La maquette numérique de bâtiments historiques (Heritage-BIM) est devenue un enjeu majeur dans la modélisation. Le modèle HBIM ainsi obtenu comprend une description paramétrique et sémantique des éléments constitutifs du patrimoine. La thèse présente des méthodes de constructions HBIM à partir de la documentation historique, de nuages de points, de maillage de surfaces et de géométrie solide. Un concept de mesh-to-HBIM est proposé à l'aide de la programmation visuelle, qui permet de transformer les « familles » paramétriques et les structures géométriques en modèles paramétriques et sémantiques HBIM. La modélisation paramétrique HBIM consiste à créer manuellement des Familles Revit paramétriques et une reconstruction de bâtiment semi-automatisée par l'application de scripts Dynamo. Le processus de modélisation sémantique HBIM transforme directement des géométries segmentées de maillages ou de solides vers l'environnement BIM. Les éléments segmentés et individualisés peuvent être stockés et gérés dans cet environnement avec des compléments d'informations d'association entre éléments. / Heritage Building Information Modelling (HBIM) is a major issue in heritage documentation and conservation. The obtained HBIM model provides a parametric and semantic description of the heritage elements. This thesis presents methods for the generation of HBIM models from point clouds (obtained by photogrammetry or laser scanning), surface mesh and solid geometry. A concept of solid/mesh-to-HBIM is proposed using Autodesk Dynamo visual programming, which transfers the parametric “Family” and geometric structures to parametric and semantic HBIM models. The parametric HBIM modelling process involves conventional manual parametric “Family” creation and semi-automated building reconstruction by Dynamo. The semantic HBIM modelling process directly transfers the segmented solid geometry and closed mesh-to-BIM environment. The segmented elements can be stored and managed in the BIM environment with attached attributes information and relationships established among the elements.

[ES] El mayor desafío en la gestión del uso público del patrimonio es establecer una relación sostenible entre patrimonio y turismo, ya que el acceso público, si bien promueve el interés social por su conservación, también representa un riesgo para la preservación de los recursos. La información que generan los equipos multidisciplinares que intervienen en la gestión del uso público generalmente se encuentra incompleta, descoordinada y desactualizada. La falta de una fuente de información fiable genera bajos niveles de eficiencia en la gestión del uso público poniendo en riesgo la preservación de los recursos del impacto de los visitantes y reduciendo el interés social por su conservación. Heritage Building Information Modelling (HBIM) es un sistema de trabajo colaborativo donde los agentes involucrados comparten información geométrica, semántica y documental del bien patrimonial de forma coordinada. HBIM se presenta como oportunidad para mejorar la eficiencia de la gestión del uso público del patrimonio. Considerando el previsible crecimiento del uso de HBIM en España en un futuro próximo, el objetivo de esta investigación es desarrollar, por primera vez, un protocolo HBIM que ayude a los profesionales a implementar HBIM para planificar y gestionar más eficientemente el uso público del patrimonio en sus cuatro ámbitos: la conservación preventiva, la gestión de visitantes, la interpretación del patrimonio y la divulgación del patrimonio. El método de investigación empleado es el Design Science Research (DSR en adelante) o investigación de las Ciencias del Diseño. Así pues, el estudio se inició con la revisión exhaustiva de la literatura científica relativa al uso de HBIM para la gestión del uso público del patrimonio, lo que permitió identificar la laguna del conocimiento actual en esta materia. Para analizar la gestión actual del uso público del patrimonio se tomaron tres casos de estudio y se recogieron datos mediante la técnica de la entrevista semiestructurada y la observación directa de la visita pública. El análisis de la planificación de los cuatro ámbitos del uso público se realizó a partir de los datos obtenidos mediante la técnica de la entrevista semiestructurada y el análisis de documentación técnica específica. Los resultados de estos análisis evidenciaron problemas de ineficiencia en la planificación y gestión del uso público actual. Con el fin de darle una solución a este problema, se desarrolló un Protocolo HBIM para planificar y gestionar el uso público de manera más eficiente. Dos de los aspectos del Protocolo HBIM, la gestión de visitantes y la interpretación del patrimonio, se implementaron satisfactoriamente al caso de estudio del conjunto de San Juan del Hospital de València. Por último, se evaluó