時(shí)文娣 文雪

摘?要： 在此次研究中，結(jié)合文物建筑勘察設(shè)計(jì)對(duì)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用狀況，深入分析了此技術(shù)作用與局限性，進(jìn)而為文物保護(hù)領(lǐng)域相關(guān)工作的開(kāi)展提供必要保障。

關(guān)鍵詞： 三維激光掃描技術(shù);文物建筑;勘察設(shè)計(jì);應(yīng)用;探討

【中圖分類號(hào)】TN249?????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?????【文章編號(hào)】1674-3733（2020）01-0059-01

文物是重要文化資源，而文物建筑則屬于不可移動(dòng)的文物，經(jīng)多年變遷，很多都需要加大保護(hù)和修繕力度。其中，勘察設(shè)計(jì)就是保護(hù)與修繕的重點(diǎn)，特別是現(xiàn)場(chǎng)勘察測(cè)繪以及方案設(shè)計(jì)兩方面?；诂F(xiàn)代科技水平的提高，文物建筑勘察測(cè)繪中引入的科技手段越來(lái)越多，而三維激光掃描技術(shù)則被作為高科技測(cè)繪方式得到了廣泛應(yīng)用。由此可見(jiàn)，深入研究并分析三維激光掃描技術(shù)在文物建筑勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分有必要。

1?文物建筑勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)的重要作用闡釋

1.1?法式勘察精準(zhǔn)度更高。法式勘察，具體指的就是系統(tǒng)調(diào)查并測(cè)繪建筑的形制，對(duì)其結(jié)構(gòu)以及年代特征等做出分析，以了解文物建筑的價(jià)值[1]。文物建筑都能夠特定的歷史時(shí)期特征和建筑結(jié)構(gòu)、工藝等真實(shí)反映出來(lái)，借助三維激光掃描技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)，可確保法式勘察的準(zhǔn)確性。在我國(guó)，現(xiàn)存文物建筑一般都是木結(jié)構(gòu)，其柱子側(cè)角、卷殺和升起均能夠?qū)r(shí)代特征反映出來(lái)。而在手工測(cè)繪中，僅借助手工工具勘察并測(cè)繪法式特征，很難保證較高的精準(zhǔn)度。但在使用三維激光掃描技術(shù)后，即可對(duì)柱子各位置三維數(shù)據(jù)加以獲取，在計(jì)算與分析的基礎(chǔ)上就能夠?qū)Ψㄊ教卣餍纬上到y(tǒng)了解。

1.2?利于殘損變形測(cè)繪。眾所周知，文物建筑都會(huì)經(jīng)歷多種自然災(zāi)害侵害，所以殘損與變形的問(wèn)題不可避免。借助三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)信息能夠?qū)垞p與變形情況反映出來(lái)，對(duì)變形殘損位置加以確定。其中，九層神廟屬于世界文化遺產(chǎn)，在我國(guó)援助修復(fù)此項(xiàng)目的時(shí)候，將三維激光掃描技術(shù)引入其中，使得掃描測(cè)繪的精確度明顯提高[2]。特別是現(xiàn)場(chǎng)勘察測(cè)繪過(guò)程中，采集了建筑群數(shù)據(jù)信息，通過(guò)構(gòu)建三維點(diǎn)云模型，將建筑殘損和變形的情況切實(shí)反映出來(lái)，使得現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估和設(shè)計(jì)方案的制定均獲得了有價(jià)值的參考依據(jù)。

1.3?精確測(cè)繪精美藝術(shù)構(gòu)件。

對(duì)于文物建筑而言，藝術(shù)價(jià)值十分重要。大部分的文物建筑，其雕刻均相對(duì)復(fù)雜且彩繪精美，若選用傳統(tǒng)方式很難保證吃的精確性，但利用手持三維激光掃描方式，就能夠在短時(shí)間內(nèi)完成工作任務(wù)。仍以九層神廟為例，在神廟與附屬建筑群中，很多木構(gòu)件與門(mén)窗的雕飾都是組成建筑的重要部分，在雕刻方面十分精美且內(nèi)容不同[3]。在對(duì)三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了掃描與成圖的目標(biāo)，科學(xué)化地記錄了此藝術(shù)成就，為后期修繕工作的開(kāi)展提供了必要幫助，且更好地傳承了傳統(tǒng)工藝。

1.4?彌補(bǔ)手工測(cè)量缺陷。

在傳統(tǒng)的手工測(cè)繪工藝中，要將平面、剖面和立面的草圖勾畫(huà)出來(lái)，并測(cè)量草圖中結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的尺寸。而草圖是反映建筑局部的一種形式，數(shù)據(jù)信息很難將建筑整體反映出來(lái)。加之傳統(tǒng)手工工藝所測(cè)量的文物建筑構(gòu)件，很難保證測(cè)量的精確性。但是三維激光掃描技術(shù)則不同，能夠?qū)σ陨蠁?wèn)題加以解決。在對(duì)此技術(shù)運(yùn)用的同時(shí)，可有效構(gòu)建建筑三維點(diǎn)云整體模型，對(duì)任意位置點(diǎn)云切面進(jìn)行截取，安排設(shè)計(jì)工作人員就可以整理并形成現(xiàn)狀圖，為制定設(shè)計(jì)方案奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2?文物建筑勘察設(shè)計(jì)中三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用局限表現(xiàn)

