基于点云的古建筑信息模型建立研究

章功海  合肥市测绘设计研究院有限公司（安徽合肥230061）

摘要：三维激光扫描技术可实现对现实物体的快速观测，细节把握准确且作业效率高，在实际测量作业中应用广泛。本文研究了三维激光扫描技术和建筑信息模型技术（BIM）的融合，选取传统建筑陶然亭作为素材，利用扫描得到的点云作为原始数据，提取出完整的建筑信息，通过BIM软件平台系统化建模的方式，复刻、演绎我国的古建筑文物形制，从而形成包含参数的建筑设计素材，构建系统化模块化的数据库，形成封装化的建筑设计方案。通过这样的形式，提高建筑行业信息化数字化作业水平，促进文物保护事业的发展。

关键词：古建筑；信息模型；激光扫描；文物保护

一、建筑信息模型与中国古建筑形制

建筑信息模型（building information modeling，BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息作为基础，进行建筑模型的建立，并通过数学信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息的技术[1]。作为一种多样化的技术手段，BIM主要应用于大型工程项目的建设管理中，实现了研究对象的数字化表达。在设计规划、市场运营及管道检测等多个领域，BIM技术展现出巨大的应用潜力。通过构建有效的三维渲染效果，突破了传统成图平面化、静态化的限制，提供了直观、动态的模拟演绎平台，为工程项目的全生命周期管理提供了有力支持。

中国作为一个拥有数千年悠久文明历史的国家，在其漫长的历史进程中，孕育了丰富多彩、辉煌灿烂的建筑文化遗产。这些建筑文化深受自然环境与人文精神的双重影响，逐渐形成了独特的风格与特色。具体而言，中国古建筑长期以砖瓦与木材作为主要材料，并采用“木构架”作为主导的结构形式。这一设计风格深刻影响着古建筑的构造方式，具体来说，其主要由立柱、横梁及顺檩等构件组成，并通过精巧的榫卯连接实现各部分的紧密结合，从而构建出富有鲜明特色的建筑框架[2]。无论是规模宏大的皇宫楼宇，还是精致小巧的水榭楼阁，这种形制在不同规模的建筑中均得到了充分的体现。

至我国封建社会末期，明清时我国古建筑呈现出全新的风貌。在此阶段，单体建筑的技术工艺与造型样式已趋于稳定，而建筑群落的组合布局与整体空间氛围的营造，则达到了前所未有的高度。具体而言，官式建筑在这一时期展现出显著的变化。斗拱的比例有所缩减，出檐深度相应减少，柱子变得细长且不再采用生起、侧脚、卷杀等传统做法。梁枋的比例显得更为沉重，屋顶原本柔和的线条逐渐消失，整体风格虽略显拘谨，却透露出稳重严谨的气息。建筑形式趋于精炼，符号性特征更为突出。至此，官方建筑的营造法式已完全确立并得以固化。

鉴于明清时期建筑遗存数量庞大且相关文献资料详尽可靠，该阶段的建筑为古建筑研究领域提供了不可或缺的宝贵素材。然而，随着时间的推移，众多历史建筑因自然风化与城市建设的双重压力而遭受破坏，使得对古建筑进行样式复刻与形制记录的工作显得尤为迫切。