基于BIM古建筑信息管理平臺(tái)的構(gòu)建

黃如寤 鄧?yán)誓?/p>

摘要：我國(guó)的古建筑是我國(guó)獨(dú)有的建筑體系，現(xiàn)存的古建筑大多歷史悠久且歷經(jīng)多次修繕，如何保護(hù)好古建筑的物理結(jié)構(gòu)和歷史文化信息是古建筑保護(hù)的兩個(gè)重點(diǎn)。本文提出了基于BIM的古建筑保護(hù)綜合應(yīng)用，通過(guò)BIM技術(shù)建立古建筑信息模型，并在古建筑信息管理平臺(tái)上按信息深度關(guān)聯(lián)古建筑的幾何物理信息，歷史文化信息，健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)了古建筑物理結(jié)構(gòu)保護(hù)和歷史信息保護(hù)的信息化。

關(guān)鍵詞：BIM；古建筑；信息管理

中圖分類號(hào)：TU 201[HTH]文獻(xiàn)識(shí)別碼：[HT]A

我國(guó)古代建筑是我國(guó)乃至世界歷史文化遺產(chǎn)中的瑰寶，是人類文明的結(jié)晶。現(xiàn)存的古建筑在歷史、文化、藝術(shù)和科學(xué)研究等領(lǐng)域都有很大的研究?jī)r(jià)值。

BIM技術(shù)具有全生命周期、可視化和可協(xié)同的特點(diǎn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于古建筑的管理維護(hù)和保護(hù)的研究具有很大的價(jià)值和意義。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)BIM在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用主要集中在記錄古建筑生命周期的信息方法[2]和古建筑三維整體模型，局部模型[3]的建立等方面，而基于BIM的古建筑健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究還剛剛起步。本文提出利用BIM技術(shù)建立古建筑信息管理平臺(tái)，基于古建筑信息模型綜合管理古建筑的幾何物理信息，歷史文化信息，健康監(jiān)測(cè)信息，為古建筑的保護(hù)、修繕和復(fù)原以及古建筑的文化研究提供精確的信息。

1 古建筑信息分類

1.1 古建筑信息分類

古建筑單體建筑形式多種多樣，單屋頂就有廡殿頂、歇山頂、懸山頂、硬山頂、盔頂?shù)仁綐?，不同的?gòu)件通過(guò)榫卯拼接裝配成不同的建筑形式?？茖W(xué)合理的對(duì)信息進(jìn)行分類是按類別存儲(chǔ)信息的前提，為方便信息管理將古建筑構(gòu)造信息統(tǒng)一劃分為：幾何信息，主要是古建筑構(gòu)件的尺寸信息；非幾何信息，主要記載構(gòu)件的基本情況，如圖片、構(gòu)件類別、彩繪等。

1.2 建立古建筑構(gòu)件庫(kù)

古建筑構(gòu)件庫(kù)的建立是實(shí)現(xiàn)構(gòu)件裝配的前提，標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺(tái)的創(chuàng)建使構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建成為可能。通過(guò)對(duì)古建筑形制特征及裝配規(guī)則的研究，分析古建筑構(gòu)件信息的構(gòu)成并對(duì)其進(jìn)行分類編碼，以信息添加的深度為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件信息的標(biāo)準(zhǔn)化，從而方便信息的重用及標(biāo)準(zhǔn)信息的量化提取，不斷完善標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺(tái)的建設(shè)。

1.3 古建筑信息標(biāo)準(zhǔn)化

BIM實(shí)施中，標(biāo)準(zhǔn)的制定很重要。 信息標(biāo)準(zhǔn)化主要包括編碼、分類、關(guān)鍵信息標(biāo)準(zhǔn)等，一套合適的命名標(biāo)準(zhǔn)、一套按標(biāo)準(zhǔn)建立的族庫(kù)，可保證BIM構(gòu)件的檢索和快速定位，盡量避免誤檢、漏檢。

2 古建筑信息模型創(chuàng)建

2.1 古建筑幾何模型

古建筑因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，建模較常規(guī)現(xiàn)代建筑更為復(fù)雜?，F(xiàn)階段古建筑的建模手段主要有基于三維數(shù)字技術(shù)的參數(shù)化建模和基于三維激光掃描技術(shù)得到的點(diǎn)云經(jīng)降噪、拼接等處理獲得模型。