la aplicabilidad y utilidad del protocolo con un panel de expertos en la gestión cultural del caso de estudio, en cada ámbito del uso público y en BIM. Los resultados de la implementación del Protocolo HBIM al caso de estudio del conjunto de San Juan del Hospital de València, demuestran por primera vez que HBIM y, en particular, el software Revit puede ser una herramienta útil para analizar, planificar y también para gestionar más eficientemente las visitas públicas de los bienes patrimoniales. Este estudio evidencia que la capacidad de HBIM de unificar la información generada por los distintos agentes involucrados en la conservación del patrimonio facilita la toma de decisiones para el diseño del itinerario turístico, la gestión del flujo de visitantes y la determinación de la capacidad de carga recreativa de una manera más integral. Estos resultados han permitido identificar futuras líneas de investigación orientadas a la gestión de visitantes en tiempo real gracias a la vinculación de sensores o dispositivos GPS a los modelos HBIM y encaminadas a refinar el Protocolo HBIM mediante su aplicación a mayores casos de estudio / [CA] El major repte en la gestió de l'ús públic del patrimoni és establir una relació sostenible entre patrimoni i turisme, ja que l'accés públic, si bé promou l'interès social per la seua conservació, també representa un risc per a la preservació dels recursos. La informació que generen els equips multidisciplinaris que intervenen en la gestió de l'ús públic generalment es troba incompleta, desactualitzada i poc coordinada. L'absència d'una font d'informació fiable genera nivells baixos d'eficiència en la gestió de l'ús públic, posant en risc la preservació dels recursos front a l'impacte dels visitants i reduint l'interès social per la seua conservació. Heritage Building Information Modelling (HBIM) és un sistema de treball col·laboratiu on els agents involucrats comparteixen informació geomètrica, semàntica i documental de cada bé patrimonial de forma coordinada. HBIM es presenta com una oportunitat per a millorar l'eficiència de la gestió de l'ús públic del patrimoni. Considerant el previsible creixement de l'ús d'HBIM en Espanya en un futur pròxim, l'objectiu d'esta investigació és desenvolupar, per primera vegada, un protocol HBIM que ajude als professionals a implementar HBIM per a planificar i gestionar més eficientment l'ús públic del patrimoni en els seus quatre àmbits: la conservació preventiva, la gestió de visitants, la interpretació del patrimoni i la divulgació del patrimoni. El mètode d'investigació empleat és el Design Science Research (DSR en endavant) o investigació de les ciències del disseny. D'aquesta manera, l'estudi es va iniciar amb la revisió exhaustiva de la literatura científica relativa a l'ús de HBIM per a la gestió de l'ús públic del patrimoni, el que va permetre identificar la llacuna del coneixement actual en esta matèria. Per a analitzar la gestió actual de l'ús públic del patrimoni es van prendre tres casos d'estudi i es van recollir dades mitjançant la tècnica de l'entrevista semiestructurada i l'observació directa de la visita pública. L'anàlisi de la planificació dels quatre àmbits de l'ús públic es va realitzar a partir de les dades obtingudes mitjançant la tècnica de l'entrevista semiestructurada i l'anàlisi de documentació tècnica específica. Els resultats d'estos anàlisis van evidenciar problemes d'ineficàcia en la planificació i gestió de l'ús públic actual. Amb la finalitat de donar una solució a este problema, es va desenvolupar un Protocol HBIM per a planificar i gestionar l'ús públic d'una manera més eficient. Dos dels aspectes del Protocol HBIM, la gestió de visitants i la interpretació del patrimoni, es van implementar satisfactòriament en el cas d'estudi del conjunt de Sant Joan de l'Hospital de València. Per últim, es va avaluar l'aplicabilitat i utilitat del protocol amb un panell d'experts en la gestió cultural del cas d'estudi, en cada àmbit de l'ús públic i en BIM. Els resultats de la implementació del Protocol HBIM al cas d'estudi del conjunt de Sant Joan de l'Hospital de València, demostren per primera vegada que HBIM i, en particular, el software Revit pot ser una eina útil per a analitzar, planificar i també per a gestionar més eficientment les visites públiques dels béns patrimonials. Este estudi evidencia que la capacitat d'HBIM d'unificar la informació generada pels distints agents involucrats en la conservació del patrimoni facilita la presa de decisions per al disseny de l'itinerari turístic, la gestió del flux de visitants i la determinació de la capacitat de càrrega recreativa d'una manera més integral. Estos resultats han permès identificar futures línies d'investigació orientades a la gestió de visitants en temps real gràcies a la vinculació de sensors o dispositius GPS als