基于三维实景建模技术的历史建筑测绘

2020-09-29

身为世界文明古国的先辈,他们用勤劳和智慧为后代留下了大量珍贵的古建筑,这些承载着重要历史信息的建筑遗产,不只是遮风挡雨的居所,更承载着不同民族、不同地区、不同信仰的精神智慧,蕴涵着深厚的历史、人文和科学研究价值。

但是古建筑从落成之日起就受到了不同程度的侵蚀和破坏。在自然中期和长期的风霜雨雪、雷电冰雹,会不断腐蚀和氧化建筑物的外观和构件;地震、洪灾、泥石流等自然灾害会严重破坏房屋结构。在历史的长河中,战争、火灾、人口迁移、城市化、过度开发等人为因素也造成了众多文物古迹的消失。据国家第三次文物普查有关数据显示,近几十年来,不可移动文物已消失四万四千多处,平均每年至少有2000多处文物被破坏。

如今,古建筑、古民居、古村落不断消失,对建筑布局、建筑形态、结构体系、构件尺寸等进行全面测绘,是保护和传承建筑技术、工艺和价值最基本、最有效的手段和方法。绘图能获取具体的古建筑资料和相关信息,是文物保护工作中最基本的环节。

1、历史建筑测绘现状:

我国古代建筑测绘的方法部分还停留在比较传统的手工测绘阶段,这种测绘依赖于测绘人员具备一定的建筑学综合素养,熟悉测绘对象的相关历史、结构、特征和构造知识,同时接触式手工测绘可能对历史建筑造成不可逆转的损害。这极大地降低了古建筑测绘的效率。

当前,在古建筑测绘中,国内外应用的先进仪器有全站仪、三维激光扫描仪等高精度硬件设备,利用激光的反馈特性,直接获取空间和物体的信息,精度高,无需与古建筑接触,但其缺点是成本高,携带不便,后期处理繁琐,处理后点云数据缺乏古建筑所需的纹理特征。

对比传统和现代测绘的利弊。

常规测绘

优势:不需要设备投入要求。

不足之处:精确度低,效率低,人力物力成本高,易造成文物的破坏。

现代化测绘

优势:高精度,高效率,低成本,绘图成果包含纹理特征,与文物本体无接触。

不足之处:设备成本高,后期处理繁琐。

2、利用图像对古建筑进行三维实景建模:

基于图像采集的三维实景建模技术与传统测绘方法相比,具有不接触物体、测绘设备成本低、后期处理简单、包含古建筑不同部位的相关纹理信息、精度能满足建筑测绘等特点。该方法的基本原理是通过对空中、地面连续的数字影像,结合空间坐标信息进行计算机空三处理和建模,最终形成可视化或可编辑的三维实景模型。