BIM與三維掃描技術古建筑修復保護研究范文

本站小編為你精心準備了BIM與三維掃描技術古建筑修復保護研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：將三維激光掃描技術與bim技術進行銜接，應用于古建筑的保護與修復，能發揮兩種技術的優勢。先通過三維激光掃描技術準確獲取古建筑的幾何信息，生成點云模型，再基于點云模型，建立BIM模型，從而實現文物古建筑修復的正向設計，為修復施工、古建筑維護、信息存檔提供技術支持。

關鍵詞：古建筑；三維激光掃描；BIM；正向設計

1引言

隨著我國經濟的持續快速發展，城市化進程加快，對歷史建筑也造成巨大損害，古建筑保護與發展問題日益突顯出來[1]。隨著激光技術的快速發展，激光三維掃描技術廣泛地應用于各個領域[2]。同時隨著BIM技術的不斷發展，古建筑領域也開始應用BIM技術[3-5]。將兩種技術進行銜接，發揮各自的優勢，對文物古建筑的修復有重要的意義。本文首先采用三維激光掃描技術，對兩處古建筑采用無人機和站式兩種方法進行了掃描，對比了不同方式在采集古建筑信息的適用性與區別，然后基于三維激光掃描的點云模型，建立了BIM模型，探討了基于BIM技術的古建筑修復保護的應用方法。

2古建筑概況

本文選擇了兩處古建筑進行了三維激光掃描，分別是五泉山太昊宮壤駟子祠與興隆山握橋。

3古建筑三維激光掃描

太昊宮壤駟子祠采用了無人機和站式兩種掃描方法，通過對比，發現站式掃描更精確，更適用于古建筑復雜的信息采集，后面BIM建模時采用了站式掃描采集的信息。

3.1掃描方式和儀器

點云數據采集主要利用了FARO、Trimble兩款站立式和無人機三維激光掃描儀，如圖1所示。

3.2不同掃描方式效果對比

五泉山太昊宮壤駟子祠采用南方測繪無人機和FARO站式三維激光掃描儀進行了掃描，利用處理軟件完成了點云模型的搭建，不同掃描方法得到的點云模型與實際建筑對比如下。1）無人機掃描首先對壤駟子祠采用無人機掃描，掃描過程和掃描結果見圖2。通過站式掃描，將采集的點云數據通過SCENE軟件進行模型拼接處理，形成點云模型如圖3所示。對采用無人機和站式掃描兩種方法的效果進行了總結（見表1）。

4點云模型向BIM模型的轉化與應用

4.1信息采集與建模

通過對無人機和站立式兩種三維激光掃描方式的對比，決定采用站立式三維激光掃描方法采集古建筑信息，生成BIM模型。為了方便采集復雜構件，同時考慮到文物古建筑的修復多是局部性的，且握橋下方水流湍急，不具備架設站點的條件，本次僅針對部分構件通過三維激光掃描，將三維激光掃描點云模型導入Revit，建立BIM構件模型。BIM模型與實景圖對比如圖4所示。通過BIM模型測量可知握橋耳房外墻寬3153mm、高2420mm，門洞寬2512mm，高2641mm，通過現場實物與BIM出圖的對比可見，通過三維掃描采集準確尺寸信息，建立BIM模型后，能夠準確反映出古建筑墻上復雜的紋路，有效輔助出具設計圖紙。通過BIM模型測量可知通過三維掃描的點云模型，再到基于點云模型建立的BIM模型。采用三維激光掃描準確采集信息，建立BIM族庫，可有效保存古建筑信息，方便古建筑的維修和保護。

4.2整理出圖

BIM出圖時，首先根據需要，建立專用的圖框族，然后將保存好的平面圖視圖、立面圖視圖、剖面圖視圖等放入圖框內，對各圖的位置進行調整布置，圖紙整理布置完成后，可以將圖紙視圖導出為CAD文件。從數據采集到設計出圖，采用三維激光掃描和BIM技術后，能夠極大地提高工作效率和測量精度。整個過程實現了BIM技術在文物古建筑修復中的正向設計，為設計的變更、施工方案的制定、技術交底等后續工作提供改了便利條件。

5結論與展望

1）三維激光掃描實現了“實物還原”，充分體現出三維激光掃描在古建筑數字化信息保護方面的優勢，也為古建筑的三維建模和重建等提供了參考。2）通過三維激光掃描與BIM技術的結合，以點云數據為基礎，建立古建筑的BIM模型，能夠實現BIM技術在文物古建筑修復中的正向設計，為設計的變更、施工方案的制定、技術交底等后續工作提供改了便利條件，還可建立古建筑信息模型數據庫，對于古建筑的保護具有重要的意義。

參考文獻

[1]李燕,宣勇.古建筑修復和改建實踐[J].施工技術,2008,37(6):111-112.

[2]余明,丁辰,過靜珺.激光三維掃描技術用于古建筑測繪的研究[J].測繪科學,2004,29(5):69-70.

[3]王茹,孫衛新,張祥.明清古建筑構件參數化信息模型實現技術研究[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2013,45(4):479-486.

[4]饒金通.古建筑的三維數字化建模與虛擬仿真技術研究[D].廈門:廈門大學,2006.

[5]李黎,鄧雪原.基于IFC標準BIM數據庫的構建與應用[J].四川建筑科技研究,2013,39(3):296-301．

作者：孫文 劉赟 楊全兵 單位：甘肅省建筑科學研究院