基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)與BIM的古建筑三維信息表達(dá)方法研究

石力文，侯妙樂，胡云崗，李愛群，解琳琳

（1. 北京未來城市設(shè)計(jì)高精尖創(chuàng)新中心，北京 100044；2. 北京市建筑遺產(chǎn)精細(xì)重構(gòu)與健康監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044；3. 代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫教育部工程中心，北京 100044）

古建筑承載著悠久的歷史和燦爛的文明，是人類智慧與勤勞的結(jié)晶和共同財(cái)富。作為物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要一部分，古建筑具有不可再生性，一旦遭到破壞，將會(huì)成為永遠(yuǎn)的遺憾。由于受戰(zhàn)爭、地震等自然因素和旅游開發(fā)等人為因素的影響，這些歷史悠久的建筑文化遺產(chǎn)隨著歲月的流逝正遭到不同程度地?fù)p壞。以阿富汗最古老，最高的立式佛像之一的巴米揚(yáng)大佛為例，阿富汗戰(zhàn)爭爆發(fā)以來，文化遺產(chǎn)遭受破壞的情況非常嚴(yán)重，佛像在2001年3月被炸毀，因此在不損傷文物的前提下實(shí)現(xiàn)遺產(chǎn)信息留取與保護(hù)修復(fù)迫在眉睫，對(duì)中國古建筑進(jìn)行三維數(shù)字化保護(hù)是對(duì)中國建筑精髓傳承的重要手段，不僅有利于記錄古建筑的構(gòu)造形式和歷史、文化和科學(xué)價(jià)值，更能對(duì)古建筑修繕保護(hù)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

由于建筑遺產(chǎn)數(shù)量龐大，年份久遠(yuǎn)，記錄檔案與歷史資料難免出現(xiàn)缺失，傳統(tǒng)的文物三維信息采集主要依賴皮尺等簡易的工具、手工繪圖和記錄，測(cè)繪成果因人而異，詳略不一，成圖精度也較低[1]。近年來，伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，全球定位系統(tǒng)（GPS）、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、三維激光掃描等技術(shù)以無損、高效、高精度等優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)下建筑遺產(chǎn)數(shù)字化留取的有效手段；而CAD二維線劃圖、點(diǎn)云模型、建筑信息模型（BIM）、正射影像等成果表達(dá)方式也為古建筑數(shù)字化保護(hù)中存在問題提供了有效的解決方法。李舒靜[2]針對(duì)GIS技術(shù)展開重點(diǎn)研究，從服務(wù)文物保護(hù)工作層面出發(fā)，肯定了BIM技術(shù)可以彌補(bǔ)GIS技術(shù)在建筑單體、建筑構(gòu)件層次的不足，提出了“類型樹+結(jié)構(gòu)樹”的新型信息采集方法。王茹[3]團(tuán)隊(duì)側(cè)重于BIM技術(shù)在文物建筑復(fù)原工作中的應(yīng)用，在基于BIM技術(shù)的文物建筑模型的參數(shù)化研究方面取得了一定的成果，上述兩種方法都未考慮將點(diǎn)云數(shù)據(jù)與BIM技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用。劉茂華[4]基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用Revit軟件，通過IFC標(biāo)準(zhǔn)連接，將BIM數(shù)據(jù)與三維GIS數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)、外三維一體化模型的構(gòu)建，主要側(cè)重于現(xiàn)代建筑室內(nèi)、外環(huán)境的融合，針對(duì)建筑本體細(xì)節(jié)的研究較少。上海玉佛禪寺修繕與改擴(kuò)建工程中采用了Revit建模方法，這是在BIM技術(shù)平臺(tái)上結(jié)合三維激光掃描和3D GIS數(shù)字化城市技術(shù)對(duì)古建筑修繕與改擴(kuò)建全過程服務(wù)的一次創(chuàng)新性嘗試[5]，但缺少針對(duì)古建筑構(gòu)建“族”模型庫的完善，未考慮古建筑系統(tǒng)化管理的問題。

