時文娣 文雪

摘?要： 在此次研究中，結合文物建筑勘察設計對三維激光掃描技術的應用狀況，深入分析了此技術作用與局限性，進而為文物保護領域相關工作的開展提供必要保障。

關鍵詞： 三維激光掃描技術;文物建筑;勘察設計;應用;探討

【中圖分類號】TN249?????【文獻標識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）01-0059-01

文物是重要文化資源，而文物建筑則屬于不可移動的文物，經(jīng)多年變遷，很多都需要加大保護和修繕力度。其中，勘察設計就是保護與修繕的重點，特別是現(xiàn)場勘察測繪以及方案設計兩方面?；诂F(xiàn)代科技水平的提高，文物建筑勘察測繪中引入的科技手段越來越多，而三維激光掃描技術則被作為高科技測繪方式得到了廣泛應用。由此可見，深入研究并分析三維激光掃描技術在文物建筑勘察設計中的應用十分有必要。

1?文物建筑勘察設計應用三維激光掃描技術的重要作用闡釋

1.1?法式勘察精準度更高。法式勘察，具體指的就是系統(tǒng)調(diào)查并測繪建筑的形制，對其結構以及年代特征等做出分析，以了解文物建筑的價值[1]。文物建筑都能夠特定的歷史時期特征和建筑結構、工藝等真實反映出來，借助三維激光掃描技術所獲取的數(shù)據(jù)，可確保法式勘察的準確性。在我國，現(xiàn)存文物建筑一般都是木結構，其柱子側角、卷殺和升起均能夠將時代特征反映出來。而在手工測繪中，僅借助手工工具勘察并測繪法式特征，很難保證較高的精準度。但在使用三維激光掃描技術后，即可對柱子各位置三維數(shù)據(jù)加以獲取，在計算與分析的基礎上就能夠對法式特征形成系統(tǒng)了解。

1.2?利于殘損變形測繪。眾所周知，文物建筑都會經(jīng)歷多種自然災害侵害，所以殘損與變形的問題不可避免。借助三維激光掃描技術的數(shù)據(jù)信息能夠將殘損與變形情況反映出來，對變形殘損位置加以確定。其中，九層神廟屬于世界文化遺產(chǎn)，在我國援助修復此項目的時候，將三維激光掃描技術引入其中，使得掃描測繪的精確度明顯提高[2]。特別是現(xiàn)場勘察測繪過程中，采集了建筑群數(shù)據(jù)信息，通過構建三維點云模型，將建筑殘損和變形的情況切實反映出來，使得現(xiàn)場評估和設計方案的制定均獲得了有價值的參考依據(jù)。

1.3?精確測繪精美藝術構件。

對于文物建筑而言，藝術價值十分重要。大部分的文物建筑，其雕刻均相對復雜且彩繪精美，若選用傳統(tǒng)方式很難保證吃的精確性，但利用手持三維激光掃描方式，就能夠在短時間內(nèi)完成工作任務。仍以九層神廟為例，在神廟與附屬建筑群中，很多木構件與門窗的雕飾都是組成建筑的重要部分，在雕刻方面十分精美且內(nèi)容不同[3]。在對三維激光掃描技術應用的過程中，實現(xiàn)了掃描與成圖的目標，科學化地記錄了此藝術成就，為后期修繕工作的開展提供了必要幫助，且更好地傳承了傳統(tǒng)工藝。

1.4?彌補手工測量缺陷。

在傳統(tǒng)的手工測繪工藝中，要將平面、剖面和立面的草圖勾畫出來，并測量草圖中結構與構件的尺寸。而草圖是反映建筑局部的一種形式，數(shù)據(jù)信息很難將建筑整體反映出來。加之傳統(tǒng)手工工藝所測量的文物建筑構件，很難保證測量的精確性。但是三維激光掃描技術則不同，能夠對以上問題加以解決。在對此技術運用的同時，可有效構建建筑三維點云整體模型，對任意位置點云切面進行截取，安排設計工作人員就可以整理并形成現(xiàn)狀圖，為制定設計方案奠定了堅實基礎。

