信息科技時代下古建筑數(shù)字化保護探究

汪星逸

(徐茗珂泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300)

在傳統(tǒng)的古建筑修復(fù)與保護的過程中，人們大多靠肉眼觀測，用尺子測量，并且常常需要耗費大量人力物力資源，最終的測量結(jié)果卻不夠準確，不能夠?qū)沤ㄖ崿F(xiàn)精準化修復(fù)與保護。因此，為了快速、精準地完成建筑物的測量，通過引入數(shù)字化技術(shù)，高效實現(xiàn)測量建筑工程，并能夠綜合性地促進古建筑的保護與發(fā)展。

1 數(shù)字化技術(shù)的含義和特點

1.1 數(shù)字化技術(shù)的含義

數(shù)字化技術(shù)是伴隨著計算機信息技術(shù)飛速發(fā)展而產(chǎn)生的一種輔助技術(shù)。這主要是指使用特定設(shè)備將外部信息(例如圖像，文本和音頻)轉(zhuǎn)換為計算機可識別的二進制信息，以執(zhí)行各種類型的后續(xù)信息處理任務(wù)[1]。古建筑保護主要是指對古建筑的相關(guān)信息進行識別和分類，并使用該信息來管理和保護建筑的技術(shù)。

1.2 數(shù)字化技術(shù)的特征

1.2.1 突破空間的界限

在數(shù)字展廳，參觀者進入建筑物后，可以清楚地看到并觸摸古老的建筑物，就像進入建筑物一樣。同時，可以進入虛擬世界的古老建筑，感受“真實的虛擬”展覽體驗。

1.2.2 打破時限

通過最新技術(shù)，穿越時間的走廊，觀眾可以了解古建筑的發(fā)展和演變的歷史。

1.2.3 突破傳播速度界限

數(shù)字顯示器將應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)可以快速傳播大量信息，將擴大古建筑文化價值的傳播。

2 古建筑數(shù)字化保護的必要性

古建筑具有歷史、科學(xué)、文化和藝術(shù)多種價值，而文物和古跡包含的歷史文化信息是對古建筑最好的理解。通過基礎(chǔ)研究和評估，可以識別并應(yīng)用古建筑的核心價值，傳播中華文化，弘揚民族歷史。

首先，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為古建筑保護領(lǐng)域的重要力量。近年來，隨著科技的發(fā)展，將擴大數(shù)字技術(shù)在古建筑保護領(lǐng)域的應(yīng)用，使古建筑的保護系統(tǒng)更加完善。并且，數(shù)字技術(shù)的使用極大降低了保護古建筑所需的人力物力資源。同時，使用該技術(shù)可以有效地提高保護工作的有效性，并減輕保護古建筑的巨大財務(wù)壓力；其次，數(shù)字化技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)處理的有效性。通過引入數(shù)字化技術(shù)，在古建筑的保護過程中，可以與計算機緊密集成，并且可以利用計算機的高計算速度、高質(zhì)量精度來計算處理相關(guān)數(shù)據(jù)，研究相關(guān)測量結(jié)果，并運用到古建筑的保護過程中，提高保護效率，這將會大大提升建筑物保護的效果；最后，數(shù)字技術(shù)可以完善對建筑物的保護。傳統(tǒng)的建筑物保護要求經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員對某些保護任務(wù)做出判斷，并且整個過程看起來很粗糙。使用數(shù)字技術(shù)后，可以獲得有關(guān)古建筑的所有信息，因此后續(xù)工作將更加有針對性，施工過程中也不易出現(xiàn)數(shù)據(jù)紕漏，可以有效促進信息的精確性。

3 古建筑保護中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，對于古建筑保護具有重要意義，具有強大的功能[2]。首先，數(shù)字化技術(shù)可以用來保存珍貴的古建筑文物信息，以便對其進行永久性和真實性的保護。同時，它為研究古建筑提供了準確而詳盡的信息。另外，數(shù)字化技術(shù)下的古建筑保護也可以是一種數(shù)字顯示方式，可以供游客享受參觀體驗，以減輕開放古建筑和保護古建筑的壓力。最后，數(shù)字化技術(shù)還可以為古建筑中一些特殊的文物提供技術(shù)支持，例如壁畫、雕塑和文字等重要保護對象。根據(jù)特定的使用要求，數(shù)據(jù)化技術(shù)下收集的數(shù)據(jù)可以根據(jù)不同的精度進行存檔，保存好數(shù)據(jù)文件。

3.1 利用數(shù)字化獲取有效數(shù)據(jù)

在古建筑保護的過程中，利用數(shù)字化技術(shù)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，將收集的數(shù)據(jù)以數(shù)字格式存儲在數(shù)據(jù)平臺庫中，同時，以備份模式把這些數(shù)據(jù)存儲在對應(yīng)的云盤中，以確保數(shù)據(jù)的安全性。另外，數(shù)字技術(shù)有利于動態(tài)文物的保護與發(fā)展。在動態(tài)文物保護的實際過程中，通過在每個階段定期收集數(shù)據(jù)，可以比較不同時間在同一地點的文物數(shù)據(jù)，查明文物材料的位置和破裂程度，以及進行多次迭代。這種數(shù)字化的研究模式，節(jié)省了大量勞動力，為恢復(fù)文化財產(chǎn)的初步研究提供了指導(dǎo)方向。并且，還為維修工作提供了大量的指導(dǎo)材料，以提高維修的準確性，這為動態(tài)文物保護提供了高效率和低成本的可行性。