面向古建筑信息留取、表達(dá)和管理的迫切需求，針對(duì)目前古建筑數(shù)字化保護(hù)工作中存在的信息缺失、信息共享性差、缺乏科學(xué)化管理等關(guān)鍵難題，本研究結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)在古建筑保護(hù)中的優(yōu)勢(shì)，提出了一種基于三維激光掃描技術(shù)和建筑信息模型（BIM）技術(shù)的古建筑信息有效表達(dá)方法，并通過進(jìn)一步的實(shí)例驗(yàn)證了本文方法的可行性與有效性。本文的研究成果可為古建筑遺產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)數(shù)字化留取和三維信息表達(dá)提供重要參考。

1 古建筑數(shù)字化保護(hù)技術(shù)分析

在傳統(tǒng)的古建筑測(cè)繪中，通常利用標(biāo)桿、鋼尺和水準(zhǔn)儀手工量取建筑物平、立、剖面特征點(diǎn)的位置以及相應(yīng)的特征線的距離，測(cè)量方法為“以點(diǎn)概面”，靠肉眼判讀記錄，進(jìn)而利用古建筑設(shè)計(jì)和現(xiàn)狀的幾何關(guān)系繪出線性特征圖[6]。一方面，針對(duì)復(fù)雜異構(gòu)的古建筑，空間特征描繪不準(zhǔn)確，往往沒有實(shí)際依據(jù)，僅憑觀測(cè)；另一方面，對(duì)于較高的建筑，測(cè)量難度高，不可避免存在人為踩踏等行為對(duì)古建筑造成破壞，測(cè)量的效率和精度也顯著降低。傳統(tǒng)測(cè)繪由于測(cè)量和表達(dá)方式的限制，很難確切地記錄古建筑的現(xiàn)狀，隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種數(shù)字化技術(shù)相繼出現(xiàn)，這些技術(shù)發(fā)展并完善了古建筑信息留取手段（圖1）。

圖1 古建筑數(shù)字化及三維建模關(guān)鍵技術(shù)（來源：作者自繪）

1.1 三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于古建筑數(shù)字化幾何模型的構(gòu)建，目前比較成熟的是三維激光掃描技術(shù)，它是一種利用激光脈沖對(duì)物體表面進(jìn)行掃描從而獲取其表面特征信息的技術(shù)。該技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具有安全性高、精密度高、效率高、應(yīng)用前景廣等特點(diǎn)[1]，而且經(jīng)濟(jì)高效。此外值得注意的是，其輸出文件與CAD、三維建模等軟件存在成熟接口，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效轉(zhuǎn)換，相比傳統(tǒng)的采集模式，古建筑信息能夠得到更為全面、詳盡的留存[7]，同時(shí)也降低了工作人員的工作強(qiáng)度和難度。因此，三維激光掃描技術(shù)被廣泛應(yīng)用于古建筑數(shù)字化保護(hù)領(lǐng)域，尤其是它非接觸式的測(cè)量的手段，遵循最小干預(yù)原則，滿足了古建筑保護(hù)的核心需求[8]。它的出現(xiàn)使古建筑測(cè)繪數(shù)據(jù)的獲取實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的單點(diǎn)獲取方式向快速的、大規(guī)模的自動(dòng)化獲取方式的轉(zhuǎn)變。

利用三維激光掃描儀對(duì)物體進(jìn)行數(shù)字化，得到的物體表面大量點(diǎn)的三維坐標(biāo)的集合稱為點(diǎn)云數(shù)據(jù)[9]。點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過去噪、平滑、配準(zhǔn)等預(yù)處理，可以重構(gòu)古建筑的三維模型。將三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于古建筑信息留存保護(hù)，憑借掃描儀毫米級(jí)的點(diǎn)間距以及每秒百萬點(diǎn)級(jí)的采集速度，使古建筑信息的數(shù)字化建檔工作更加精確和高效，信息可視化成果也更加生動(dòng)具體。

