三維激光掃描技術(shù)在古建筑修繕中的應(yīng)用

常耘碩

摘要：伴隨著當(dāng)今社會(huì)的經(jīng)濟(jì)與科技的高速發(fā)展，越來越多的新興科技不斷的應(yīng)用在相關(guān)的行業(yè)中。三維激光掃描技術(shù)作為一種新興科技具體高精度、高效率、多元化、多方位等特點(diǎn)，不僅能夠運(yùn)用在工程建設(shè)上還可以運(yùn)用在古建筑前期的信息采集和古建筑的修繕方面的應(yīng)用。在相關(guān)的工作中運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)能夠很好的去探索新興科技在對(duì)于古建筑的保護(hù)以及修繕方面的應(yīng)用，能夠更好的發(fā)現(xiàn)三維激光掃描技術(shù)中的不足以及存在的問題，使得后期能夠更好的加以改進(jìn)。提高新興技術(shù)與傳統(tǒng)修繕方式的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，以此來促進(jìn)古建筑的保護(hù)與修繕技術(shù)的高效發(fā)展。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù);古建筑修繕與保護(hù);古建筑測(cè)繪

引言：中國是歷史文明古國，幾乎每一座城市都保留了一些古遺跡以及建筑，但是伴隨著時(shí)間的推移以及城市的建設(shè)，有些古建筑早已損毀甚至消失了。目前我國對(duì)于古建筑的修繕工作也還是堅(jiān)持使用傳統(tǒng)的修繕方式去進(jìn)行施工，但傳統(tǒng)的修繕方式技術(shù)落后并且時(shí)間長(zhǎng)而且修繕的質(zhì)量也得不到保證，所以要在修繕技術(shù)方面尋找突破與創(chuàng)新。

一、傳統(tǒng)修繕技術(shù)概括

傳統(tǒng)的修繕技術(shù)一般都是以傳承的方式向下延續(xù)，師傅帶領(lǐng)著徒弟進(jìn)行修繕、技術(shù)指導(dǎo)。而且傳統(tǒng)的修繕技術(shù)工藝及其復(fù)雜而且對(duì)于修補(bǔ)的材料要求極其嚴(yán)格，這一系列的要求使得相關(guān)工作的從業(yè)人員數(shù)量有限并且能夠讓我們?nèi)W(xué)習(xí)建筑修繕技術(shù)的書籍與文獻(xiàn)也少之又少，雖然在我國頒布了相關(guān)的法律后，對(duì)于古建筑的修繕與保護(hù)的專家也出版了許多關(guān)于歷史修繕方面的著作，但是要是將單獨(dú)的理論研究去投入到實(shí)際的修繕項(xiàng)目中，完全依靠建筑師或者工匠是很難完成的。目前我國關(guān)于古建筑修繕與保護(hù)項(xiàng)目中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是由人工來進(jìn)行完成，所以在修繕工作中消耗的人力物力太大了。而且古建筑的修繕還具有周期性，每次修繕團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行修繕工作時(shí)都要重新的進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)閿?shù)據(jù)的不同在經(jīng)過時(shí)間的推移就會(huì)導(dǎo)致很大的隱患，并且現(xiàn)在的修繕并沒有很先進(jìn)的手段所以修繕時(shí)間極其的緩慢，甚至有些古建筑只能使用鋼筋混凝土去進(jìn)行復(fù)原修繕，這樣就導(dǎo)致了原本的古建筑失去其本來的歷史價(jià)值[1]。

二、我國古建筑文物修繕與保護(hù)存在的問題

（一）古建筑保護(hù)意識(shí)缺失

對(duì)于我國的古建筑文物的修繕以及保護(hù)工作的開展，最大的障礙就是當(dāng)今社會(huì)人們對(duì)于古建筑保護(hù)的意識(shí)低下甚至沒有，認(rèn)為古建筑的保存與自己無關(guān)還有極個(gè)別不僅不保護(hù)還加以破壞。而且伴隨著我國現(xiàn)代社會(huì)城市化發(fā)展進(jìn)程加快，在某些城市的發(fā)展規(guī)劃建設(shè)中，有很多的工程項(xiàng)目對(duì)于開發(fā)項(xiàng)目土地的使用對(duì)于古建筑文物都有一些影響，有時(shí)還會(huì)因?yàn)楸Ｗo(hù)不當(dāng)造成文物的破壞[2]。

（二）古建筑文物的修繕方式涵待提高

古建筑文物經(jīng)過時(shí)間的推移，歷經(jīng)滄桑后出現(xiàn)老舊以及破損都是在正常不過的。而且伴隨著現(xiàn)在現(xiàn)代文化的興起以及旅游行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)于中式園林和田園生活關(guān)注度提高這樣也導(dǎo)致了許多古建筑文物的破損情況進(jìn)一步加深。如果需要采取相對(duì)應(yīng)的處理方式就需要運(yùn)用到古建筑的建筑方式以及技術(shù)，但是現(xiàn)在大部分的施工建筑隊(duì)對(duì)于古建筑的建筑方式與技術(shù)根本不了解如果盲目的進(jìn)行修復(fù)就會(huì)導(dǎo)致古建筑完整性的破壞。目前我國也很難推出相關(guān)的修繕方法，也很難去尋找具備相關(guān)技術(shù)的專業(yè)施工團(tuán)隊(duì)而且目前相關(guān)的技術(shù)施工人員也比較少，也會(huì)導(dǎo)致修繕的工期較長(zhǎng)[3]。