models HBIM i encaminades a refinar el Protocol HBIM mitjançant la seua aplicació a casos majors d'estudi. / [EN] The greatest challenge to be overcome in managing the public use of heritage is to establish a sustainable relationship between heritage and tourism, since public access, while promoting social interest in its conservation, also represents a risk for the preservation of the assets. The information generated by the multidisciplinary teams involved in public use management is generally incomplete, uncoordinated and out of date. The lack of a reliable source of information generates low levels of efficiency in such management, which consequently jeopardises the ability to protect the resources against the impact of visitors and reduces social interest in their conservation. Heritage Building Information Modelling (HBIM) is a collaborative work system in which the stakeholders involved share geometric, semantic and documentary information about the heritage asset in a coordinated way. It offers an opportunity to improve the efficiency of the management of the public use of heritage. Bearing in mind the expected growth in the use of HBIM in Spain in the near future, the aim of this research is to develop, for the first time, an HBIM protocol that will help professionals to implement HBIM so as to achieve more efficient planning and management of the public use of heritage in the four areas involved in it, that is, preventative conservation, visitor flow management, heritage interpretation and heritage dissemination. The research method used for this purpose is Design Science Research (hereinafter, DSR). Thus, the study began with a comprehensive review of the literature on the use of HBIM for the management of the public use of heritage, which revealed the knowledge gap that exists in this area. To analyse the current management of the public use of heritage, three case studies were taken and data were collected using the semi-structured interview technique and direct observation of public visitation. The planning of the four areas of public use was analysed based on the data obtained through the semi-structured interviews and the analysis of specific technical documentation. The results of these analyses revealed problems of inefficiency in the current public use planning and management. In order to provide a solution to this problem, an HBIM Protocol was developed that enables public use to be planned and managed more efficiently. Two aspects of the HBIM Protocol, visitor management and heritage interpretation, were successfully implemented in the case study of the San Juan del Hospital ensemble in Valencia. Lastly, the applicability and usefulness of the protocol were evaluated with the collaboration of a panel of experts in the cultural management of the case study, in each area of public use and in BIM. The results from implementing the HBIM Protocol to the case study of the San Juan del Hospital complex in Valencia show for the first time that HBIM and, in particular, the Revit software package can be a useful tool for a more efficient analysis, planning and management of public visitation to heritage assets. This study shows that the capacity of HBIM to unify the information generated by the different stakeholders involved in the conservation of heritage facilitates the decision-making required to design the tourist itinerary, to manage the visitor flows and to determine the recreational carrying capacity in a more comprehensive manner. These results have made it possible to identify future lines of research focused on achieving visitor flow management in real time by linking sensors or GPS devices to HBIM models, while also seeking to refine the HBIM Protocol by applying it to larger case studies. / Salvador García, E. (2020). PROTOCOLO HBIM PARA UNA GESTIÓN EFICIENTE DEL USO PÚBLICO DEL PATRIMONIO ARQUITECTÓNICO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/146811

[ES] La Gestión del Patrimonio Cultural (GPC) es una operación muy compleja cuyo objetivo es preservar la integridad física de los Bienes Culturales y, al mismo tiempo, difundir los valores históricos y permitir el disfrute del Patrimonio. Debido a las múltiples fases que componen la GPC (documentación, intervención, conservación preventiva, uso), el gestor se ve sometido a un gran esfuerzo de coordinación de las interacciones creadas por figuras profesionales muy diferentes, tanto por formación como por necesidades específicas en el ámbito de la gestión. En los últimos años, la aplicación de las tecnologías digitales al Patrimonio Cultural se ha convertido en una parte indispensable de la GPC. Las metodologías más utilizadas para la adquisición de datos, como el escaneo láser terrestre y la fotogrametría digital, también se han convertido en una práctica habitual en las actividades