1.2 建筑信息模型技術(shù)在古建筑保護(hù)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

建筑的信息化是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，以建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術(shù)為代表的空間信息技術(shù)的應(yīng)用已成為關(guān)注的熱點(diǎn)，其特征就是運(yùn)用信息技術(shù)，創(chuàng)建和使用信息模型，從信息維度對(duì)建筑全生命周期實(shí)現(xiàn)映射、控制和管理[10]，目前已經(jīng)成熟應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)和建筑管理等領(lǐng)域。在過去的文化遺產(chǎn)保護(hù)中，CAD技術(shù)的普及和推廣改變了傳統(tǒng)的手工繪圖的方式，可以說是遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的第一次數(shù)字革命。而現(xiàn)在，BIM模型的出現(xiàn)將引發(fā)第二次數(shù)字革命[11]。在這樣的背景下，如何使其更好地為建筑遺產(chǎn)保護(hù)提供可能，是BIM技術(shù)本身，也是建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域需要積極探討的問題。

古建筑的建筑整體是以各個(gè)建筑構(gòu)件組合起來的形式搭建的特點(diǎn)與BIM技術(shù)中以“族”模型相搭建的形式建立模型高度契合[12]，BIM中的“建筑生命周期管理”思想與遺產(chǎn)保護(hù)實(shí)踐需求高度契合，將BIM技術(shù)應(yīng)用于古建筑數(shù)字化保護(hù)可以說具有多方面的優(yōu)勢(shì)。

(1)在數(shù)據(jù)記錄方面。傳統(tǒng)的CAD制圖常用來記錄古建筑的二維信息，二維圖紙信息缺少直觀性、系統(tǒng)性與可繼承性；常用的三維模型手段，如3ds Max、Sketch Up模型，具有強(qiáng)大的效果展示和模型渲染能力，但是針對(duì)古建筑的信息留取，其只具備“形”，而沒有可服務(wù)于應(yīng)用的“信息”；在BIM建模過程中，根據(jù)平面、立面上的一些簡單操作可直接建立三維模型，這與二維數(shù)據(jù)記錄相比，省去了繁瑣的步驟，也更加全面和規(guī)范化。在某種程度上，BIM可以看作是文物建筑的數(shù)字化、信息化過程，能夠?qū)⒔ㄖz產(chǎn)的隱含信息，包括歷史信息、人文信息等表達(dá)出來。

(2)在數(shù)據(jù)共享方面。BIM模型可說是各種“族”模型的組合體，在相同形制的古建筑構(gòu)建過程中，創(chuàng)建一類相對(duì)固定的古建筑樣式，如斗拱、梁、柱、屋頂，甚至整個(gè)梁架結(jié)構(gòu)體系，通過調(diào)用固定樣式的族文件，修改屬性中預(yù)先設(shè)定的族參數(shù)就可以形成不同尺寸的構(gòu)件。這樣的模型數(shù)據(jù)共享，不僅節(jié)省了建模時(shí)間，還有助于對(duì)古建筑不同的構(gòu)件進(jìn)行整理分類，使這些族可以像“基因”一樣存入古建的“基因庫”中，并不斷被豐富與完善。

(3)在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面。BIM建模過程中，可以對(duì)一個(gè)族或者實(shí)例定義相關(guān)的屬性，如結(jié)構(gòu)類型、材料、體積等，通過建立一個(gè)相關(guān)種類的明細(xì)表，可以系統(tǒng)地得到某一個(gè)類型下的所有族或者實(shí)例的屬性信息。將BIM技術(shù)引入古建筑保護(hù)的領(lǐng)域，為解決目前古建筑保護(hù)工作中缺乏科學(xué)化管理等問題打開了一條創(chuàng)新之路。

總得來說，BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)古建筑保護(hù)系統(tǒng)化管理，提高古建筑數(shù)字化保護(hù)的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)古建筑保護(hù)全面信息化和現(xiàn)代化，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景[13-14]。

