三維激光掃描技術在古建筑修繕中的應用

常耘碩

摘要：伴隨著當今社會的經濟與科技的高速發展，越來越多的新興科技不斷的應用在相關的行業中。三維激光掃描技術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，不僅能夠運用在工程建設上還可以運用在古建筑前期的信息采集和古建筑的修繕方面的應用。在相關的工作中運用三維激光掃描技術能夠很好的去探索新興科技在對于古建筑的保護以及修繕方面的應用，能夠更好的發現三維激光掃描技術中的不足以及存在的問題，使得后期能夠更好的加以改進。提高新興技術與傳統修繕方式的優勢相結合，以此來促進古建筑的保護與修繕技術的高效發展。

關鍵詞：三維激光掃描技術;古建筑修繕與保護;古建筑測繪

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，但是伴隨著時間的推移以及城市的建設，有些古建筑早已損毀甚至消失了。目前我國對于古建筑的修繕工作也還是堅持使用傳統的修繕方式去進行施工，但傳統的修繕方式技術落后并且時間長而且修繕的質量也得不到保證，所以要在修繕技術方面尋找突破與創新。

一、傳統修繕技術概括

傳統的修繕技術一般都是以傳承的方式向下延續，師傅帶領著徒弟進行修繕、技術指導。而且傳統的修繕技術工藝及其復雜而且對于修補的材料要求極其嚴格，這一系列的要求使得相關工作的從業人員數量有限并且能夠讓我們去學習建筑修繕技術的書籍與文獻也少之又少，雖然在我國頒布了相關的法律后，對于古建筑的修繕與保護的專家也出版了許多關于歷史修繕方面的著作，但是要是將單獨的理論研究去投入到實際的修繕項目中，完全依靠建筑師或者工匠是很難完成的。目前我國關于古建筑修繕與保護項目中的每一個環節都是由人工來進行完成，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，每次修繕團隊在進行修繕工作時都要重新的進行測量，因為數據的不同在經過時間的推移就會導致很大的隱患，并且現在的修繕并沒有很先進的手段所以修繕時間極其的緩慢，甚至有些古建筑只能使用鋼筋混凝土去進行復原修繕，這樣就導致了原本的古建筑失去其本來的歷史價值[1]。

二、我國古建筑文物修繕與保護存在的問題

（一）古建筑保護意識缺失

對于我國的古建筑文物的修繕以及保護工作的開展，最大的障礙就是當今社會人們對于古建筑保護的意識低下甚至沒有，認為古建筑的保存與自己無關還有極個別不僅不保護還加以破壞。而且伴隨著我國現代社會城市化發展進程加快，在某些城市的發展規劃建設中，有很多的工程項目對于開發項目土地的使用對于古建筑文物都有一些影響，有時還會因為保護不當造成文物的破壞[2]。

（二）古建筑文物的修繕方式涵待提高

古建筑文物經過時間的推移，歷經滄桑后出現老舊以及破損都是在正常不過的。而且伴隨著現在現代文化的興起以及旅游行業的發展，人們對于中式園林和田園生活關注度提高這樣也導致了許多古建筑文物的破損情況進一步加深。如果需要采取相對應的處理方式就需要運用到古建筑的建筑方式以及技術，但是現在大部分的施工建筑隊對于古建筑的建筑方式與技術根本不了解如果盲目的進行修復就會導致古建筑完整性的破壞。目前我國也很難推出相關的修繕方法，也很難去尋找具備相關技術的專業施工團隊而且目前相關的技術施工人員也比較少，也會導致修繕的工期較長[3]。

（三）古建筑文物與現代化發展的矛盾

當今社會我國城市化的發展建設速度快，同樣為古建筑以及文物的修繕與保護工作提出了很大的考驗。因為我國的城市建設都是按照提前確定好的規劃方案進行，主要還是為了未來城市的發展以及居民生活的水平以及方便程度，所以肯定會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劃建設中遭到破壞的原因。

（四）缺少相應的文物保護制度

在目前所有的文物類別中古建筑是特殊且龐大的一類，因為其他小型以及中型的文物都可以進入博物館的到保護與安置，但是古建筑就根本無法去實現這種保護模式。而且為什么說古建筑的修繕工作過于復雜，因為由于我國傳統技術傳承的模式，有許多特殊的工藝都是不外傳所以就會出現很多工藝目前是斷絕的情況，這樣也就為我國相關修繕工作帶來了麻煩。所以我國要確保相關工藝技術的傳承以及相關法律規定的成立[4]。

三、三維激光掃描技術

（一）三維激光掃描技術的概念

三維激光掃描技術是當今社會的一項新興技術，能夠很好的運用在多種行業中特別是在建筑工程行業中，能夠有效的提高工程測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射激光光束到旋轉式的鏡頭的中心位置，然后經過旋轉式鏡頭的反射，只有被反射的光束接觸到舞臺，光束就會立刻被反射回掃描儀并通過激光位移的數據被測量，從而反映出激光與被測量物體之間的距離。最后使用編碼器來測量儀器鏡頭的旋轉角度以及激光掃描儀的水平旋轉角度以保證精確獲得測量中每一個點的坐標值。總的來說三維激光掃描技術借助計算機和三維掃描儀去獲取物體表面上的每一個點的坐標以及反射率等信息，在通過后期的點云數據信息快速的構建三維彩色模型，實現三維、高效、精確、非接觸的測量。

（二）三維激光掃描技術的應用

通過三維激光掃描技術的現場掃描操作可以直接將各式各樣的實體三維數據完成的測量并傳輸到電腦中，并且能夠看快速的去構建出完整的三維模型以及各制圖數據。

（三）修繕測繪中的應用

在對于古建筑的數據勘測中，如果完全的依靠傳統方式中人工記錄數據中是很難將建筑破損部分精確的測量出來的，所以要利用三維激光掃描測繪，只有這樣才能夠完整的掃描出相關古建筑的數據情況[5]。

四、三維激光掃描技術應用中存在的問題

在對于古建筑的修繕等相關工作開始前，我們首先要明白對于古建筑的設計以及修繕與復原從來都本身去依靠技術與數據，依靠更多的是人文與藝術的內涵特別是傳統的測繪中，更好的人的視覺與觸覺去接觸建筑并感知它，這樣更容易擁有對相關古建筑的心得體會，這一點是通過現代測量科技不能提供的。

結束語：三維激光掃描技術這項新興技術能夠非常有效的節省在測繪工作中人力物力的使用，而且在相關項目的測繪以及修繕中也能展現出非常突出的效果，相較于傳統的方式工藝相比能夠更高效的去完成相關的工作。但是我們也不能完全去依靠新興技術也要去結合傳統的工藝，做到新舊技術的優勢互補。

參考文獻

[1]李紫璇，鞏玉發. 三維激光掃描技術在古建筑修繕中的應用[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. 三維激光掃描技術在古建筑修繕中的應用[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實的應用研究[D].江西理工大學，2019.

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

[5]李雪. 基于三維掃描點云數據的古建筑數字化保護技術[J]. 美與時代（城市版），2018（01）：34-35.

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