THE APPLICATION OF PHOTOGRAMMETRIC SURVEY WITHIN THE CONSERVATION 
OF THE GREAT CEILING AT PETERBOROUGH CATHEDRAL 
Paul G. Bryan BSc 
Survey Team Leader 
English Heritage 
United Kingdom 
paul.bryan@english-heritage.org.uk 
David Andrews TechRICS 
Photogrammetrist 
English Heritage 
United Kingdom 
david.andrews@english-heritage.org.uk 
KEY WORDS: Conservation, Painted Ceiling, Digital Photogrammetry, Orthophotograph, Colour Balance 
ABSTRACT 
The great medieval ceiling, situated within the nave at Peterborough Cathedral, Cambridgeshire, UK is the only 13th-century painted 
wooden ceiling surviving in situ in England. A major conservation project is currently underway, aiming to ensure its long-term 
preservation. This has included a detailed investigation, of both the underlying timber structure and the painted surfaces upon it. 
This paper reviews the input photogrammetric survey has made to this project. This has included the generation of both traditional 
photogrammetric outline CAD drawings, of all the primary architectural features, and the use of digital photogrammetric techniques 
to produce an orthophotograph of the whole ceiling. Extracts of the orthophotograph have been overlain with the CAD drawings to 
provide a composite product combining the interpretation of a line drawing and the textural detail of a photograph. This material is 
currently being used directly on site by the conservators as the basis of their documentation processes. 
The project presented many challenges with regard to both the capture of the photography and the survey control as well as the 
subsequent photogrammetric processing. The most notable of these was problems with consistency of the colour balance of the 
digital images produced by photogrammetric scanning systems originally designed for aerial photography. 
KURZFASSUNG 
Die mittelalterliche Kirchendecke im Mittelschiff der Kathedrale von Peterborough in Cambridgeshire, Grossbritannien, ist die einzig 
erhaltene bemalte Holzdecke aus dem 13. Jahrhundert in ganz England. Momentan wird ein bedeutendes Instandhaltungsprojekt 
durchgeführt, das ihre langfristige Erhaltung gewährleisten soll. Dabei wurden sowohl die Holzstruktur als auch die Bemalung 
detailliert untersucht. 
Diese Arbeit untersucht den Beitrag der Photogrammetrie zu diesem Projekt. Dies beinhaltet sowohl die Generation der traditionellen 
photogrammetrischen Umriss-CAD Bildern von allen primären architektonischen Merkmalen als auch digitale Photogrammetrie 
techniken, um ein Orthofotograph der ganzen Decke zu erstellen. Auszüge des Orthofotographs wurden mit CAD Bildern überlegt, 
und damit wurde ein zusammengesetztes Produkt erstellt, das die Interpretation eines gezeichneten Bildes mit dem textlichen Detail 
eines Fotos verbindet. Dieses Material wird derzeit direkt vorort von Konservatoren als 
Grundlage ihres Dokumentationsprozesses verwendet. 
Das Projekt stellte vor viele Herausforderungen sowohl hinsichtlich der Photoaufnahmen 
und der Kontrolle der Erhebung als auch der folgenden photogrammetrischen Entwicklung. 
Bemerkenswert waren dabei die Probleme mit der Beschaffenheit der Farbbalance der 
digitalen Bilder die von photogrammetrischen Scannersystemen produziert wurden, die 
ursprünglich für Luftphotographie entwickelt worden waren. 
1. INTRODUCTION 
The magnificent wooden ceiling of the nave in Peterborough Cathedral and the intricate 
painted details covering its entire length, are not easily missed (Fig. 1). Dating from around 
1210-1230 this extraordinary feature, 62m long, 11m wide and canted on either side, 
appears as one continuous structure upon which the many images of kings, saints, angels, 
archbishops and other icons are delicately painted. Only on closer examination does the 
complexity of the true construction become obvious and the underlying conservation 
problems start to become apparent. Row after row of overlapping oak boards, were 
Figure 1: General view of the nave originally held in place by nails driven into the overlying trusses from below (Fig. 2). 
Proceedings 18 th International Symposium CIPA 2001 
Potsdam (Germany), September 18 - 21, 2001