古建筑保护中的数字化技术探讨

沙玉广 冯秀军 刘 星 山东省曲阜市华厦古建筑工程有限公司

1 引言

在科技的有效应用下我国古建筑保护发生了翻天覆地的变化，尤其是各类计算机技术的有效应用，使得古建筑保护工作演变的更加迅速。众所周知，中华文明五千年的历史，具有历史底蕴的古建筑众多，包括八达岭长城、故宫博物馆等，因为建筑年代较为久远，往往会受到多方面因素的影响而发生损坏，在保护中应用数字化技术不仅符合时代发展的要求，而且也为古建筑保护提供保障。

2 数字化技术的基本概述

2.1 数字化技术的含义与特征

顾名思义，数字化技术是在新时期伴随计算机技术而形成的一类技术，是通过相关的设备将图像、文字、声音等转化为计算机能够识别的二进制信息，对信息进行后续处理。在古建筑保护中数字化技术便是通过设备实现对古建筑信息的识别整理，然后利用其信息实现对建筑的管理与保护。在与传统保护技术的对比中可了解到，数字化技术在古建筑保护中的应用具有以下三个特征，第一是可以提高信息处理的效率，特别是在应用数字化技术之后，古建筑保护工作可以实现与计算机的结合，进而加快古建筑保护的效率。第二是能够保证建筑更加具有精细化，在传统建筑保护中需要具有丰富经验的工作人员进行主观的判断，这一过程不仅会浪费大量的时间，而且也显的比较粗糙，但是在应用数字化技术之后便可以在最短的时间内获得与古建筑相关的全部信息，其后续工作也会呈现出精细化特征。

2.2 古建筑保护中数字化技术的应用意义

无论从宏观角度还是微观角度分析，均可以清楚的认识到古建筑保护中数字化技术应用价值明显，其一数字化技术已经发展成为了古建筑保护的主要方向，尤其在计算机技术的深入发展下，数字化技术的应用方向会变得更加宽广，保护体系也会更加完善。其二是在古建筑保护中数字化技术的应用能够降低古建筑保护工作所需的人才标准，降低成本，提高成效。

3 古建筑保护中数字化技术的内容

3.1 三维数据的采集

将数字化技术应用到古建筑保护中可以从本质上提高古建筑的保护水平，通常情况下，在整个古建筑研究中离不开数据，传统方式下需要利用钢尺、水准仪进行平面、立面位置的确认，依据几何关系绘制古建筑特征图。但是在当前的发展下，特别是数字化技术的应用下，可以利用地面三维激光扫描技术，这一方式的应用不仅避免传统古建筑测绘中所存在的问题，而且还能够提高数据的精确度，特别是在复杂环境下能够在最短时间内将古建筑表面的数据点加以扫描与测量，获得准确的三维坐标点数据，进而形成三维模型。从某一个角度分析，利用三维数据模型可以进一步提高对古建筑保护的研究，能够利用数据进行历史遗迹的修补，从而再现古建筑的原貌。

3.2 数字保护系统的设计

第一是要建立古建筑数据库。为进一步提高对古建筑的保护，则需要应用数字化技术构建古建筑数据库，并形成古建筑数字化保护系统。从整体上分析，在数据库建设中要实现信息空间位置信息与属性信息的相互整合，且还要两者作为基础，在记录影像图、建筑平面图的同时，还需要对古建筑的材质、构件类型加以分析。除此之外，在建设古建筑空间数据库的时候还需要借助数据对空间信息描述，特别是矢量数据，对要素之间的拓扑关系构建，进而进一步提高古建筑空间数据库的应用性，提升古建筑数字化保护系统的运行质量。

第二是要建立古建筑数字化保护系统。积极的将数字化技术应用其中要构建古建筑数字化保护系统，可以应用GIS系统，且GIS系统具有可视化功能与空间分析能力，能够满足新时代人们对古建筑数字化保护的基本要求。除此之外，应用古建筑数字化保护系统能够通过二维窗口与三维窗口实现对古建筑属性数据的提取，对图片放大或者缩小，对图层进行分层。另外，数字保护系统的应用还可以从本质上避免环境因素与人为因素对古建筑所产生的破坏，可以通过监测分析窗口实现监测，应用性比较强。

4 古建筑保护中数字化技术的应用

4.1 三维激光扫描技术的有效应用

就目前而言，在古建筑保护中应用三维激光扫描技术是值得关注的，在传统方式下进行古建筑的测绘会耗费大量的时间，并且也对人力、物力、财力提出了要求，且如果在新时期如果仍旧采取传统的测绘方式无法满足古建筑保护中的精确化要求。所以在应用三维激光扫描技术下其速度更快，可以提供丰富的数据信息，从另外一个方面分析，应用三维激光扫描技术还可以对古建筑表面的被测点加以测量，解决因复杂环境而产的不良现象。同时，与其它技术相比较，三维激光扫描技术的精确度比较高，特别是在测绘过程中可以采取非接触式测量方法，以此提高对被测古建筑物的保护。总之，在古建筑保护中应用三维激光扫描技术不仅可以构建数据化资料库，而且还可以长久的保存测绘信息。

4.2 数字化监管的应用

在古建筑保护中应用数字化技术能够实现对古建筑的数字化监管，且通过对古建筑现场数据的测绘与采集可以形成古建筑相关数据模型，对古建筑的颜色特点、形状等加以记录，可以实现对古建筑的定期检查。另外，定期或者不定期检查维护中假如发现古建筑破坏现象，可以快速进行保护，减少损坏现象扩大化。

5 古建筑保护中数字化技术的分类

5.1 虚拟现实技术

虚拟现实技术可以将虚拟的信息以直观的方式展现给人们，在古建筑保护中主要是将其应用在管理保护层上，可以将与古建筑相关的信息进行整合，从而为技术人员提供更加直观与形象，从而提高信息解读的有效性。

5.2 古建筑遗址与馆藏文物的数字化技术

该技术的应用主要是针对古建筑遗址与馆藏文物而言的，可以实现对古建筑保护全方位的管理，且该技术的有效应用具有非常丰富的前景，同时，该技术还可以为古建筑、馆藏文物提供信息化管理。

5.3 计算机辅助修复技术

计算机辅助修复技术可以应用计算机提高建筑修复的技术层次，以此提升修复保护工作的有效性，其中应用计算机制图软件设计古建筑的模型，对模型进行分析。这种情况下，辅助修复技术能够实现对古建筑修复工作的模拟，这样可以明确修复技术的可行性，降低建筑保护修复的周期。

5.4 计算机摄影与测量技术

在古建筑保护中计算机摄影与策略技术能够实现对古建筑保护的采集，尤其是三维激光技术的应用可以实现对激光进行扫描，以此提高测量的精准度。同时，在应用这种测量技术的应用下，可以实现对建筑各项数据信息的量化，这样便可以为数字化技术系统提供支撑。在应用计算机摄影与测量技术的中，要实现对相应区域的单独扫描，然后获取建筑破坏情况的详细情况，在物理形态上做好精度测量，这样可以对后期修复工作而奠定基础。

6 结束语

综上所述，在古建筑保护中数字化技术的应用已经成为了目前的关键所在，且应用广泛，从某个角度分析，现阶段因为受到众多因素的影响，古建筑保护中应用数字化技术层次比较浅，还只停留在基础方面。但是经过不断努力与研究，数字化技术的应用已经成为一个整体，具备了完善的体系，在未来的发展中需要对数字化技术加以重视，并借鉴国外优秀的经验与教训，将数字化技术真正应用到古建筑修复与保护中，如此才能真正推动我国古建筑的发展与进步。