快報！三維掃描助力建筑遺產(chǎn)保護

保護建筑遺產(chǎn)對研究社會和人類歷史的發(fā)展具有重要意義。三維掃描技術(shù)作為近年來文物保護領(lǐng)域興起的重要技術(shù)手段，以其高精度采樣率、非接性、快速高效的特點，可以準(zhǔn)確有效地記錄文物的真實信息，并能在虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域用交互的手段來展示，因此在文物數(shù)字化保護方面的作用愈發(fā)重要。

傳統(tǒng)保護方法的不足

三維環(huán)境數(shù)據(jù)不完整；測量的返工次數(shù)較常發(fā)生；二維圖紙和三維模型，與實際環(huán)境有差異、不真實。

三維掃描技術(shù)優(yōu)勢

三維激光掃描儀可以快速獲取完整、高精度的環(huán)境數(shù)據(jù)；對觀測目標(biāo)無需直接接觸，避免了對古跡文物造成二次傷害；建立的三維模型可以保存為真實文物的副本，對文物的保護，修復(fù)和研究具有重要意義；可以對被破壞的文物進行“數(shù)字修復(fù)”，數(shù)字模型還可用于虛擬演示和互聯(lián)網(wǎng)的漫游。

案例

1.建筑物形變監(jiān)測

利用建筑點云數(shù)據(jù)直觀地監(jiān)測建筑的變形范圍及量級。通過提取不同時期點云數(shù)據(jù)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)古建筑的梁、檁、枋、墻體等、扭曲、變形的細微變化及地面的整體平整度。通過彩虹圖高程偏差分析，得出殘損病害的具體數(shù)值。針對以上問題可以及時進行修繕，防災(zāi)減災(zāi)，避免文物毀壞。

2.建筑遺產(chǎn)虛擬展示

利用虛擬漫游軟件，把靜態(tài)地數(shù)字模型進行動態(tài)虛擬展示。使建筑專業(yè)人員可以直觀地查詢建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，構(gòu)建細部，紋理色彩等信息。在博物館中，可以全方位地展示傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)文化，增強建筑與觀眾的互動。

3.BIM建筑信息管理

利用點云數(shù)據(jù)建立的三維模型可以與BIM（建筑信息模型）結(jié)合建立建筑信息模型系統(tǒng)?；邳c云數(shù)據(jù)建立BIM模型表達古建筑全生命周期信息的可行性。實現(xiàn)了對古建筑構(gòu)件的“參數(shù)化”的統(tǒng)計與命名為建筑遺產(chǎn)的數(shù)字化留取、系統(tǒng)化表達和科學(xué)化管理提供了參考。

4.建筑遺產(chǎn)虛擬修復(fù)

通過對建筑進行整體三維掃描及紋理采集，生成高精度三維模型。以虛擬修復(fù)模型為實驗對象來推敲復(fù)原方案，對殘損和病害的部分進行預(yù)修復(fù)，科學(xué)地為古建筑的修繕制定方案。

總結(jié)

三維掃描技術(shù)所具有的優(yōu)點，改變了傳統(tǒng)的測量作業(yè)模式“非接觸式”工作方式避免了對歷史建筑的二次損害，點云數(shù)據(jù)建立的三維建模，以及繪制的平、立、剖二維線劃圖，可在不同階段的掃描中及時更新，不論是三維建模還是二維線劃圖，作為古跡保護、修復(fù)、挖掘、異地復(fù)建或者是展覽、演示都起著非常重要的作用。