探究BIM技術(shù)應(yīng)用于古建筑測繪的優(yōu)勢*

鄭承曦（福州大學(xué)至誠學(xué)院，福建 福州 350000）

古建筑測繪是文物保護工作中的一種數(shù)據(jù)采集方式，以往，古建筑測繪方式主要是采取直接量取建筑物尺寸、大小的方式來收集數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過幾十年來建筑測繪工作的發(fā)展，這種簡單的測繪模式已經(jīng)不再適用于現(xiàn)階段大型古建筑的測繪工作，突出表現(xiàn)為這種手段作用下的古建筑測繪精準(zhǔn)度不高，甚至因古建筑圖紙保存不善造成信息資料遺失的重大損失。Revit Architecture軟件是為BIM構(gòu)建的，可幫助建筑師設(shè)計、建造及維護建筑物的智能化軟件工具。為此，文章就如何借助Revit Architecture優(yōu)化古建筑測繪工作的發(fā)展進行策略分析。

1 BIM技術(shù)和Revit Architecture軟件

從內(nèi)涵上來看，BIM技術(shù)是通過數(shù)字仿真模擬建筑物建設(shè)所涉及的各類信息，之后通過對這些信息加工整合打造完三維建筑模型。和以往的CAD技術(shù)相比，BIM不再像CAD一樣只是一款計算機輔助設(shè)計軟件，而是一種管理手段，是實現(xiàn)精細(xì)化、信息化管理的重要工具。

2 古建筑測繪發(fā)展現(xiàn)狀分析

新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為古建筑測繪工作的開展提供了更多的可能，推動著古建筑測繪工作朝著集成化、集約化、智能化的方向發(fā)展。在以往，古建筑測繪的主要手段包含全站儀離散點測繪法、攝影測量法、全站儀和攝影結(jié)合法、三維激光掃描法等。在以往，有學(xué)者應(yīng)用全站儀和經(jīng)緯儀對某地區(qū)的古建筑進行測繪，解決了古建筑檐口測量和屋頂測量問題，但是這類方式的測量效率不高，對于一些復(fù)雜的古建筑難以有效完成測量工作。三維激光掃描技術(shù)能夠獲取空間三維點云和彩色圖像，被人們廣泛應(yīng)用到故宮文物修復(fù)和測繪中。但是這種測量方式一旦遇到遮擋物往往無法實現(xiàn)精準(zhǔn)的測量，對測量場地和測量條件限制要求較高。

3 BIM技術(shù)中Revit Architecture軟件應(yīng)用于古建筑測繪的優(yōu)勢分析

3.1 數(shù)據(jù)記錄方面的優(yōu)勢

Revit Architecture軟件在繪制模型的時候會對所有數(shù)據(jù)信息進行全過程的記錄分析，測量之后所得到的數(shù)據(jù)信息被存儲在一個數(shù)字模型中。同時，在輸入這些數(shù)字模型的過程中還需要對這些數(shù)據(jù)的基本屬性進行定義，從而在整體記錄模型信息的同時更好地將信息模型中的數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)出來。以坐斗族的繪制為基本研究對象，在繪制完成一個坐斗族之后將和古建筑測繪息息相關(guān)的重要數(shù)據(jù)信息存儲在族類型列表中，在記錄模型形體的同時將模型數(shù)據(jù)信息更加直觀、生動、具體的展現(xiàn)出來。

在以往借助CAD記錄三維數(shù)據(jù)信息的時候只能夠逐個記錄和繪制表格，且對于立面、剖面的繪制容易出現(xiàn)失誤。基于Revit Architecture軟件建立的數(shù)字模型，借助在平面上的一些簡單操作就能夠依據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息打造出三維立體模型。

3.2 在數(shù)據(jù)共享方面的優(yōu)勢

數(shù)據(jù)共享的本質(zhì)是對數(shù)據(jù)基本屬性和數(shù)據(jù)存在形式的一種共享，Revit Architecture軟件在數(shù)據(jù)共享方面的作用十分突出，具體表現(xiàn)為應(yīng)用一個或者多個可以調(diào)節(jié)的參數(shù)就能夠?qū)沤ㄖ臉邮竭M行控制，甚至還能夠管控整個建筑梁架結(jié)構(gòu)體系。