profesionales. Sin embargo, el uso de modelos 3D para la gestión se limita hasta ahora a algunas investigaciones académicas, que a menudo no tienen continuidad tras la finalización del proyecto. Además, hasta la fecha existen pocas normas supranacionales que guíen a las instituciones en el proceso de creación y uso de modelos 3D para la GPC. Por tanto, la falta de herramientas para controlar la calidad de los datos y productos digitales adquiridos afecta negativamente a la interacción entre el sector de la investigación académica, el sector de la gestión y el mundo profesional. La investigación propone el uso de los modelos 3D como una herramienta válida de apoyo en todas las fases de la gestión, ya sea utilizando los datos tridimensionales como base del archivo digital, o explotando todos los productos obtenidos a partir de los datos básicos para las múltiples acciones de cada fase. Por lo tanto, el objetivo de la tesis doctoral es desarrollar directrices para la producción de modelos 3D 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. Cada directriz guía al usuario a través de una fase específica del tratamiento y el uso de los datos digitales, y proporciona indicaciones adaptadas al nivel de conocimientos respecto a las tecnologías y metodologías digitales. De este modo, el gestor puede utilizar los modelos 3D para su gestión y controlar su calidad y sus estándares mínimos. Se ha optado por un enfoque interdisciplinar e internacional con el fin de elaborar directrices que se adapten al mayor número posible 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. Con el fin de obtener unas pautas universales, las metodologías analizadas en el estudio del estado del arte se aplicaron a una serie de casos de estudio. Los principales son los monumentos paleocristianos de Rávena (Italia), pertenecientes a la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO, y un panteón neogótico situado en Castellón de la Plana (España). Las experiencias realizadas sobre la GPC en los dos países han contribuido a la elaboración de directrices y normas universales que mejoren las interacciones entre el mundo académico, los gestores y el sector profesional. La investigación, al poner de manifiesto los problemas inherentes a la GPC, 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 para conducir a la puesta a punto de los mismos estándares; 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. / [CA] La Gestió del Patrimoni Cultural (GPC) és una operació molt complexa l'objectiu de la qual és preservar la integritat física del els Béns Culturals i, al mateix temps, difondre els valors històrics i permetre el gaudi del Patrimoni. A causa de les múltiples fases que componen la GPC (documentació, intervenció, conservació preventiva, ús) , el gestor es veu sotmés a un gran esforç de coordinació de les interaccions creades per figures professionals molt diferents, tant per formació com per necessitats específiques en l'àmbit de la gestió. En els últims anys, l'aplicació de les tecnologies digitals al Patrimoni Cultural s'ha convertit en una part indispensable de la GPC, des de les fases de documentació fins a les d'intervenció. Les metodologies més utilitzades per a l'adquisició de dades, com l'escaneig làser terrestre i la fotogrametria digital, també s'han convertit en una pràctica habitual en les activitats professionals. No obstant això, l'ús de models 3D per a la gestió es limita fins ara a algunes investigacions i aplicacions acadèmiques, que sovint no tenen continuïtat després de la finalització del projecte. A més, fins a la data hi ha poques normes supranacionals que guien a les institucions en el procés de creació i ús de models 3D. Per tant, la falta de ferramentes per a controlar la qualitat de les dades i productes digitals adquirits afecta negativament la interacció entre el sector de la investigació acadèmica, el sector de la gestió i el món professional. La investigació proposa l'ús dels models 3D com una ferramenta vàlida de suport en totes les fases de la gestió, ja siga utilitzant les dades tridimensionals com a base de l'arxiu digital, o explotant tots els productes obtinguts a partir de les dades bàsiques per a les múltiples accions de cada fase. Per tant, l'objectiu de la tesi doctoral és desenrotllar directrius per a la producció de models 3D a fi de gestionar, introduir i preservar eficaçment les dades. Estes directrius investiguen tots els aspectes del procés que va des de l'adquisició de dades, passant per la seua catalogació i arxiu, fins al seu tractament i la creació d'un sistema d'informació simplificat per a la seua gestió. Cada directriu particular guia l'usuari a través d'una fase específica del tractament i l'ús de les dades digitals, i proporciona indicacions adaptades al nivell de coneixements respecte a les tecnologies i metodologies digitals. D'esta