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数字化技术在古建筑保护的应用

期刊目录网建筑工程论文发表2019-09-29 09:49关注(1)

  本文主要研究当前数字化技术在古建筑保护中的应用。通过地面三维激光扫描等新技术能够有效提升对古建筑的保护功能,并借助地理数据库和三维建模技术建立健全古建筑数据库。当前国内针对古建筑保护的数字化建设还处在初级阶段,因此在进行古建筑保护的过程当中需要不断提升数字化技术的应用水平,最大程度上的避免古建筑受自然灾害的侵蚀和人为的损坏,切实提升对古建筑保护的力度。

数字化技术在古建筑保护的应用

  关键词:古建筑保护;数字化;技术应用

  1古建筑三维数据的采集和处理

  在进行古建筑保护的过程当中借助数字化技术能够有效提升对古建筑的研究和保护水平。在进行古建筑研究的过程当中,对古建筑的具体数据具有较高的要求,利用传统的测绘模式对古建筑的各项数据进行采集,需要借助钢尺和水准仪对建筑物的平面、立面和剖面特征点的位置进行确认和划线,从而对古建筑设计进行分析,加上对古建筑线条几何关系的分析实现对古建筑特征图的绘制。而随着社会经济科技的迅猛发展,测绘技术有了极大的进步。在进行古代建筑物测绘的过程当中逐渐运用更新的测绘技术手段,提升了对古建筑物相关数据的获取能力和数据的精准度,通过应用GPS、全站仪、测量机器人和近景摄影测量等技术手段能够有效提升对古建筑研究过程当中的测量水平,但是数据结果在进行古建筑高精度普查的过程当中还存在一定的不足。而运用地面三维激光扫描技术能够有效避免传统古建筑测绘方式中存在的不足,传统的单点定位测量、点线测绘技术以及照相测量技术在进行古建筑数据采集和建模的过程当中数据存在精度不足的问题,而应用地面三维激光扫描技术能够适应复杂的建筑测绘环境,并及时将古建筑表面的数据点进行扫描和测量,从而获得精密准确的古建筑三维坐标点数据,通过对这些数据进行分析和处理从而形成古建筑实体表面的三维模型。借助三维数据模型能够有效提升对古建筑保护的研究,通过形成完整准确的数字档案为古建筑的修复和保护工作提供一定借鉴,并且通过对已知数据的分析,研究人员甚至能够对被损坏或已经不存在的历史遗迹进行修补和重建,真正实现对古建筑原貌的再现工作。

  2古建筑数字化保护系统的设计

  2.1古建筑数据库的建立

  为了切实提升对古建筑的保护能力,就需要通过数字化技术实现对古建筑数据库的建立,从而形成古建筑数字化保护系统,真正提升对古建筑的研究和保护能力。在进行古建筑数据库建立的过程当中,需要注意古建筑信息空间位置信息与属性信息的结合。对于古建筑数据库而言,在进行数据采集和专业的过程当中必须以空间数据库和属性数据库为基础,不仅记录古建筑的影像图、建筑平面图以及三维模型等空间数据,还需要对古建筑的材质、构件类型和尺寸等属性进行记录和分析,从而切实提升对古建筑的保护作用。一般来说在进行古建筑空间数据库构建的过程当中借助栅格数据和矢量数据对古建筑的空间信息进行描述,遥感影像图等就是主要的栅格数据,点云数据和三维模型等就是主要的矢量数据。简单来说,在进行矢量数据构建的过程当中需要以单个地学实体为独立单元,对要素之间的拓扑关系进行构建和存储,从而有效实现对古建筑内部要素拓扑关系的快速检索和查询功能,切实提升古建筑空间数据库的应用性,提升古建筑数字化保护系统的运行质量和效率。随着社会经济科技迅猛发展,社会各界越来越重视对古建筑文物的保护工作,因此基于当前对古建筑相关文物保护工作的实际要求,在进行数字化古建筑保护的过程当中需要建立健全古建筑属性数据库,包括与空间数据库相对应的属性信息以及其他属性信息。与空间数据库相对应的属性信息包括古建筑的面积和构成等信息,而其他属性信息主要包括文献资料信息和历史文化信息等。古建筑属性数据库的科学建立能够有效提升当前研究人员对古建筑的相关研究工作质量,并且有效实现对古建筑的翻修和重建工作,切实提升古建筑文物的传承与保护。古建筑属性数据库在建立的过程当中需要重视对应用程序和信息的快速提取功能,根据对点云数据库和建筑信息数据库结构的设置,可以及时查询到古建筑的各项坐标和层数、层高等相关数据,极大地提升了对古建筑的研究工作。

