Uruk-VR: Neue Technologie ermöglicht die Schaffung digitaler Zwillinge großflächiger archäologischer Stätten

Mit Hilfe neuester Technologie aus dem Computerspielebereich war es möglich, einen digitalen Zwilling einer der bedeutendsten archäologischen Stätten der Welt zu erschaffen. Die von Max Haibt vorgelegte Methode umfasst die effiziente dreidimensionale Erfassung von 40 Quadratkilometern mittels eines Langstrecken-UAV, sowie die Entwicklung einer virtuellen Forschungsumgebung, in der das hochauflösende 3D-Modell in Echtzeit zur Verfügung steht. Die hohe Auflösung und räumliche Genauigkeit ermöglicht die wissenschaftliche Nutzung, z.B. zur genauen Bestimmung von Punkten für die Entnahme von Bohrkernen aus der Ferne oder für die Planungen von Kulturerhalt und Sitemanagement.

Zentrum der antiken Stadt von Uruk-Warka
Ein Rendering des digitalen Zwillings der archäologischen Landschaft von Uruk-Warka, Irak (Uruk-VR), das das Zentrum der antiken Stadt inkl. Indikatoren einzelner Teilbereiche zeigt. Abb.: Max Haibt / DAI, Orient-Abteilung

Der digitale Zwilling Uruks liefert wichtige Fernerkundungsdaten für bisher unerforschte Bereiche des weitläufigen Gebietes und ermöglicht neue Forschungsfragen zur Interaktion der Stadt mit ihrer Umwelt, insbesondere im Hinblick auf antike Fluss- und Kanalsysteme. Nicht zuletzt bietet Uruk-VR auch neue Möglichkeiten in der Wissensvermittlung und Bildungsarbeit. Zukünftig kann die Methode zu einer erheblichen Verbesserung geographischer und archäologischer Studien beitragen da nunmehr auch vertikale Geoinformationen, wie Bohrkerne, geophysikalische Messungen und archäologische Profile unmittelbar in das weitläufige Landschaftsmodell integriert werden können.

Die Schaffung des digitalen Zwillings wurde durch die Nutzung moderner Drohnentechnologie und neuartiger 3D-Bildverarbeitungsverfahren erreicht. Das benutzte Fluggerät hat im Vergleich zu anderen Modellen eine höhere Reichweite und verfügt über eine besonders lange Betriebsdauer. So konnten über 32.000 Luftbilder der antiken Stadt und ihrer Umgebung in nur 6 Tagen aufgenommen werden. Jedes Bild wurde mit einem präzisen Geotag versehen und mit 3D-Photogrammetrie-Software zu einem einzigen georeferenzierten Modell zusammengefügt. So entstand ein digitaler Zwilling aus einem detaillierten triangulierten Netz mit einer Milliarde Dreiecken und 1024 Texturdateien bei einer Auflösung von 8k. Durch Rendering in einer Game-Engine und die Anwendung der neuartigen Nanite und Streaming Virtual Texture Technologien kann dieser massive Datensatz in Echtzeit visualisiert werden. Dies ist möglich, weil Nanite 3D-Daten bei gleichbleibender Qualität komprimieren und effizient streamen kann.

Zukünftige Weiterentwicklungen beinhalten die Entwicklung von GIS-ähnlichen Werkzeugen, und die Integration verschiedener räumlicher Datentypen. Das hochauflösende Landschaftsmodell bildet zudem die Grundlage für die Kontextualisierung von Informationen, die in einem Jahrhundert archäologischer Forschung gesammelt wurden.

UrukVR - Digital Twin

Publikation

Max Haibt

End-to-end digital twin creation of the archaeological landscape in Uruk-Warka (Iraq)

International Journal of Digital Earth. 19.3.2024
DOI: 10.1080/17538947.2024.2324964

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