摘要:本文研究对象是历史建筑,从数字技术角度出发,分析如何对历史建筑进行保护与修复,保护和修复是围绕历史建筑运营管理中的两大方面问题,基于先进的信息数字技术,提出现代化、自动化历史建筑保护与修复实践措施,具体包括BIM技术、三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影技术、GIS技术、数据库技术、图像分析技术。dinch增塑剂
关键词:数字技术;历史建筑;保护;修复
引言:信息技术高度发展,科学技术、信息技术处于升级改造的发展时期,不同信息技术被广泛应用于各行各业,在历史建筑保护和修复工程项目中应用数字信息技术,为历史建筑保护和修复工程项目的可行性实践创造出更多可能性。历史建筑保护和修复是保护珍贵历史建筑遗产的关键性措施,必须高度重视历史建筑保护和修复,充分结合历史建筑保护和修复实际情况,灵活采取不同数字技术修复方法,有效解决历史建筑保护和修复过程中存在的技术问题。
一、BIM技术
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在历史建筑保护和修复中应用BIM技术,构建历史建筑三维立体模型,通过数据建模,对历史建筑现存问题进行全面分析,分析历史建筑保护和修复方法【1】。应用BIM技术,能够以立体化、可视化的形式呈现出历史建筑外部信息、内部建筑信息、动态化信息等,提供关于历史建筑建成到后期使用发展过程中的全部信息。以这些数据信息为重要参考,用于制定历史建筑保护和修复工程施工方案,对历史建筑保护和修复施工进行规划设计,确保各项历史建筑修缮工艺落到实处,大幅度提高历史建筑保护和修复工程施工质量。在实际应用BIM技术的过程中,必须注意信息数据采集方法和过程的真实性、全面性、完整性,对历史建筑进行工程测绘时,将BIM技术和三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影技术相结合,通过三维立体化扫描获取历史建筑信息,进行三维立体建筑建模。为此,应用BIM技术进行历史建筑保护和修复实践,具体包括三步实践操作流程。第一步是数据采集,运用三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影技术,对历史建筑进行三维数据信息采集,将采集到的数据信息自动传输至信息处理文件,对点云文件进行拼接处理,整合点云文件信息,构建三维立体点云模型。第二步是建构模型,将点云文件以链接的形式发送到Revit中,构建当前历史建筑信息数据模型,以历史建筑保护和修复图纸为重要参考,构建历史建筑修复信息数据模型。对当前历史建筑信息数据模型和历史建筑修复信息数据模型进行
体素化处理、特征向量提取、空间d值计算等技术操作,获取到两组不同空间d值结果,再进行空间d值结果导入,导入到匹配识别运算系统,经过匹配识别运算,产出历史建筑保护和修复对比检测数据报告。第三步是模型应用和模型管理。在建模模型中,具体涉及到历史建筑保护和修复工程项目施工结构信息、施工材料信息等,根据现场施工进度,随时更新最新施工进度信息,对历史建筑保护和修复施工信息设置参数,进行数字编辑、修改。将历史建筑保护和修复工程方案规划设计到施工过程中形成的各类文件资料,以链接的形式保存在历史建筑BIM模型中,便于相关人员进行信息检索、查询、使用。依托于BIM技术构建历史建筑全寿命周期的数字模型,不仅能够被应用于历史建筑保护和修复工程实践中,也能够被应用于后期运营管理中,为后续的历史建筑养护管理提供技术支撑。
二、三维激光扫描技术
三维激光扫描技术是全自动扫描技术,集成激光、机、电、计算机技术,整合所有数据信息,创建三维立体环境空间,构建三维立体模型,具有高精确度的技术优势。在历史建筑保护和修复工程中应用三维激光扫描技术,可对当前历史建筑保护管理情况进行全面检测分析,进行变形观测【2】。应用三维激光扫描技术,主要基于数据信息采集实现模型构建,水泥灌浆料
