基于BIM古建筑信息管理平臺的構建

黃如寤 鄧朗妮

摘要：我國的古建筑是我國獨有的建筑體系，現存的古建筑大多歷史悠久且歷經多次修繕，如何保護好古建筑的物理結構和歷史文化信息是古建筑保護的兩個重點。本文提出了基于BIM的古建筑保護綜合應用，通過BIM技術建立古建筑信息模型，并在古建筑信息管理平臺上按信息深度關聯古建筑的幾何物理信息，歷史文化信息，健康監(jiān)測數據等，實現了古建筑物理結構保護和歷史信息保護的信息化。

關鍵詞：BIM；古建筑；信息管理

中圖分類號：TU 201[HTH]文獻識別碼：[HT]A

我國古代建筑是我國乃至世界歷史文化遺產中的瑰寶，是人類文明的結晶。現存的古建筑在歷史、文化、藝術和科學研究等領域都有很大的研究價值。

BIM技術具有全生命周期、可視化和可協同的特點，將BIM技術應用于古建筑的管理維護和保護的研究具有很大的價值和意義。目前，國內對BIM在古建筑保護中的應用主要集中在記錄古建筑生命周期的信息方法[2]和古建筑三維整體模型，局部模型[3]的建立等方面，而基于BIM的古建筑健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究還剛剛起步。本文提出利用BIM技術建立古建筑信息管理平臺，基于古建筑信息模型綜合管理古建筑的幾何物理信息，歷史文化信息，健康監(jiān)測信息，為古建筑的保護、修繕和復原以及古建筑的文化研究提供精確的信息。

1 古建筑信息分類

1.1 古建筑信息分類

古建筑單體建筑形式多種多樣，單屋頂就有廡殿頂、歇山頂、懸山頂、硬山頂、盔頂等式樣，不同的構件通過榫卯拼接裝配成不同的建筑形式。科學合理的對信息進行分類是按類別存儲信息的前提，為方便信息管理將古建筑構造信息統(tǒng)一劃分為：幾何信息，主要是古建筑構件的尺寸信息；非幾何信息，主要記載構件的基本情況，如圖片、構件類別、彩繪等。

1.2 建立古建筑構件庫

古建筑構件庫的建立是實現構件裝配的前提，標準化信息平臺的創(chuàng)建使構件庫的創(chuàng)建成為可能。通過對古建筑形制特征及裝配規(guī)則的研究，分析古建筑構件信息的構成并對其進行分類編碼，以信息添加的深度為基礎實現構件信息的標準化，從而方便信息的重用及標準信息的量化提取，不斷完善標準化信息平臺的建設。

1.3 古建筑信息標準化

BIM實施中，標準的制定很重要。 信息標準化主要包括編碼、分類、關鍵信息標準等，一套合適的命名標準、一套按標準建立的族庫，可保證BIM構件的檢索和快速定位，盡量避免誤檢、漏檢。

2 古建筑信息模型創(chuàng)建

2.1 古建筑幾何模型

古建筑因其結構復雜的特點，建模較常規(guī)現代建筑更為復雜。現階段古建筑的建模手段主要有基于三維數字技術的參數化建模和基于三維激光掃描技術得到的點云經降噪、拼接等處理獲得模型。

通過Revit建立古建筑幾何模型，古建筑構件庫是關鍵。因為古建筑結構構件多為不規(guī)則構件，常規(guī)族庫中幾乎沒有能夠直接套用的族，所以將古建筑的常用部件建立對應的參數化族，按結構特點和部位建立古建筑構件庫是實現古建筑快速建模的關鍵，建筑構件管理平臺如圖1所示。

2.2 古建筑模型信息擴展

古建筑年代久遠，信息丟失嚴重，而需要記錄的修繕歷史，彩繪浮雕等歷史文化信息又非常多，所以信息的留存、擴展和關聯是古建筑信息模型的一項重要內容。

Revit二次開發(fā)+SQL serve建立的古建筑構建信息數據庫采用SQL語句和RevitAPI提供的類和方法不僅可以實現可視化信息管理，并且可以實現自動化智能化的信息集成和信息交互。SQL 數據庫可以即時調用數據，主要用于海量數據的管理和維護，是數據管理與維護不可或缺的工具[6]。

此外，Navisworks自帶的Datatool工具也可以關聯excel文件存儲的參數或者SQL數據庫，這種方法比較簡單，實現難度較低，缺點是難以自動化修改數據，可以實現較為簡單的功能。Navisworks連接數據庫界面如圖2所示：

3 古建筑信息化管理平臺

基于古建筑數據量大，數據類型較多的特點，需要建立古建筑構件參數化信息管理平臺以有效的管理和修改、更新這些數據。通過古建筑構件信息模型管理平臺標準化地記錄古建筑構件信息可以實現古建筑關鍵信息的量化提取，對古建筑各類信息的分類管理。通過對模型信息的存檔和更新，可以實現信息模型與實際建筑實時對應。

3.1 古建筑的物理信息管理

古建筑的物理信息包含構件的幾何尺寸和物理力學性能，這類信息都是數字信息，管理難度較小，通過revit自帶的共享參數功能即可實現一一對應的管理。

3.2 古建筑的歷史文化信息

古建筑的歷史文化信息包含古建筑的修建歷史，相關文獻，彩繪浮雕，形制研究材料等，種類最多，包含文字、圖片、文檔和歷史模型等，類別最多，結合信息管理平臺實現高效管理的意義最大。

3.3 古建筑的健康監(jiān)測信息

要在BIM平臺下監(jiān)測古建筑結構健康狀況，需要將監(jiān)測信息導入到信息模型并關聯相關構件，實現構件級的信息管理。為了更好的利用古建筑信息管理平臺，還應對古建筑各相關單位設置不同的權限，對訪問的信息深度做出限制[7]，如圖3所示。

圖3 基于BIM的古建筑信息管理平臺

4 結語

本文提出了了BIM技術在古建筑領域綜合應用的方案，通過BIM技術建立古建筑信息模型，并在此基礎上開發(fā)古建筑信息管理平臺可以實現古建筑多種類信息的有效管理，為古建筑運營維護和物理實體管理、歷史文化信息管理提供了可靠的信息化手段。對實現我國古建筑管理的信息化和智能化較大的意義和價值。

參考文獻：

[1]丁北斗，崔杰，陳潔，彭康佑，王武斌.結構健康監(jiān)測系統(tǒng)及其在工程上的應用[J].徐州工程學院學報（自然科學版），2017，32（02）：7276.

[2]江東凱，周占學.BIM技術在古建筑保護中的應用現狀[J].河北建筑工程學院學報，2016，34（01）：3135.

[3]歐陽宏.故宮古建筑三維數字化建模方法研究[J].北京聯合大學學報（自然科學版），2015，29（03）：1014.

[4]王茹，韓婷婷.基于 BIM 的古建筑構件信息分類編 碼標準化管理研究[J].施工技術，2015，44（24）： 105109.

[5]索俊鋒，劉勇，蔣志勇，鄭海晨.基于三維激光掃描點云數據的古建筑建模[J/OL].測繪科學，2017，42（03）：179185.

[6]付海麗，鄧倫強，王希鋒.SQL數據庫的構建與管理維護[J].網絡安全技術與應用，2015，（04）：21+25.

[7]葉軒，趙捷.基于BIM的古建筑健康監(jiān)測系統(tǒng)[J].福建建設科技，2018（01）：46.