1.3 BIM結(jié)合三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

根據(jù)原始數(shù)據(jù)的獲取來源，BIM模型構(gòu)建主要有兩種方式，第一種針對(duì)建筑設(shè)計(jì)與施工，即在建筑的設(shè)計(jì)階段根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙建立BIM模型；第二種針對(duì)現(xiàn)有建筑的“實(shí)景復(fù)制”，采集現(xiàn)有建筑的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行三維建模[15]。本文所面向的古建筑數(shù)字化保護(hù)需求，常常因圖紙缺失或常年累月的變形無法獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息，主要采用第二種方式開展。

BIM技術(shù)建模能夠清晰地表達(dá)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各部分的銜接關(guān)系，結(jié)合三維激光掃描技術(shù)，基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建BIM模型，避免了在缺失圖紙情況下過多的人為干預(yù)造成二次精度損失的問題，高精度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)也能夠確保構(gòu)件位置和尺寸信息的準(zhǔn)確性，解決如何利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑物現(xiàn)狀信息表達(dá)的問題。綜上所述，三維激光掃描技術(shù)和BIM技術(shù)相結(jié)合是一種全新有效的古建筑數(shù)字化保護(hù)方法。

2 模型與模型化表達(dá)方法

我國建筑遺產(chǎn)種類繁多，材質(zhì)和構(gòu)造形式多樣，對(duì)各類建筑遺產(chǎn)的信息進(jìn)行全面的數(shù)字化表達(dá)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，借助現(xiàn)代科學(xué)研究方法中的模型作為一個(gè)“中介”來承載古建筑的內(nèi)在信息可以作為一種行之有效的解決手段。

精確全面的三維數(shù)字化信息留取是模型表達(dá)的前提，對(duì)于古建筑模型來說，模型的精細(xì)程度越高，所需獲取的數(shù)據(jù)量越大，對(duì)硬件的要求較高，同時(shí)也增加了文保工作者的信息管理難度。近年來“模型化”概念的提出為上述矛盾提供了解決方法，其基本思想是通過建立以及研究模型的方法去把握了解事物[13]。如今隨著現(xiàn)代科學(xué)研究中需要廣泛運(yùn)用各種模型，“模型化”已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識(shí)中的一種極為重要的認(rèn)知和思維方式。構(gòu)建古建筑的信息模型，也可以說是一個(gè)“模型化”的過程，將古建筑看作原型客體，根據(jù)研究、展示、維護(hù)、管理等具體需求，來構(gòu)建符合需要，能反映建筑本質(zhì)特征和建構(gòu)邏輯的信息模型[16-17]，而不是一味追求表面特征，將所有的信息都通過同一種固定的方式表達(dá)。

2.1 點(diǎn)云模型表達(dá)古建筑細(xì)節(jié)

為了表現(xiàn)古建筑模型真實(shí)的現(xiàn)狀模型，通過處理三維激光掃描技術(shù)獲取的高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)而構(gòu)成的點(diǎn)云模型（圖2）具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，但點(diǎn)云模型主要解決了建筑物的空間信息，建筑遺產(chǎn)還存在材質(zhì)構(gòu)造、年代、變形、殘損、特殊痕跡、干預(yù)過程等屬性信息，需通過其他技術(shù)方法和手段分析和表達(dá)。

圖2 古建筑細(xì)節(jié)點(diǎn)云模型（來源：作者自繪）

2.2 BIM模型化表達(dá)古建筑信息

針對(duì)一些復(fù)雜異構(gòu)的古建筑，內(nèi)部一般存在著涉及不同構(gòu)造形式與作用的構(gòu)件，包括我國所特有的通過榫卯結(jié)構(gòu)結(jié)合的部位，這些細(xì)節(jié)通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)表達(dá)往往需要耗費(fèi)大量的人力與時(shí)間。而從模型化的角度，不僅可顯著提高建模效率，也便于規(guī)范化、系統(tǒng)化地管理一類具有相同特性的構(gòu)件，當(dāng)遇到相同形式的構(gòu)件時(shí)，只需直接調(diào)用古建筑構(gòu)件庫中的已有模型，修改屬性即可完成，如圖3所示為清式斗拱庫，圖4為宋式斗拱庫。

