基于BIM技術的古建筑測繪研究與實踐教學

陳選 劉穎 郭梓成

摘要 信息化技術的高速發展，不斷衍生出各種新型科學技術，且在各行各業中得到了廣泛運用。基于BIM技術的古建筑測繪保護研究與實踐能進一步實現古建筑數據信息的有效整合，不僅大大減少了時間成本，而且能將傳統的測繪保護轉為精準性、共享性的數據記錄。文章基于BIM技術的古建筑測繪保護研究與實踐教學展開探析，以吉安市渼陂古村永慕堂測繪保護為例，系統地展示了課程教學、現場測繪及BIM技術的運用過程。本研究旨在為相關人員提供借鑒，助推我國數字化古建筑保護目標的發展與實現。

關鍵詞 BIM技術；古建筑；測繪保護；教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.18.018

1 BIM技術概況分析

BIM技術即建筑信息模型，該技術通過信息采集、數據記錄及共享等優勢能為建筑項目相關工作的開展奠定良好的基礎。隨著“互聯網+”時代的到來，越來越多的高校在教學中引用先進設備，在此基礎上融合BIM技術能夠為古建筑測繪保護研究提供有效補充，以此促使古建筑測繪傳統教學轉為共享性、數據化的新型模式。基于此，學生在學習中也能借助BIM技術及相關平臺更好地理解及掌握專業知識，強化古建筑測繪效率及效果。總的來說，有了BIM技術的加持，古建筑測繪與保護工作能夠進一步獲取精確的數據信息，提高數據處理能力，這對于古建測繪保護研究及實踐教學而言也具有積極作用，為項目實際管理工作提供便利和可靠依據。

2 BIM技術在古建筑測繪保護研究中的優勢分析

在古建筑測繪保護研究中應用BIM技術需要借助Revit軟件，該軟件能夠為工作人員在設計、維護等方面提供有效依據。其不僅能對古建筑測繪數據進行全面記錄，還能對古建筑構件、組成數據進行統計和共享，相較于傳統軟件，Revit不僅進一步實現了測繪圖紙的三維效果，并且涉及信息采集、信息庫建立等工作，這對于建筑專業教學來說其發揮著極大的優勢。具體如下：

2.1數據記錄方面

在建筑專業運用BIM技術離不開Revit這一全信息建模軟件，基于此能夠精確記錄古建筑測繪的相關數據。實際上，這一目標的實現是基于計算機技術及系統，對古建筑測繪各項數據及信息進行全面記錄，在此基礎上只要將相關信息錄入系統當中然后儲存，就能為后續工作提供有效依據。通常情況下，古建筑測繪工作中的數據包含建筑結構的形狀、尺寸、構件間的關系等信息，有了BIM技術，工作人員就能隨時查閱和修改自己想要的信息。相較于傳統技術，Revit不僅能降低時間成本，還能結合數據信息生成相應的二維試圖和三維模型，這為古建筑測繪保護工作提供了極大的便利。另外，所生成的二維視圖與三維模型在Revit中還能突出兩者的關聯性，只要其中一方數據發生變化，其他相關信息都會跟隨變化和調整，這對數據記錄而言實現了智能化。

2.2數據統計方面

綜上已知，Revit具有明顯的數據記錄優勢，而這一優勢也為數據統計創造了良好條件。即在建立建筑模型時，只需要錄入設計或是測繪數據，其相關的建筑構件信息、施工信息、信息間的關系等內容都會在建模過程中自動進行統計。這是因為Revit采用的是以族的形式對相關建筑信息進行分類與整理，只要相關數據信息被錄入和儲存就能自動統計。由此可見，不斷開展古建筑測繪及模型復原與研究，就能不斷積累古建筑構件族庫，完成對廣泛數據的統計，這一優勢大大節省了統計時間，并且也實現了對古建筑構件的存檔，這對古建筑測繪保護與研究工作奠定了良好基礎。