3.3 在數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面的優(yōu)勢

Revit Architecture軟件在使用的時候顯示出比較強大的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計功能，在具體應(yīng)用時候能夠?qū)?shù)據(jù)信息進行分類整理。在精準(zhǔn)統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上能夠進行后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，在整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)中一旦完成了建模就基本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。在Revit Architecture軟件統(tǒng)計表中能夠更為明確的分析和整理數(shù)據(jù)信息，并讓模型中的每一個數(shù)據(jù)信息都擁有自己的名稱和屬性。

在我們需要系統(tǒng)、直觀的使用某一種數(shù)據(jù)信息的時候只需要打造一個類似的明細(xì)表就能一一調(diào)出屬性。如果一個人對測繪建筑范圍內(nèi)的所有斗拱都從整體上進行了解，或想要系統(tǒng)的了解測繪建筑中結(jié)構(gòu)物的信息，就可以打造出一個結(jié)構(gòu)明晰表，在這個表中標(biāo)明想要了解的建筑尺寸、建筑體積、建筑偏移量等信息。

3.4 從點到面的三維立體化應(yīng)用

古建改造與現(xiàn)代建筑設(shè)計不盡相同，經(jīng)過長時間的侵蝕，對古建筑的修理需要注重保留建筑本身原有的歷史特點。在保留古建筑天花板、門把手、內(nèi)部布局模式的同時，想要應(yīng)用傳統(tǒng)的手段完成測繪很難實現(xiàn)。借助Revit Architecture軟件能夠解決舊房改造疑難問題，提升了古建筑的修復(fù)效率。

對古建筑的修復(fù)往往集中在修復(fù)點上，沒有關(guān)注到對舊房屋的改造。在BIM技術(shù)的支持下可以通過三維激光掃描處理來獲得三維點數(shù)據(jù)信息，完成三維點云編輯，在編輯完成之后對數(shù)據(jù)信息進行處理，最終獲得三維點云數(shù)據(jù)，將處理好的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到專業(yè)的繪圖軟件中（AutoCAD、Revit Architecture等），在導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息之后生成幾何體，將生成的內(nèi)容作為建模參考。另外，在具體操作的時候通過對點云的網(wǎng)格化處理、建立多面體化表面還能夠生成復(fù)雜的曲面形體，將所需要處理的內(nèi)容連接成一個面。

3.5 實現(xiàn)云端和建模操作的結(jié)合

古建筑項目的改造在云端應(yīng)用也是一個創(chuàng)新嘗試，在具體操作的時候可以應(yīng)用移動數(shù)據(jù)端，比如平板電腦或手機瀏覽三維模型、查詢數(shù)據(jù)，為古建筑現(xiàn)場修復(fù)人員的工作提供更多的支持，充分彌補傳統(tǒng)測量手段不完善對測量結(jié)果的不利影響。在BIM技術(shù)的作用下會整合多種先進的技術(shù)手段，打造出一個完整的數(shù)據(jù)庫，整合古建筑保護資源，并為以后的古建筑保護工作發(fā)展提供充足的數(shù)據(jù)信息支持。

通過云端技術(shù)還能夠為古建筑的現(xiàn)場修復(fù)提供重要指導(dǎo)，幫助建筑人員在頭腦中打造出一個三維立體模型，借助立體化的三維模型來彌補以往二維視圖轉(zhuǎn)化和應(yīng)用的丟失問題。另外，借助BIM技術(shù)中的Autodesk Ecotect軟件還能夠為整個建筑設(shè)計提供綠色化分析支持，完成數(shù)據(jù)的建模操作，確保古建筑保護工作的順利開展。

4 BIM技術(shù)中Revit Architecture軟件在古建筑測繪中的具體應(yīng)用——以福州三坊七巷小黃樓為例

4.1 古建筑基本情況概述

福州三坊七巷小黃樓位于黃巷中段北側(cè)36號，如圖1、圖2所示，現(xiàn)作為中國涉臺楹聯(lián)博物館，存放有乾隆十六年進士劉墉、民國大總統(tǒng)徐世昌、北洋軍閥首領(lǐng)馮國璋等人的楹聯(lián)、牌匾百余塊。