圖3 清式斗拱庫（來源：作者自繪）

圖4 宋式斗拱庫（來源：作者自繪）

值得注意的是，在以往的研究工作中，通常以二維圖紙為基礎(chǔ)進(jìn)行記錄和管理，構(gòu)件信息的記錄大多停留在紙質(zhì)文檔或電子文件的形式，文件之間缺少聯(lián)動(dòng)性，缺少與構(gòu)件幾何信息相關(guān)聯(lián)的非幾何信息的記錄，往往無法對(duì)各構(gòu)件信息進(jìn)行海量檢索等[2]。通過BIM平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)化，實(shí)現(xiàn)模型可視化與信息儲(chǔ)存的統(tǒng)一（圖5）。因此利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，通過參數(shù)化形式實(shí)現(xiàn)構(gòu)件具尺寸、材質(zhì)等屬性信息的表達(dá)，可為古建筑的構(gòu)造方式與內(nèi)在價(jià)值研究提供重要的參考依據(jù)。

圖5 構(gòu)件模型參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)（來源：作者自繪、自攝）

3 實(shí)例與分析

3.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取與處理

本文以某仿古亭子為例，采用Faro focus 3D相位式三維激光掃描儀采集其表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，基于亭子的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在Autodesk Revit軟件平臺(tái)建立BIM模型，實(shí)現(xiàn)該仿古亭子的三維信息留取與表達(dá)。儀器主要參數(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 三維掃描儀器主要參數(shù)指標(biāo)

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)亭子的內(nèi)部和外部多測(cè)站掃描，共獲取了6站點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包含其全方位的細(xì)節(jié)信息，然后對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、配準(zhǔn)、重采樣等處理（圖6），即可建立亭子完整的點(diǎn)云模型，如圖7所示。進(jìn)一步可通過直接將點(diǎn)云模型進(jìn)行三角網(wǎng)封裝，經(jīng)過補(bǔ)洞與優(yōu)化等處理，最終得到可用于精確展示細(xì)節(jié)的不規(guī)則三角網(wǎng)模型。

圖6 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理流程（來源：作者自繪）

圖7 亭子點(diǎn)云模型（來源：作者自繪）

3.2 BIM模型的建立

基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的BIM模型建立過程主要包括鏈接點(diǎn)云數(shù)據(jù)、建立“族”模型、建立注釋符號(hào)圖元、建立完整模型以及添加屬性信息（圖8）。

圖8 基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的BIM模型建立流程（來源：作者自繪）

(1)鏈接點(diǎn)云數(shù)據(jù)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)處理以后，首先利用Revit Recap軟件將點(diǎn)云模型轉(zhuǎn)換為后綴名為＊.rcp或者＊. rcs的點(diǎn)云項(xiàng)目或點(diǎn)云項(xiàng)目索引格式；然后將點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為參照鏈接插入到Revit項(xiàng)目中，為“族”庫以及最終完整模型的建立提供科學(xué)的參照依據(jù)。

(2)建立“族”模型?！白濉笔轻槍?duì)建筑構(gòu)件來說的，它的建立能夠使我們從宏觀的角度認(rèn)識(shí)某一特定類型的建筑構(gòu)件全貌，并更直觀地展現(xiàn)某種構(gòu)件的各種分類形式。由于古建筑的各個(gè)構(gòu)件與現(xiàn)代建筑不同，如圖9所示的斗拱，Revit族庫中的基本樣式大多不適用于古建筑中，因此，這些特殊的構(gòu)件都需要我們自己創(chuàng)建“族”來實(shí)現(xiàn)（圖10），進(jìn)而構(gòu)成規(guī)范化的古建筑族庫，服務(wù)于后續(xù)古建筑模型的建立。