2.3數據共享方面

從本質上說，Revit的數據共享是在前兩者優勢上體現出來的，即若為同類建筑構件，在調節族庫中的特定參數時，相關數據就能完成共享，實現了建模信息的互用性。基于Revit平臺添加的項目數據信息皆是由族創建的，比如門、窗、結構構件及墻體等，同時族庫里的數據信息還涉及建筑結構的尺寸、顏色、材質等內容，故而只需對其中一個或是多個參數進行調整就能實現對一類特定建筑構件信息的控制。具體而言，以窗扇為例，在同類的前提下，若將窗臺高度、窗扇寬度等參數設定為可調節參數，那么在后續運用到此類窗扇時就能根據墻面尺寸自動完成調節。基于Revit的族庫優勢，我們在實際運用中還可以建立一些系統族以外的建筑構件族庫，并進行儲存，以便后期調用。在此基礎上，在古建筑測繪期間既能結合原始數據建立族庫，也能在一類構件族庫中進行調用，并根據構件屬性進行修改，改為預定參數，從而實現數據共享。

3基于BIM技術的古建筑測繪保護研究與實踐教學分析

本次古建筑測繪保護研究與實踐教學選取吉安市永慕堂為案例，該古建筑坐落于江西省吉安市青原區渼陂古村內。永慕堂是渼陂梁氏的總祠，也叫梁氏宗祠，祠堂始建于南宋初年，為三進三棟三天井的贛中建筑風格，建筑面積1220平方米，磚木結構，是一組保存完好的梁柱式木結構建筑群。渼陂古村被譽為“廬陵文化第一村”，是江西省重點文物保護單位，2005年被國家建設部和國家文物局公布為第二批中國歷史文化名村，2009年被評為國家4A旅游風景區。它以厚重的歷史、古典的明清贛派建筑群、璀璨的明清雕刻藝術及可敬可頌的紅色文化，受到世人的矚目。

3.1實踐教學方案分析

本次實踐教學項目由井岡山大學建筑工程學院建筑學專業開展，主要以我國相關古建筑營造做法理論及數字化建筑設計概論課程為依據組織相關學習、實踐及研究活動。在此過程中以課程大綱為指導，將教學方案劃分為教學、外業和內業三個階段，分別為理論學習、實際測繪、BIM建模及圖紙整理等內容。具體實踐教學階段如下：

3.1.1教學階段分析

此階段的教學活動是在我國古建筑營造做法理論課程和數字化建筑設計概論課程基礎上開展的，學生不僅能接觸到大量的中國建筑史知識，還能強化建筑專業水平。在授課過程中，教師側重引導學生了解我國古建筑營造做法、古建筑測繪制圖要求與規范以及對測繪儀器的使用、外出測繪要注意的問題等，同時還要求學生進行抄繪，旨在為后期測繪和制圖工作奠定堅實基礎。在數字化建筑設計概論教學中，主要傳授學生BIM技術的數據記錄方式，全面認識該技術的優勢，學會有效整合古建筑相關數據及信息。另外，還引導學生學會使用Revit軟件，即利用BIM技術搭建建筑模型、族庫建立、數據整理等。總的來說，在教學階段主要是讓學生掌握基本的理論知識與基礎的BIM技術，為后續實踐及操作奠定基礎。

3.1.2外業階段分析

外業階段就是指學生到現場進行測繪，即利用所學的基礎知識和技能進行外業測量。在現場調研過程中，學生能夠切身感受到古建筑的構造之美及其具體構造，有助于進一步激發他們的測繪積極性。在近距離體驗和觀察古建筑的過程中，加上相關圖片及資料的輔助，能夠使其建立系統化的知識體系，從而獲取更加精準的測量結果，這有利于進一步提高學生的觀察能力和尺度感應能力。其后，結合前期工作對建筑進行測繪，并遵循從整體到局部及一稿一校對的原則，以此形成CAD數據模型，為最終生成三維信息模型奠定基礎。在此過程中需要注意的是，教師應加強對學生測繪操作的規范，使其能夠規范使用測繪設備及測繪方法。

