnh đo xa.
2.1.2. Các vấn đề thường gặp của phương pháp
Phụ thuộc nhiều vào thị lực và kinh nghiệm của người khảo sát, dẫn đến độ
chính xác không cao, có thể bỏ sót các chi tiết nhỏ hoặc khó quan sát. Việc ghi chép lại
các thông tin quan sát bằng sơ đồ, bản vẽ chi tiết đòi hỏi nhiều thời gian, công sức và
sự tỉ mỉ, dễ xảy ra sai sót do ghi chép sai hoặc thiếu thông tin. đo đạc bằng thước đo
thủ công có thể gặp sai sót do sai số dụng cụ, kỹ thuật đo đạc không chính xác hoặc do
ảnh hưởng của môi trường (gió, ánh sáng, v.v.).
Bảng 2. Các vấn đề thường gặp trong khảo sát truyền thống
Phương pháp khảo sát
Các vấn đề thường gặp
Khảo sát địa chất và địa
hình
- Khả năng dự báo các biến đổi địa chất trong tương lai có thể hạn
chế.
- Đòi hỏi kiến thức chuyên môn sâu về địa chất và địa hình.
- Cần thời gian và kinh phí lớn cho việc thực hiện khảo sát.
Khảo sát lịch sử và văn
hóa
- Khả năng thu thập thông tin lịch sử chính xác có thể bị hạn chế,
đặc biệt là với các công trình cổ.
- Yêu cầu sự phê duyệt và hợp tác của cộng đồng địa phương.
Khảo sát vật liệu và kỹ
thuật xây dựng
- Yêu cầu kiến thức chuyên môn về vật liệu và kỹ thuật xây dựng.
- Thời gian và chi phí cho việc phân tích và đánh giá có thể lớn.
- Không cung cấp thông tin về bối cảnh lịch sử và văn hóa của công
trình.
Số hóa dữ liệu trong khảo sát kiến trúc di tích kiến trúc nghệ thuật tại thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
78
Khảo sát hình dạng và
hình thức
- Yêu cầu kiến thức và kỹ năng đặc biệt trong việc phân tích hình
dạng và hình thức.
- Có thể gặp khó khăn trong việc hiểu rõ các yếu tố trang trí và ý
nghĩa của chúng.
- Thường không cung cấp thông tin về tình trạng bảo tồn của công
trình.
2.2. Đề xuất hướng giải quyết sử dụng công nghệ scan 3D
2.2.1. Các phương pháp scan phổ biến hiện nay và phần mềm sử dụng
Bảng 3. Phương pháp sử dụng công nghệ phổ biến hiện nay
Phương pháp phổ
biến
Mô tả
Ưu điểm
Mechanical
scanning (quét cơ
học)
Sử dụng cơ cấu cơ học
để quét bề mặt.
Đơn giản và thích hợp
cho việc quét các đối
tượng lớn.
Laser scanning
(quét laser)
Sử dụng tia laser để
quét bề mặt đối tượng
và thu thập thông tin
3D.
Chính xác và phù hợp
cho nhiều loại bề mặt.
Phù hợp cho việc quét
các chi tiết nhỏ hoặc
phức tạp.
Ultrasonic
scanning (quét
siêu âm)
Sử dụng sóng siêu âm
để đo khoảng cách và
tạo mô hình 3D.
Phù hợp cho việc quét
các bề mặt không phản
chiếu.
Photogrammetry
Sử dụng các hình ảnh
chụp từ các góc khác
nhau cho phép tạo ra
các mô hình kỹ thuật
số 2D hoặc 3D của đối
tượng dưới dạng sản
phẩm.
Khả năng tạo mô hình
từ hình ảnh thông
thường, thậm chí từ
điện thoại thông minh.
Dễ dàng thu thập dữ
liệu.
Kết quả có độ chính xác
cao từ các chi tiết nhỏ
trong công trình cho
đến tổng thể lớn.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế
Tập 25, Số 1D (2024)
79
Bảng 4. Phần mềm thông dụng hiện nay
Tên phần mềm
Hệ điều hành
Skanect (STRUCTURE, n.d.)
Windows, macOS
Meshroom
Windows
Recfusion Pro
Windows
MicMac
Windows, macOS
Elcovision iWitnessPro
Windows
Autodesk recap
Windows
Drone deploy
Windows, macOS, Android, iOS
Pix4dmapper
Windows, macOS, Android, iOS
Reality capture
Windows
2.2.2. Phương pháp đề xuất: photogrametry
Photogrammetry: Sử dụng các phương pháp bao gồm quang học và hình học
xạ ảnh . Chụp ảnh kỹ thuật số và xử lý quang trắc bao gồm một số giai đoạn được xác
định rõ ràng, cho phép tạo ra các mô hình kỹ thuật số 2D hoặc 3D của đối tượng dưới
dạng sản phẩm cuối cùng. Mô hình dữ liệu ở bên phải cho thấy loại thông tin nào có
thể đi vào và đi ra từ các phương pháp đo ảnh. Phương pháp cho phép xác định vị trí
Tọa độ 3D của các điểm đối tượng trong không gian 3D từ định vị của các thiết bị chụp
ảnh. (WIKIPEDIA, 2024)
Photogrammetry (Phép đo ảnh) được chia thành hai loại chính: ảnh chụp trên
không và ảnh chụp cận cảnh.
Ảnh chụp trên không (Aerial Photogrammetry)
Phương pháp này sử dụng máy bay để chụp ảnh trên không, sau đó chuyển
đổi ảnh thành mô hình 3D hoặc bản đồ kỹ thuật số. Ngày nay, công việc tương tự cũng
có thể thực hiện được bằng máy bay không người lái (drone). Drone giúp việc chụp
ảnh các khu vực khó tiếp cận hoặc không thể tiếp cận bằng phương pháp đo đạc
truyền thống một cách an toàn và dễ dàng hơn, vốn có thể nguy hiểm hoặc không thực
tế.
Nói cách khác, photogrammetry là phương pháp kiểm tra biên dạng hình học
của sản phẩm bằng cách chụp ảnh. Phương pháp này được sử dụng để xác định chính
xác tọa độ 3 chiều của sản phẩm và có thể xuất báo cáo kiểm tra. Trong
photogrammetry, chúng ta chụp ảnh từ các góc độ khác nhau để thu được thông tin
hình học và sắp xếp vị trí của các điểm trên đối tượng. Kỹ thuật này có ứng dụng rộng