在三维立体模型中记录着高精确度历史建筑信息,能够为历史建筑保护和修复工程施工设计方案提供真实有效的参考数据信息。可将三维激光扫描技术与BIM技术、无人机倾斜摄影技术、3D打印技术、VR技术、AR技术相结合,对历史建筑进行数字化保护和修复。为此,应用三维激光扫描技术进行历史建筑保护和修复实践,具体包括四个方面实践操作流程。第一个方面是数据采集,充分立足于历史建筑建筑功能及特性,结合历史建筑各部位建筑精确度需求,规划设计三维激光扫描实践方案,分析选择三维激光扫描作业路线,确定三维激光扫描仪器设备具体安装位置,对三维激光扫描仪器设备运行参数、扫描距离进行确定。完成前期准备工作,正式开始进行三维激光扫描作业,采集关于历史建筑的原始点云文件数据信息。第二个方面是数据处理,对历史建筑进行数采集扫描,每个位置区域所获取到的点云数据信息独立坐标,必须对每个独立坐标进行整体拼接,将其置于相同坐标系。值得注意的是,在进行坐标拼接前,对获取到的历史建筑原始点云文件数据信息进行去噪处理,清除部分无价值信息。在三维激光扫描过程中进行彩拍照,将历史建筑黑白影像进行彩渲染,转化成为彩影像,形成彩点云文件。第三个方面是数据建模,系统程序导出文件,再导入到三维立体建模软件中进行数据建模。在三维立体建模软件中,安装技术应用插件、软件,导出软件兼容格式,有利于强化三维立体建模效果。通过
点云生成正射影像图,使用三视图进行三维立体建模软件,也可以选择部分点云数据信息进行模型转化,转化为三角面片模型,再导入到三维立体建模软件中,实现关于历史建筑的局部建模,以再建模技术方法为参照,完成整体三维建模。第四个方面是数据分析,具体涉及到模型修复、模型检测、模型分析、安全评价等内容。历史建筑修建时间较长,不同历史建筑都存在不同程度的破坏,对历史建筑保护和修复工作带来一定难度。应用三维网格模型,以三维网格信息为重要依据,对历史建筑信息进行修复、修改,构建更为完善的历史建筑数字模型。参照历史建筑点云数据,产出高程偏差分析图像,主要对历史建筑损坏部位及损坏情况进行分析判断,确定历史建筑部位损坏、病害具体情况,对历史建筑结构进行整体性安全评价,为历史建筑安全保护和修复工作提供可行性建议。
三、无人机倾斜摄影技术
将无人机倾斜摄影技术应用到历史建筑保护和修复中,其数据采集速度极快,摄像摄影图像信息完整且全面,自动化技术处理水平高,应用无人机倾斜摄影技术,能够大幅度提升历史建筑保护和修复工程项目规划施工效率,在相应时间内完成更多工作任务。无人机倾斜摄影技术具体包括近景摄影测量技术、航空摄影测量技术【3】。在非地形摄影测量中应
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用近景摄影测量技术,在地形摄影测量中应用航空摄影测量技术,获取到高精确度摄影影像信息,同时获取到目标物体地理坐标信息。通常情况下,在历史建筑保护和修复工程实践中,多见应用无人机航空倾斜摄影测量技术。应用无人机航空倾斜摄影测量技术进行历史建筑保护和修复实践,结合地面三维扫描技术,完成数据信息采集。在坡屋顶历史建筑、建筑地形复杂的历史建筑中,测绘站点架设难度较高,应用无人机航空倾斜摄影测量技术,不受环境空间限制影响,对历史建筑信息进行全方位多角度航空倾斜摄影测量。
四、GIS技术
对历史建筑进行保护和修复,充分运用数字信息技术,构建历史建筑档案数据库。在历史建筑档案数据库中,运用GIS技术,对历史建筑空间数据库、历史建筑属性数据库进行数字化管理,具体包含历史建筑图像信息、属性信息、空间信息。以历史建筑数据集为依据,对各类历史建筑信息进行分类后存储,相关人员可对所需要的数据信息进行高效检索。开发历史建筑档案数据库应用功能,比如交互查询、空间分析、虚拟漫游等,推进历史建筑保护和修复工作数字化建设进程。
五、数据库技术、图像分析技术
在街区块状历史建筑、铁路历史建筑保护和修复工程实践中,多见应用数据库技术,对大型历史建筑建筑信息、地形信息、建筑地形图、环境信息等进行整合归纳,应用GIS、ArcGIS技术软件进行信息数据检索,为历史建筑保护和修复指标提供真实有效的参考数据。在图像分析技术中,比如OpenGL图像分析技术,对现2D、3D矢量建筑图像进行渲染,同时配合应用ARC-VIEW、ArcGIS、Revit等数字化工具,对历史建筑进行保护和修复。
助勃器结语
中华民族历史建筑文化博大精深,历史建筑遗产非常丰富,随着时代发展变化,保护和修复历史建筑成为当前最为紧要的问题。不同历史建筑特各有不同,建筑类型、建筑风格各有不同,对历史建筑进行保护和修复时,制定历史建筑保护和修复工程方案,采取不同技术方法进行保护和修复,能够保存原有历史建筑风貌,有效增强历史建筑的历史研究价值,充分发挥历史建筑在历史研究和学习中的实践应用价值。
参考文献:
[1]杨訢.数字技术在历史建筑保护与修复中的应用研究[J].中国房地产,2021(21):6.
[2]赖贞盈,杨金甜,黄思桐,等.数字孪生技术下历史民居建筑保护与改造探究——以南京老城南钓鱼台17号为例[J].明日风尚:下旬,2022(2):4.
[3]郭城.数字化技术在建筑复原和保护中的应用[J].数字技术与应用,2022,40(3):3.
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