2.1?成本高。

三維激光掃描技術(shù)的設(shè)備價(jià)格高昂，且在后期處理數(shù)據(jù)方面，所使用的硬件設(shè)備也必須具備較高的專業(yè)性。為此，勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的投入成本會(huì)明顯增加，但文物建筑勘察設(shè)計(jì)費(fèi)用不高，需在有限設(shè)計(jì)費(fèi)用中支付測(cè)繪費(fèi)用，若是普通文物建筑修繕的項(xiàng)目，此技術(shù)的應(yīng)用成本必要超出設(shè)計(jì)費(fèi)用范圍，難以為設(shè)計(jì)企業(yè)所負(fù)擔(dān)[4]。為此，文物建筑勘察設(shè)計(jì)工作對(duì)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用仍相對(duì)有限，僅在專項(xiàng)資金有所保障的重點(diǎn)工程項(xiàng)目或者課題項(xiàng)目中得到了運(yùn)用。

2.2?對(duì)測(cè)繪環(huán)境提出較高要求。在用文物建筑通常都用于參觀和展覽，且在室內(nèi)有諸多佛像或者是展覽，遮擋明顯。在現(xiàn)場(chǎng)使用激光脈沖難以保證穿透力，加之遮擋限制，會(huì)產(chǎn)生漏點(diǎn)而影響數(shù)據(jù)的完善性。與此同時(shí)，部分文物建筑的周邊環(huán)境不理想，與附近建筑距離較近，難以使用三維掃描設(shè)備。以上客觀條件均會(huì)對(duì)三維激光掃描技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用造成影響。

2.3?無(wú)法全面采集復(fù)雜文物建筑數(shù)據(jù)信息。如果文物建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是存在交叉與重疊的情況，采用三維激光掃描只能夠應(yīng)用在可視部分，進(jìn)而出現(xiàn)較多的漏點(diǎn)，難以將文物建筑結(jié)構(gòu)的基本特征真實(shí)地反映出來(lái)[5]。尤其是古建筑，其斗栱結(jié)構(gòu)就相對(duì)復(fù)雜，且構(gòu)件間有重疊和交叉的情況，無(wú)法利用三維激光掃描技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所以仍需借助手工測(cè)繪方式補(bǔ)充。

2.4?點(diǎn)云模型難以生成線圖。使用三維激光點(diǎn)云模型要借助特定處理軟件才能夠打開(kāi)，并結(jié)合實(shí)際需求完成切片生成矢量正攝影像圖。隨后，選擇CAD軟件線描處理，業(yè)內(nèi)的后期工作量較大，直接影響了工作效率。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，在文物保護(hù)行業(yè)中，三維激光掃描技術(shù)作為高新科技方式被引入其中，為文物建筑的勘察設(shè)計(jì)工作開(kāi)展提供了必要幫助。但需要注意的是，此技術(shù)的應(yīng)用仍存在一定局限性，需借助傳統(tǒng)手工測(cè)繪方式補(bǔ)充。此技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸擴(kuò)展至文物監(jiān)測(cè)、修復(fù)和信息管理等其他的文物保護(hù)領(lǐng)域。伴隨此技術(shù)的進(jìn)一步完善與發(fā)展，其成本會(huì)隨之降低，所以應(yīng)用于文物保護(hù)行業(yè)的前景可觀，需在實(shí)踐過(guò)程中加大探索的力度，進(jìn)而為文物保護(hù)事業(yè)的發(fā)展提供必要幫助，充分彰顯三維激光掃描技術(shù)的價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義，全面優(yōu)化文物建筑勘察設(shè)計(jì)工作。

參考文獻(xiàn)

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[2]?馬宏毓，趙新.三維激光掃描技術(shù)及BIM技術(shù)在古建筑保護(hù)測(cè)繪中的應(yīng)用[J].巖土工程技術(shù)，2019，33（4）：222-225.

[3]?劉宏光，王鑫森，高超.三維激光掃描技術(shù)在文物建筑建檔保護(hù)工作中的應(yīng)用探討[J].測(cè)繪與空間地理信息，2017（6）：127-129.

[4]?孫文，劉赟，楊全兵.基于BIM技術(shù)及三維激光掃描技術(shù)的古建筑修復(fù)保護(hù)研究[J].中國(guó)建材科技，2019，28（3）：144-145.

[5]?張洪吉，羅勇，裴尼松， 等.基于三維激光掃描的古建筑文物三維數(shù)字化保護(hù)研究——以四川樂(lè)山文廟大成殿為例[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016（7）：42-44.