圖9 斗拱“族”模型（來源：作者自繪）

圖10 古建筑“族”模型建立流程（來源：作者自繪）

(3)建立標(biāo)高與軸網(wǎng)。標(biāo)高主要是用來確定建筑本身高度的信息，如層高、室內(nèi)外高差等，用作屋頂、樓板和天花板等以標(biāo)高為主體的圖元的參照。軸網(wǎng)是建筑制圖的主體框架，建筑物的主要構(gòu)件按照軸網(wǎng)定位排列。如圖11為基于亭子點(diǎn)云模型建立的標(biāo)高與軸網(wǎng)，它們是BIM整體模型構(gòu)建的基礎(chǔ)。

(4)利用scan to BIM插件識(shí)別平面。在所需識(shí)別的平面內(nèi)選擇3個(gè)以上像素較好的點(diǎn)，通過改變Shape Tolerance和Closeness Tolerance值來調(diào)整生成的平面至其與點(diǎn)云完全吻合。

(5)建立完整模型。把族模型加進(jìn)項(xiàng)目中之后，就可以根據(jù)點(diǎn)云信息以及標(biāo)高軸網(wǎng)的約束，將構(gòu)件放置在墻上，通過創(chuàng)建類似實(shí)例以及偏移、鏡像等功能，可以復(fù)制多個(gè)構(gòu)件滿足要求。最終將各個(gè)構(gòu)件連接，實(shí)現(xiàn)完整的BIM模型建立（圖12）。

圖11 建立標(biāo)高與軸網(wǎng)（單位：mm）（來源：作者自繪）

圖12 亭子完整BIM模型（來源：作者自繪）

(6)添加屬性信息。構(gòu)建屬性索引，將古建筑模型與古建筑全生命周期信息相關(guān)聯(lián)（圖13）。屬性信息是BIM模型所特有的，也是將BIM技術(shù)應(yīng)用于古建筑數(shù)字化保護(hù)的重要一步。

圖13 古建筑全生命周期屬性信息（來源：作者自繪）

3.3 分析結(jié)果

通過上述實(shí)驗(yàn), 可以分析出以下結(jié)果：

(1)通過三維激光掃描技術(shù)，處理得到的高精度點(diǎn)云模型可以表達(dá)古建筑的真實(shí)現(xiàn)狀信息，對(duì)于古建筑三維信息留取與展示、整體監(jiān)測(cè)起著舉足輕重的作用。通過BIM技術(shù)構(gòu)建的三維模型可以記錄與統(tǒng)計(jì)屬性信息，便于古建筑三維信息管理與信息共享。

(2)基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的BIM模型構(gòu)建具有可行性，尤其是在建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域，點(diǎn)云數(shù)據(jù)可彌補(bǔ)古建筑BIM模型構(gòu)建中圖紙缺失的不足，BIM模型為屬性信息管理提供重要手段。

(3)三維激光掃描技術(shù)和BIM技術(shù)相結(jié)合的古建筑信息表達(dá)方法，可以實(shí)現(xiàn)古建筑整體和構(gòu)件的系統(tǒng)化、規(guī)范化和科學(xué)化管理。

4 結(jié)論

本文面向古建筑數(shù)字化保護(hù)中的關(guān)鍵難點(diǎn)問題——系統(tǒng)、科學(xué)地對(duì)古建筑三維信息進(jìn)行留取與表達(dá)，分析并結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字化保護(hù)技術(shù)在古建筑保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提出了一種基于三維激光掃描技術(shù)和建筑信息模型（BIM）技術(shù)的古建筑信息有效表達(dá)方法，并通過仿古亭子的實(shí)例，實(shí)現(xiàn)了基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立BIM模型表達(dá)古建筑全生命周期信息，驗(yàn)證了該方法的可行性。本文方法可為建筑遺產(chǎn)的數(shù)字化留取、系統(tǒng)化表達(dá)和科學(xué)化管理提供重要參考。