3.2 利用數(shù)字化技術(shù)進行評估

在古建筑保護中運用數(shù)字化技術(shù)，可以有效對古建筑進行歷史數(shù)據(jù)分析與研究。根據(jù)每個時期收集的文物數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)相結(jié)合，分析這些數(shù)據(jù)背后存在的問題，找到解決問題的關(guān)鍵，為創(chuàng)造性地解決文物的介入保護問題提供了強大的技術(shù)支持?；谑占奈奈飻?shù)據(jù)，運用傳感器技術(shù)收集和比較天氣、濕度與溫度的環(huán)境數(shù)據(jù)，并基于大數(shù)據(jù)分析和挖掘，獲取文物材料的過程變化，并能夠準確地了解環(huán)境的變化。因此，可以根據(jù)環(huán)境的變化準確地預(yù)測文化財產(chǎn)的物質(zhì)變化，并采取及時有效地預(yù)防措施。整個過程就是收集文物資料，基于智能感知，并利用無損檢測技術(shù)，對博物館內(nèi)文物的健康狀況和其影響因素進行定量監(jiān)測與分析，了解文物的特性，并對其進行預(yù)防性保護。實現(xiàn)并形成一套完整的“監(jiān)視-評估-預(yù)防-保護”過程。

3.3 利用數(shù)字化技術(shù)修復(fù)古建筑

在古建筑的保護過程中，可以利用數(shù)字化技術(shù)，通過對古建筑的測量和3D重建，探索與發(fā)現(xiàn)細節(jié)不完整或損壞的古代建筑物，并根據(jù)古建筑的原貌與特征進行修復(fù)。例如，可以利用形狀匹配技術(shù)，在修復(fù)過程中提取空間表面上的輪廓線，并根據(jù)輪廓線的匹配結(jié)果，與實際古建筑進行對比驗證，可以精準、高效地修復(fù)損壞的建筑部件的接縫。它主要包括曲面模型的匹配和拼接，3D曲面模型的融合以及曲面的3D編輯，最大化地還原古建筑原型。最后，利用三維計算機模型，將之前的模型發(fā)送到快速原型制作設(shè)備，對微型建筑物進行物理檢查，并提供準確的科學(xué)數(shù)據(jù)用于研究文物和保護文物，以促進古建筑的修復(fù)過程順利開展。

3.4 利用數(shù)字化技術(shù)進行研究

古建筑的修復(fù)與保護是一項長期工程，需要在實際的保護過程中不斷利用數(shù)據(jù)進行分析、假設(shè)并得出結(jié)論。通過對數(shù)字模型的運用，加以數(shù)據(jù)分析，對比實際建筑物，基本檢查這些數(shù)據(jù)與實際的相關(guān)性，這些數(shù)據(jù)為修復(fù)技術(shù)范圍提供了參考，為研究古建筑的修復(fù)與保護提供數(shù)據(jù)支撐，具有實際轉(zhuǎn)化價值[3]。由于數(shù)據(jù)模型包括眾多相關(guān)研究信息，例如工程數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)，這些信息是研究古建筑的基礎(chǔ)，研究人員根據(jù)相關(guān)信息，研究了古建筑在特定環(huán)境下的不變與變化之處，為進一步保護古建筑提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

3.5 利用數(shù)據(jù)化向公眾呈現(xiàn)文物

利用數(shù)字化技術(shù)修復(fù)和保護古建筑，不僅可以更好地再現(xiàn)歷史文物的建筑美，還能向眾人展示古建筑這道美麗的歷史風(fēng)景。近年來，國家越來越重視對于文物的修復(fù)與保護，古建筑作為我們中華民族的重要歷史文物，展現(xiàn)著我國特色的歷史風(fēng)采。并且，伴隨近年來旅游熱的大潮，許多游客熱衷參觀文物，這極大地促進了古建筑文化的發(fā)展，但是，由于游客人數(shù)太多，在現(xiàn)場觀摩古建筑時很可能造成一些文物的破壞，影響古建筑文化的完美呈現(xiàn)。當(dāng)然，有些古建筑的毀損破壞是由于歷史太過悠久的原因，因此，需要利用數(shù)字化技術(shù)，修復(fù)古建筑，向公眾更好地呈現(xiàn)歷史文物，并保護好這些歷史悠久的文明產(chǎn)物。因此，可以利用數(shù)字三維建筑模型，向公眾展示相關(guān)歷史文物的重要信息，擴展了特定歷史文物的信息量。結(jié)合大量的數(shù)字顯示方法，公眾既可以直觀地領(lǐng)略古建筑的建造之美，也可以更加方便地了解相關(guān)歷史文物信息，全面地了解和感受古建筑的豐厚歷史文化底蘊。

4 結(jié) 語

綜上所述，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展對于古建筑的修復(fù)與保護具有重要意義。在實際保護古建筑的過程中，可以充分結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，利用數(shù)字化技術(shù)的特性與優(yōu)勢，通過互聯(lián)網(wǎng)與多媒體等多種手段，有效獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)。結(jié)合古建筑歷史文化特征，對相關(guān)問題深層次研究，最大程度上還原古建筑的歷史文化形態(tài)，展現(xiàn)古建筑的文化魅力。