manera, el gestor pot utilitzar els models 3D per a la seua gestió i controlar la seua qualitat i els seus estàndards mínims. S'ha optat per un enfocament interdisciplinari i internacional a fi d'elaborar directrius que s'adapten al nombre més gran possible de tipus de Béns Culturals Cultural, desenrotllat la tesi en el marc d'un acord de cotutela entre la Universitat de Bolonya i la Universitat Politècnica de València. A fi d'obtindre unes pautes universals, les metodologies analitzades en l'estudi de l'estat de l'art es van aplicar a una sèrie de casos d'estudi. Els principals són els monuments paleocristians de Ravenna (Itàlia), pertanyents a la Llista del Patrimoni Mundial de la UNESCO, i una capella neogòtica situada a Castelló de la Plana (Espanya). Les experiències realitzades sobre la GPC en els dos països han contribuït a l'elaboració de directrius i normes universals que milloren les interaccions entre el món acadèmic, els gestors i el sector professional. La investigació, al posar de manifest els problemes inherents a la GPC, permet identificar les principals qüestions obertes que s'han d'explorar en futures línies d'investigació, com l'aplicació d'estàndards a un gran nombre de Béns Culturals per a conduir a la posada al punt dels mateixos estàndards; la busca de sistemes per a la classificació automàtica de les dades brutes; el tractament de les dades arreplegats per a la creació de relacions, estratègies i mètodes de classificació, integració i optimització de dades heterogènies. / [EN] The Management of Cultural Heritage (MCH) is a very complex operation aimed at protecting the physical integrity of Cultural Heritage assets, while promoting their historical value and development of tourism industry. Composed by distinct phases (documentation, intervention, monitoring and use), MCH implies a great effort for the project manager to coordinate the interactions among very different professional figures. In recent years, the use of digital technologies has become an essential part of the MCH delicate process, from early documentation to late intervention phases. The most commonly used methodologies for digital data acquisition, such as terrestrial laser scanning and digital photogrammetry, have become common practice in a broad range of professional activities. On the contrary, the use of 3D models for MCH is still limited to few academic research to date, often lacking continuity and wide application after the end of specific projects. Furthermore, very few supra-national standard guidelines regulating their use are available to date. As a consequence, 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. Moreover, the lack of standard on quality of acquired data and digital products negatively influences the interaction between the academic research sector, the managers and the professional world. The focus is on the use of 3D models as a valid support tool in the MCH process, highlighting their advantages in all the distinct phases of the management. As an example, 3D data can constitute themselves the basis for the digital database, gathering all available information concerning a Cultural Heritage site, exploitable for restoration works or for scientific dissemination. In particular, the aim of this 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. Each recommendation guides the user through the management of digital data, by adapting to his/her level of knowledge with respect to digital technologies and methodologies. In this way, the manager can efficiently use 3D models in MCH projects. In order to elaborate guidelines that could be suitable for as many typologies of Cultural Heritage as possible an international approach was chosen, developing the thesis in joint supervision under the University of Bologna and the Universitat Politècnica de València. We decided to apply state-of-the-art technologies and methodologies to a variety of case studies. The main ones are the early Christian monuments of Ravenna (Italy) belonging to the UNESCO World Heritage List, and a small neogothic chapel located in Castellón de la Plana (Spain). The fruitful collaboration between two different countries allowed an invaluable exchange of MCH expertise and, more broadly, contributed to the elaboration of standardized and universally applicable MCH guidelines that will allow a better interaction between managers, the academic research world and the professional one. 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 in an iterative, continuous and automatic way, in order to perfecting the standards; the search for 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. / Bertacchi, G. (2022). Guidelines for the Management of Cultural Heritage Using 3D Models for the Insertion of Heterogeneous Data [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182419