  2.2古建筑数字化保护系统

  将数字化技术运用于古建筑保护研究不仅包括对古建筑数据库的建立,还需要建立健全古建筑数字化保护系统。当前在进行古建筑数字化保护系统设计和开发的过程当中应用了GIS系统,GIS系统具有一定的可视化功能和空间分析能力,因此能够有效地实现对古建筑数字化保护系统建设的各项要求。古建筑数字化保护系统的系统演示功能通过对二维窗口和三维窗口的不同应用能够提供对古建筑属性数据的提取功能。通过系统展示的二维窗口,能够有效地对古建筑的地图进行放大或缩小,或者对图层进行分层。而利用系统展示的三维窗口能够实现对古建筑三维模型的放大缩小,并通过手动对模型进行旋转实现场景漫游。古建筑数字化保护系统的监测分析功能能够有效提升对当前古建筑周边环境的监测和分析,有效地避免环境因素和人为因素对古建筑的破坏和影响,并且通过监测分析窗口能够有效实现对古建筑构件、维护技术等方面的监测和分析,具有非常强的应用性。因此在进行古建筑数字化保护系统建立的过程当中需要由专业人员实现对系统的合理设计和安排,切实提升古建筑数字化保护系统的应用能力,为国内古建筑保护工作提供一定助力。

  3数字化技术在古建筑保护中的应用

  3.1三维激光扫描技术的应用

  前文提到当前在进行古建筑三维数据采集和处理的过程当中广泛的应用了三维激光扫描技术,传统的古建筑测绘方式耗时较长,并且对人力物力具有较高的需求,最重要的是传统的测绘方式很难实现当前对古建筑数据的精确化要求。而在进行古建筑数据测量的过程当中应用三维激光扫描技术速度更快,能够提供更加丰富的数据信息。三维激光扫描技术对古建筑表面的被测点进行测量,因此能够有效地提升对被测物体的展现力,有效地解决复杂环境或复杂建筑形态的观测问题。另外三维激光扫描技术精度更高,由于在测绘过程当中采用非接触式测量方法因此能够有效地提升对被测古建筑物的保护工作,由于很少需要搭建外部脚手架等辅助用具因此很大程度上的提升了对人力物力和资金的节约能力。相比于传统测绘数据的保存方式,应用三维激光扫描技术能够有效实现对被测古建筑物的数据化资料库的建立,从而长久的保存古建筑的测绘信息,具有非常广泛的用性。

  3.2实现数字化监管

  将数字化技术应用于古建筑保护工作能够有效实现对古建筑的数字化监管工作,通过对古建筑现场数据的测绘和采集能够及时形成古建筑的相关数据模型,对古建筑的颜色特点、形状和纹理特征等进行记录。从而对借助古建筑的定期检查和维护工作分析检查过程当中古建筑数据是否与测绘时的数据存在差异。如果在进行定期检查和维护的过程当中发现古建筑出现腐烂和损坏等情况,能够及时对古建筑进行保护,避免周边环境或人为因素对古建筑造成破坏。

  4小结

  数字化技术在古建筑保护当中的应用为古建筑保护工作带来了新的可能性,极大地提升了对古建筑的保护力度,并且能够真正意义上实现在进行古建筑保护的过程当中对古建筑的复原研究。在进行古建筑保护的过程当中应用三维激光扫描技术等新的数字化技术时还需要相关研究人员加强对新技术的应用水平,不断提升对国内文化遗产的保护工作。

  参考文献

  [1]金澄宇,王琴.数字化技术在乡村古建筑保护中的应用探讨[J].计算机时代,2013(1):20-22.

  [2]马腾飞.数字化技术在乡村古建筑保护中的应用研究[J].速读(下旬),2017(12):230.

  [3]杨树涛.数字化技术在乡村古建筑保护中的应用研究[J].中国新通信,2017,19(19):99-100.

  作者:王思琦 单位:山西省古建筑保护工程有限公司

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