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出版者:福建科学技术出版社

作者:叶猛

出品人:

页数:143

译者:

出版时间:2008-1

价格:138.00元

装帧:精装

isbn号码:9787533530860

丛书系列:

图书标签:

• 室内设计
• 图像处理
• 计算机图形学
• 建模
• 渲染
• 设计软件
• 3D建模
• 可视化
• 数字艺术
• 室内可视化

建筑遗产的数字复兴：基于三维激光扫描与摄影测量的古建筑形制研究 书籍介绍 本书深入探讨了在当代数字化技术浪潮中，如何运用高精度三维激光扫描（3D Laser Scanning, TLS）与高分辨率摄影测量（Photogrammetry）技术，对具有重要历史和艺术价值的古建筑进行全面、无损的记录、分析与保护性研究。全书以严谨的学术视角和详实的工程案例为基础，构建了一套从数据采集、处理、建模到信息提取的完整工作流程，旨在为文化遗产保护、历史建筑修缮决策以及建筑形制学术研究提供一套科学、可靠的技术支撑体系。 本书不涉及任何关于室内陈设、家具布置、色彩搭配或当代室内装饰风格的讨论。全部内容聚焦于建筑的外部形体、结构逻辑、构造细节的数字化表达及其背后的文化信息解读。 第一部分：理论基础与技术选型 本部分系统梳理了古建筑形制研究的历史脉络，并重点阐述了现代测绘技术在文物保护领域应用的理论基础。 1.1 古建筑形制研究的传统与局限 追溯传统“墨斗弹线”到现代测绘技术的演变。分析传统手工测绘方法在面对复杂、精细或高危构件时所暴露出的精度瓶颈、耗时长久以及对原状的潜在破坏性。探讨形制学（Morphology）在建筑史研究中的核心地位，及其对精确数据模型的迫切需求。 1.2 三维激光扫描技术原理与应用 深入解析基于时间飞行（Time-of-Flight, ToF）和相位差测量技术的TLS工作原理。详述点云（Point Cloud）数据的生成、密度控制、误差源分析（如环境光干扰、物体表面反射率差异）及其在宏大尺度结构扫描中的优势。特别探讨如何通过扫描策略设计，确保对檐口、斗栱、屋顶瓦面等复杂曲面细节的有效捕获。 1.3 摄影测量的理论基础与高精度实践 阐释基于共线方程和空中三角测量的摄影测量学核心概念。重点论述近景摄影测量（Close-Range Photogrammetry, CRP）在文物保护中的关键作用。详细介绍如何选择合适的传感器（无人机载或地面高像素相机）、镜头标定方法，以及如何通过增加控制点（Ground Control Points, GCPs）的布设与高精度GPS/RTK辅助，将点云精度提升至毫米级，以满足构件尺寸的精确比对要求。 1.4 数据融合与配准技术 研究如何将TLS获取的致密、均匀的几何信息与摄影测量获取的高纹理、高细节信息进行有效整合。详细介绍点云配准算法（如迭代最近点ICP算法）在不同扫描站之间、以及不同传感器数据源之间的精确对齐，构建统一、高精度的三维数字模型。 第二部分：数据采集、处理与建模 本部分详细描述了从现场勘测到生成专业级数字模型的全过程规范与操作要点。 2.1 现场勘测与数据采集规范 针对不同类型的古建筑（如木结构、砖石拱券、台基等）制定差异化的数据采集方案。强调在扫描前对建筑的结构风险评估和环境准备工作。规定点云采集的扫描分辨率与覆盖率标准，确保所有关键连接点和榫卯结构得到充分记录。 2.2 点云数据清洗与预处理 介绍如何使用专业软件对原始点云数据进行降噪、去伪点（Outlier Removal）和滤波处理。重点讨论如何根据建筑的几何特征（如平面、立面、剖面）对点云进行有效的区域划分和剔除无关噪声点（如植被、现代附属物）。 2.3 基于点云的参数化建模方法 区别于传统的CAD二维绘图，本部分侧重于面向对象（Object-Oriented）的参数化建模。介绍如何从点云中提取几何特征线、平面和曲面，并将其转换为BIM（建筑信息模型）或精细CAD模型。重点解析梁、柱、枋、檩、椽等关键构件的精确尺寸提取方法，以及如何根据提取的数据反演古代工匠的模数制度（如材分制）。 2.4 复杂结构的三维数字化表达 专门探讨中国传统木构架中“斗栱”系统的数字化重建。详细描述如何通过分层扫描和分层建模，精确重构出櫨斗、昂、翘、令栱等复杂交织构件的层级关系和精确几何尺寸，实现对传统木作工艺的“虚拟解构”。同时，涵盖对台基、女儿墙、吻兽等石作或砖作构件的三维重建技术。 第三部分：形制分析与信息提取 本部分超越单纯的几何复现，旨在利用数字模型进行深层次的结构和文化形制分析。 3.1 几何形变监测与结构健康评估 利用多期次扫描数据对比，分析古建筑在自然环境、地质变迁或历史修缮过程中产生的微小形变、沉降或倾斜。建立形变场模型，为后续的预防性保护提供量化依据。重点分析屋顶坡度的精确性与整体结构的力学平衡状态。 3.2 构件尺寸比例与模数制度反演 通过模型测量工具，对提取出的主要承重构件（如柱径、出檐深度、开间尺度）进行系统性的统计分析。旨在通过大数据分析手段，科学验证或修正传统建筑史学界对某一历史时期或地域风格的模数体系（如宋《营造法式》、清《工程做法则例》）的解读。 3.3 构造节点数字化解析 深入分析榫卯节点在三维空间中的咬合关系。利用模型剖切功能，清晰展示传统木结构中“构件与构件”的连接方式，揭示其不使用金属连接件却能实现强大稳定性的结构逻辑。这部分内容完全聚焦于木结构或砖石结构的力学连接方式，与内部装修、陈设无关。 3.4 建筑的虚拟解构与信息标注 建立具有信息语义的数字模型。将每一个构件（如梁、枋、檩）赋予其在历史文献或营造法式中的标准名称、材料属性和原始尺寸参数。实现对建筑实体从“几何形体”到“信息载体”的转化，为学术研究提供可溯源的数字档案。 结语 本书最终目标是为古建筑的“数字永存”奠定技术基础，确保即使在建筑实体遭遇不可逆的损毁时，其最本质的——形制、结构与构造的科学信息——能够被完整、精确地保存和研究。全书致力于为文物保护工程师、建筑历史学家和测绘专业人员提供一份操作性强、理论扎实的专业参考手册。

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