（三）古建筑文物與現(xiàn)代化發(fā)展的矛盾

當(dāng)今社會(huì)我國城市化的發(fā)展建設(shè)速度快，同樣為古建筑以及文物的修繕與保護(hù)工作提出了很大的考驗(yàn)。因?yàn)槲覈某鞘薪ㄔO(shè)都是按照提前確定好的規(guī)劃方案進(jìn)行，主要還是為了未來城市的發(fā)展以及居民生活的水平以及方便程度，所以肯定會(huì)與古建筑的保存有著一定的影響這也就是很多古建筑在城市的規(guī)劃建設(shè)中遭到破壞的原因。

（四）缺少相應(yīng)的文物保護(hù)制度

在目前所有的文物類別中古建筑是特殊且龐大的一類，因?yàn)槠渌⌒鸵约爸行偷奈奈锒伎梢赃M(jìn)入博物館的到保護(hù)與安置，但是古建筑就根本無法去實(shí)現(xiàn)這種保護(hù)模式。而且為什么說古建筑的修繕工作過于復(fù)雜，因?yàn)橛捎谖覈鴤鹘y(tǒng)技術(shù)傳承的模式，有許多特殊的工藝都是不外傳所以就會(huì)出現(xiàn)很多工藝目前是斷絕的情況，這樣也就為我國相關(guān)修繕工作帶來了麻煩。所以我國要確保相關(guān)工藝技術(shù)的傳承以及相關(guān)法律規(guī)定的成立[4]。

三、三維激光掃描技術(shù)

（一）三維激光掃描技術(shù)的概念

三維激光掃描技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的一項(xiàng)新興技術(shù)，能夠很好的運(yùn)用在多種行業(yè)中特別是在建筑工程行業(yè)中，能夠有效的提高工程測(cè)量的精確性以及效率。三維激光掃描儀的工作原理就是通過儀器發(fā)射激光光束到旋轉(zhuǎn)式的鏡頭的中心位置，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)式鏡頭的反射，只有被反射的光束接觸到舞臺(tái)，光束就會(huì)立刻被反射回掃描儀并通過激光位移的數(shù)據(jù)被測(cè)量，從而反映出激光與被測(cè)量物體之間的距離。最后使用編碼器來測(cè)量?jī)x器鏡頭的旋轉(zhuǎn)角度以及激光掃描儀的水平旋轉(zhuǎn)角度以保證精確獲得測(cè)量中每一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。總的來說三維激光掃描技術(shù)借助計(jì)算機(jī)和三維掃描儀去獲取物體表面上的每一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)以及反射率等信息，在通過后期的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息快速的構(gòu)建三維彩色模型，實(shí)現(xiàn)三維、高效、精確、非接觸的測(cè)量。

（二）三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

通過三維激光掃描技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)掃描操作可以直接將各式各樣的實(shí)體三維數(shù)據(jù)完成的測(cè)量并傳輸?shù)诫娔X中，并且能夠看快速的去構(gòu)建出完整的三維模型以及各制圖數(shù)據(jù)。

（三）修繕測(cè)繪中的應(yīng)用

在對(duì)于古建筑的數(shù)據(jù)勘測(cè)中，如果完全的依靠傳統(tǒng)方式中人工記錄數(shù)據(jù)中是很難將建筑破損部分精確的測(cè)量出來的，所以要利用三維激光掃描測(cè)繪，只有這樣才能夠完整的掃描出相關(guān)古建筑的數(shù)據(jù)情況[5]。

四、三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

在對(duì)于古建筑的修繕等相關(guān)工作開始前，我們首先要明白對(duì)于古建筑的設(shè)計(jì)以及修繕與復(fù)原從來都本身去依靠技術(shù)與數(shù)據(jù)，依靠更多的是人文與藝術(shù)的內(nèi)涵特別是傳統(tǒng)的測(cè)繪中，更好的人的視覺與觸覺去接觸建筑并感知它，這樣更容易擁有對(duì)相關(guān)古建筑的心得體會(huì)，這一點(diǎn)是通過現(xiàn)代測(cè)量科技不能提供的。

結(jié)束語：三維激光掃描技術(shù)這項(xiàng)新興技術(shù)能夠非常有效的節(jié)省在測(cè)繪工作中人力物力的使用，而且在相關(guān)項(xiàng)目的測(cè)繪以及修繕中也能展現(xiàn)出非常突出的效果，相較于傳統(tǒng)的方式工藝相比能夠更高效的去完成相關(guān)的工作。但是我們也不能完全去依靠新興技術(shù)也要去結(jié)合傳統(tǒng)的工藝，做到新舊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]李紫璇，鞏玉發(fā). 三維激光掃描技術(shù)在古建筑修繕中的應(yīng)用[J]. 住宅科技，2019，39（03）：37-41.

[2]李承偉，汪鴻釗，何春容，李合理，李淵. 三維激光掃描技術(shù)在古建筑修繕中的應(yīng)用[J]. 居舍，2020（26）：63-64.

[3]余培永. 基于地面三維激光掃描的古建筑三維重建及虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用研究[D].江西理工大學(xué)，2019.

[4]王漢辰. 三維激光掃描技術(shù)在古建筑修復(fù)中的應(yīng)用[J]. 人文天下，2017（20）：38-40.

[5]李雪. 基于三維掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的古建筑數(shù)字化保護(hù)技術(shù)[J]. 美與時(shí)代（城市版），2018（01）：34-35.

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