圖2 上為沿街立面圖，下為院落剖面圖

史載東晉永嘉之亂，衣冠南渡，中原黃氏入閩聚居此巷，黃巷因此而得名。唐進士、崇文閣校書郎黃璞居此，建樓閣曰黃樓；清雍正年間至乾隆前期為林枝春所居；乾隆后期至嘉慶年間歸梁上治、梁上國兄弟，后傳梁章鉅;后其女梁環(huán)姿、女婿趙新居之。

4.2 古建筑的控制測量

在對古建筑基本信息測量的時候應(yīng)用全站儀來控制整個建筑的尺寸大小，并借助全站儀的懸掛高測量功能完成對建筑立面上控制點高度的測量，如圖3、圖4所示。在確定柱網(wǎng)大小的時候應(yīng)用激光標(biāo)準(zhǔn)儀器來測量柱網(wǎng)，用手持激光測距儀來收集建筑室內(nèi)的梁架長度。

圖3 小黃樓一層平面圖

圖4 小黃樓構(gòu)件分解圖

在對整個建筑信息測量的時候古建筑的大量信息仍然是通過手工方式測量的，但是改變了傳統(tǒng)測繪以平面及立面圖紙為核心的測繪是基本思路，改為按照古建筑內(nèi)在次序來和構(gòu)件的構(gòu)成情況進行測量。對于比較復(fù)雜的測量構(gòu)件，比如斗栱，需要借助輔助測量設(shè)備來完成測量，在測量完成之后打造一體化的信息模型。

4.3 打造福州三坊七巷小黃樓三維信息模型

福州三坊七巷小黃樓建設(shè)過程中的一個顯著特點就是模型化和定性化，古建筑的形式分為大小式，大式以斗口為模數(shù)，小式以檐柱徑為模數(shù)。文章所研究的建筑是小式建筑，基本內(nèi)容是通過測繪手段的應(yīng)用來獲得建筑各個構(gòu)件的尺寸大小，同時分析建筑各個構(gòu)件之間的比例關(guān)系，打造完善的古建筑構(gòu)件三維立體化參數(shù)模型，如圖5、圖6所示。

圖5 部分細(xì)部大樣圖（一）

圖6 部分細(xì)部大樣圖（二）

在對福州三坊七巷小黃樓建造分析時需要著重研究建筑的模數(shù)尺寸體系，優(yōu)先要打造關(guān)于測繪樓群的理想模型。在模型打造的過程中強調(diào)對數(shù)據(jù)尺寸大小的確立，具體包含整個建筑物的高度、建筑物的軸網(wǎng)模數(shù)、建筑物的開間、建筑物的進深、建筑物的整體測量高度。

控制尺寸是建立古建筑模型的基礎(chǔ)，之后所建立的一切主要建筑構(gòu)件都將與控制尺寸有直接或間接的關(guān)系，為此在控制尺寸大小的過程中需要相關(guān)人員采取重要的措施來控制偏差，即在確定好尺寸大小之后不能夠隨意更改。

4.4 福州三坊七巷小黃樓的規(guī)劃分類與建立

在控制好福州三坊七巷小黃樓尺寸關(guān)系之后建立構(gòu)件模型，在模型建立的過程中會應(yīng)用Revit Architecture軟件完成測繪對象的參數(shù)化建模，將整個建筑的分析分為梁、柱、墻體、望板、屋頂?shù)葞讉€部分。在明確建筑這幾個部分的族別分類之后開始進行族的搭建。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM在古建筑測繪當(dāng)中的應(yīng)用，對提高古建筑測繪的效率有很大的作用，突出表現(xiàn)為能夠為古建筑構(gòu)件的使用信息進行精準(zhǔn)分析，還能為古建筑的維護管理提供三維立體化的數(shù)據(jù)支持，從幫助相關(guān)人員更好的還原古建筑面貌，為古建筑的保護工作提供更多有力的支持。