2?文物建筑勘察設計中三維激光掃描技術的應用局限表現(xiàn)

2.1?成本高。

三維激光掃描技術的設備價格高昂，且在后期處理數(shù)據(jù)方面，所使用的硬件設備也必須具備較高的專業(yè)性。為此，勘察設計企業(yè)的投入成本會明顯增加，但文物建筑勘察設計費用不高，需在有限設計費用中支付測繪費用，若是普通文物建筑修繕的項目，此技術的應用成本必要超出設計費用范圍，難以為設計企業(yè)所負擔[4]。為此，文物建筑勘察設計工作對三維激光掃描技術的應用仍相對有限，僅在專項資金有所保障的重點工程項目或者課題項目中得到了運用。

2.2?對測繪環(huán)境提出較高要求。在用文物建筑通常都用于參觀和展覽，且在室內(nèi)有諸多佛像或者是展覽，遮擋明顯。在現(xiàn)場使用激光脈沖難以保證穿透力，加之遮擋限制，會產(chǎn)生漏點而影響數(shù)據(jù)的完善性。與此同時，部分文物建筑的周邊環(huán)境不理想，與附近建筑距離較近，難以使用三維掃描設備。以上客觀條件均會對三維激光掃描技術的實際應用造成影響。

2.3?無法全面采集復雜文物建筑數(shù)據(jù)信息。如果文物建筑的結構復雜，尤其是存在交叉與重疊的情況，采用三維激光掃描只能夠應用在可視部分，進而出現(xiàn)較多的漏點，難以將文物建筑結構的基本特征真實地反映出來[5]。尤其是古建筑，其斗栱結構就相對復雜，且構件間有重疊和交叉的情況，無法利用三維激光掃描技術對數(shù)據(jù)進行采集，所以仍需借助手工測繪方式補充。

2.4?點云模型難以生成線圖。使用三維激光點云模型要借助特定處理軟件才能夠打開，并結合實際需求完成切片生成矢量正攝影像圖。隨后，選擇CAD軟件線描處理，業(yè)內(nèi)的后期工作量較大，直接影響了工作效率。

結束語：綜上所述，在文物保護行業(yè)中，三維激光掃描技術作為高新科技方式被引入其中，為文物建筑的勘察設計工作開展提供了必要幫助。但需要注意的是，此技術的應用仍存在一定局限性，需借助傳統(tǒng)手工測繪方式補充。此技術的應用已經(jīng)逐漸擴展至文物監(jiān)測、修復和信息管理等其他的文物保護領域。伴隨此技術的進一步完善與發(fā)展，其成本會隨之降低，所以應用于文物保護行業(yè)的前景可觀，需在實踐過程中加大探索的力度，進而為文物保護事業(yè)的發(fā)展提供必要幫助，充分彰顯三維激光掃描技術的價值與現(xiàn)實意義，全面優(yōu)化文物建筑勘察設計工作。

參考文獻

[1]?趙玲.三維激光掃描技術在文物建筑勘察設計中的應用探討[J].低碳世界，2017（27）：173-174.

[2]?馬宏毓，趙新.三維激光掃描技術及BIM技術在古建筑保護測繪中的應用[J].巖土工程技術，2019，33（4）：222-225.

[3]?劉宏光，王鑫森，高超.三維激光掃描技術在文物建筑建檔保護工作中的應用探討[J].測繪與空間地理信息，2017（6）：127-129.

[4]?孫文，劉赟，楊全兵.基于BIM技術及三維激光掃描技術的古建筑修復保護研究[J].中國建材科技，2019，28（3）：144-145.

[5]?張洪吉，羅勇，裴尼松， 等.基于三維激光掃描的古建筑文物三維數(shù)字化保護研究——以四川樂山文廟大成殿為例[J].測繪與空間地理信息，2016（7）：42-44.