3.1.3內業階段分析

在內業階段，主要讓學生學會合理運用建筑史、測繪畫法、建筑初步設計、BIM建模等技能，在此基礎上結合永慕堂的相關文獻和圖紙進行資料的梳理和分析，從而建立模型。在制圖過程中，引導學生注意照片、儀器草圖及成果圖紙保持一致性，并確保各組圖紙相關匹配。

3.2 BIM技術在古建筑測繪保護研究與實踐中的應用分析

上述永慕堂古建筑測繪保護研究與實踐教學劃分了三個階段，而BIM技術的運用主要體現在第一階段和第三階段，在此過程中教師主要依托相關理論課程引導學生認識和掌握BIM技術，以便在最后階段實現對測繪數據的有效整合、整理及分析，從而實現對古建筑群所有數據的記錄、統計和共享。如下是對內業階段運用BIM技術進行古建數字化模型建立及應用的具體敘述：

3.2.1以BIM技術為基礎的渼陂永慕堂數字模型的建立

按照教學大綱的安排，需要先對該古建筑進行現場調研和分析，確立永慕堂的測繪主體。此次測繪借用了Revit平臺，而這一平臺主要依賴的是族庫數據信息，這和我國古建筑以材為單位的建造思維保持了一致性，其中系統族庫中可以使用的資源較少，這就需要進行特定構建族的建立。同時此次測繪也完全遵循了模塊化處理的原則，在此基礎上對各版塊進行分割，形成分類化的建筑模型。即建立永慕堂三進三棟三天井主體結構，以及建立屋頂與斗栱，并將Revit模型劃分為幾個模塊分別建模，完成測繪之后，最后再將其放置在同一個成果文件中，實現信息模型的建立。

3.2.2基于BIM技術的古建筑數字化模型的應用

運用BIM技術的建筑模型創建與傳統測繪方式相對比，前者具有明顯的優勢，即利用該技術的數字化測繪技術優勢，實現了全信息模型的創建，同時也達到了信息化共享的目的。在此基礎上對渼陂永慕堂進行古建筑測繪保護，不僅大大縮減了時間成本，還能將相關的測繪數據進行有效整合和處理，強化各項數據的精確度和可讀性，建立系統性的數據族庫，這對于文物古建筑后期的維護和研究都發揮著重要作用及實踐意義。

4基于BIM技術的渼陂永慕堂古建筑測繪保護研究與實踐教學成果分析

通過對渼陂永慕堂測繪保護研究，推動了實踐教學的進步，也取得了一定的成果。在此過程中，既拉近了學生和古建筑的距離，讓學生切身感受和觀察了古建筑的構建之美，又幫助他們加深了對古建筑測繪基本知識與技能的理解和掌握，且學會了BIM軟件的應用，此外在外業階段也積累了一定的實戰經驗和能力。在此基礎上，為內業階段奠定了良好基礎，學生在最后階段完成了圖紙測繪、模型創建和模型分類等工作，并達到了預期效果。此次實踐為井岡山大學建筑工程學院古建筑測繪BIM模型庫的創建創造了良好的條件，同時也為相關學者的研究提供了一定的參考與借鑒。

5總結

總的來說，隨著社會的發展與進步，在古建筑測繪保護研究中運用BIM技術已是趨勢，本次基于BIM技術的優勢對渼陂永慕堂進行古建筑測繪保護研究是一次有意義的嘗試。BIM技術具有數據記錄、統計及共享等優勢，在此基礎上對渼陂永慕堂進行了古建筑測繪、模型復原及數據庫創建等工作，通過對BIM技術的運用既強化了數據記錄及模型創建的速度，又實現了數據關聯、智能互動。由此可見，基于BIM技術的古建筑測繪相較于傳統方式不僅能提高效率，還能有效完成對古建筑測繪數據的統計和共享，有利于進一步擴張古建筑數據庫，為相關學者的研究提供了有利條件，這對于古建筑測繪保護研究和實踐具有重要意義。

基金項目：江西省高等學校教學改革研究省級課題“基于文化自覺的中國建筑史課程思政教學改革與實踐”（JXJG-22-9-3）。

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