通過(guò)Revit建立古建筑幾何模型，古建筑構(gòu)件庫(kù)是關(guān)鍵。因?yàn)楣沤ㄖY(jié)構(gòu)構(gòu)件多為不規(guī)則構(gòu)件，常規(guī)族庫(kù)中幾乎沒(méi)有能夠直接套用的族，所以將古建筑的常用部件建立對(duì)應(yīng)的參數(shù)化族，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和部位建立古建筑構(gòu)件庫(kù)是實(shí)現(xiàn)古建筑快速建模的關(guān)鍵，建筑構(gòu)件管理平臺(tái)如圖1所示。

2.2 古建筑模型信息擴(kuò)展

古建筑年代久遠(yuǎn)，信息丟失嚴(yán)重，而需要記錄的修繕歷史，彩繪浮雕等歷史文化信息又非常多，所以信息的留存、擴(kuò)展和關(guān)聯(lián)是古建筑信息模型的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

Revit二次開(kāi)發(fā)+SQL serve建立的古建筑構(gòu)建信息數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL語(yǔ)句和RevitAPI提供的類和方法不僅可以實(shí)現(xiàn)可視化信息管理，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化的信息集成和信息交互。SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)可以即時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)，主要用于海量數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)，是數(shù)據(jù)管理與維護(hù)不可或缺的工具[6]。

此外，Navisworks自帶的Datatool工具也可以關(guān)聯(lián)excel文件存儲(chǔ)的參數(shù)或者SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，這種方法比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)難度較低，缺點(diǎn)是難以自動(dòng)化修改數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單的功能。Navisworks連接數(shù)據(jù)庫(kù)界面如圖2所示：

3 古建筑信息化管理平臺(tái)

基于古建筑數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型較多的特點(diǎn)，需要建立古建筑構(gòu)件參數(shù)化信息管理平臺(tái)以有效的管理和修改、更新這些數(shù)據(jù)。通過(guò)古建筑構(gòu)件信息模型管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化地記錄古建筑構(gòu)件信息可以實(shí)現(xiàn)古建筑關(guān)鍵信息的量化提取，對(duì)古建筑各類信息的分類管理。通過(guò)對(duì)模型信息的存檔和更新，可以實(shí)現(xiàn)信息模型與實(shí)際建筑實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)。

3.1 古建筑的物理信息管理

古建筑的物理信息包含構(gòu)件的幾何尺寸和物理力學(xué)性能，這類信息都是數(shù)字信息，管理難度較小，通過(guò)revit自帶的共享參數(shù)功能即可實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的管理。

3.2 古建筑的歷史文化信息

古建筑的歷史文化信息包含古建筑的修建歷史，相關(guān)文獻(xiàn)，彩繪浮雕，形制研究材料等，種類最多，包含文字、圖片、文檔和歷史模型等，類別最多，結(jié)合信息管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高效管理的意義最大。

3.3 古建筑的健康監(jiān)測(cè)信息

要在BIM平臺(tái)下監(jiān)測(cè)古建筑結(jié)構(gòu)健康狀況，需要將監(jiān)測(cè)信息導(dǎo)入到信息模型并關(guān)聯(lián)相關(guān)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件級(jí)的信息管理。為了更好的利用古建筑信息管理平臺(tái)，還應(yīng)對(duì)古建筑各相關(guān)單位設(shè)置不同的權(quán)限，對(duì)訪問(wèn)的信息深度做出限制[7]，如圖3所示。

圖3 基于BIM的古建筑信息管理平臺(tái)

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了了BIM技術(shù)在古建筑領(lǐng)域綜合應(yīng)用的方案，通過(guò)BIM技術(shù)建立古建筑信息模型，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)古建筑信息管理平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)古建筑多種類信息的有效管理，為古建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)和物理實(shí)體管理、歷史文化信息管理提供了可靠的信息化手段。對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)古建筑管理的信息化和智能化較大的意義和價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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