CN106446225A - 一种基于bim技术的古建筑数字化建模归档方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法。本发明通过数据收集、数据处理、数字化建模、模型自检优化和模型输出存档五大建模流程。本发明克服了现有技术存在的传统方法直观性很差且数据量大，不利于保存及利用，甚至会让古建筑面临消亡的危险等缺陷。本发明将建筑模型的渲染效果实时动态地展现给设计师，有助于完善设计理念，调整设计方案，提高设计质量，在建筑工业化、方案设计优化、阶段性成果可视化交付、虚拟建造模拟有应用潜力，追求可视化、参数化、信息化建模的大背景下，提升建筑企业的核心竞争力并为之带来极为可观的经济效益。

Description

一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法

技术领域

本发明涉及建模归档方法，特别涉及一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法。

背景技术

一个城市的古建筑是这个城市流传下来的历史文化符号，是我国古代劳动人民智慧与技艺的结晶，具有无可比拟的人文和艺术价值。但是由于古建筑年代久远，大部分缺乏设计图纸，若受到自然灾害或人为破坏，会导致严重损失且不可复原。随着人们对古建筑保护的日益重视，越来越多新科技正应用到对古建筑的保护中。

在本发明作出之前，传统的存档方法主要是通过图表、文字、照片等对古建筑进行记录，由于古建筑及其构件形状复杂、装配困难，故传统方法直观性很差且数据量大，不利于保存及利用，甚至会让古建筑面临消亡的危险。

(1)、古建筑数据资料收集是数字化建模的第一步也是关键一步，就目前而言，常用的古建筑数据收集方法有以下四种：文献资料法、直接测量法、摄影测量法和工程测量法。针对不同年代、不同风格的古代建筑选用正确的数据收集方法是顺利完成精确数字化建模的核心所在。

(2)、不同年代的古建筑组件中通常包含了富有时代烙印和浓厚地方文化底蕴的特殊构件。以古代木构建筑为例：四椽栿(就是梁，建筑的纵向主要承重构件)、脊槫(屋架最高处的槫，位于正脊下)、叉手(脊槫两侧，平梁之上的斜撑平梁，又称平栿，梁架结构里最上层的梁。)等都是极为精细且富有代表性的构件，因此在处理这些特殊构件时，需要采用正确的造型方法，才能确保后续三维数字化建模的顺利进行。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研究一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法。

本发明的技术方案是：

一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其主要技术特征在于如下步骤：

(1)数据收集；

(2)数据处理；

(3)数字化建模；

(4)模型自检优化；

(5)模型输出存档。

所述步骤(4)模型自检优化不满足要求时，再行步骤(4)。

所述步骤(1)包括文献资料的查取、现场实地考察得到的数据，采用三维激光仪和全站仪对数建筑数据进行测取。

所述步骤(2)对所测数据按照古建筑的构件位置及特点进行了分类整理；对于局部空间复杂、构件造型特殊的区域采用AutoCAD进行初步二维图绘制。

所述步骤(3)中进行族创建，即对数字化建模时的三维图元进行信息化、参数化定义。

所述步骤(3)中定义后使用Revit软件进行数字化建模。

本发明的优点和效果在于：

这种基于BIM技术的建设工程交互设计方法，为设计师提供可视化三维建模环境的同时，还能够将建筑模型的渲染效果实时动态地展现给设计师，有助于完善设计理念，调整设计方案，提高设计质量。在建筑工业化、方案设计优化、阶段性成果可视化交付、虚拟建造模拟等领域有着巨大的应用潜力。在如今建筑企业普遍追求可视化、参数化、信息化建模的大背景下，本方法必能大大提升建筑企业的核心竞争力并为之带来极为可观的经济效益。

附图说明

图1——本发明流程示意图。

具体实施方式

本发明的技术思路是：

针对古代建筑模型的复杂特点，通过数据收集——数据处理——数字化建模——模型自检优化——模型输出存档五大建模流程，创立信息化、可视化的古建筑三维模型，从而为古建筑文物保护、修缮复原、电子归档提供新的思路。

(1)、古建筑数据资料收集是数字化建模的第一步也是关键一步，就目前而言，常用的古建筑数据收集方法有以下四种：文献资料法、直接测量法、摄影测量法和工程测量法。针对不同年代、不同风格的古代建筑选用正确的数据收集方法是顺利完成精确数字化建模的核心所在。主要需收集的数据资料有：建筑尺寸参数、周边人文环境风貌、建造工艺方法等。

(2)、不同年代的古建筑组件中通常包含了富有时代烙印和浓厚地方文化底蕴的特殊构件。以古代木构建筑为例：四椽栿(就是梁，建筑的纵向主要承重构件)、脊槫(屋架最高处的槫，位于正脊下)、叉手(脊槫两侧，平梁之上的斜撑平梁，又称平栿，梁架结构里最上层的梁。)等都是极为精细且富有代表性的构件，因此在处理这些特殊构件时，需要采用正确的造型方法，才能确保后续三维数字化建模的顺利进行。

下面以某古建筑数字化建模归档为例具体说明本发明。

第一步：数据收集。

在本发明中，数据收集一共分为两个部分。第一部分为文献资料的查取。对于本发明示例中的古建筑，设计师从当地县志中查询到了当初建造该古建筑时的模型尺寸参数。同时，根据古建筑建造的年代，从《考工记》、《清工部工程做法》两部著作中收集了该年代建筑工艺方面的技法及相关理论知识。第二部分是现场实地考察。现场实地考察的主要目的是测量古建筑模型的实际尺寸参数，同时了解当地的建筑环境。古建筑模型测量一般先对整体尺寸进行测量，然后将古建筑拆分为相应组件进行专门测量。本发明采用摄影测量法和工程测量法相结合的测量方式对该古建筑三维模型参数进行了测取。

第二步：数据处理。

数据收集工作完成之后，就要对相关资数据资料进行系统化梳理。本示例根据后续建模工作的需要，将先期搜集的文本资料、拍摄的图片、摄影视频、测量数据信息等按照古建筑的构件位置及特点进行了分类整理；对于局部空间复杂、构件造型特殊的区域采用AutoCAD进行初步二维图绘制，以便后续精确建模。

第三步：数字化建模。

本发明采用Autodesk Revit软件来对古建筑进行数字化建模。根据第二步中的古建筑组件分类数据，首先对这类构件进行族创建，即对数字化建模时的三维图元进行信息化、参数化定义；同时，将现场拍摄的该构件图片进行贴图处理，对上述族构件进行颜色、纹理、图案的赋予，以备建模时调用。

完成所有族构件创建后，可以开始在Revit软件中进行数字化建模。在创立标高和轴网后，按照由上而下、由外而内、由简到繁的原则进行三维建模。本发明在建模时按照以下顺序对已经定义好的图元(族构件)进行了有机整合：柱——外墙——外窗/门——内墙——内窗/门——地面/楼板——天花——屋面——装饰构件(飞檐、楣子等)。至此，初步数字化建模工作基本完成。

第四步：模型自检优化。

本步骤中，设计师需要对古建筑三维模型做进一步自检优化处理。本示例中，樑架和斗拱的空间位置关系需要进一步校核，装饰柱上的纹理和窗上的贴花需要进一步细化处理。首先，把古建筑模型导入Navisworks软件中进行碰撞检测试验，将樑架和斗拱在空间位置、连接方式上进行局部微调。另外，对于需要进一步细化的装饰面和窗花，一定要确保其贴图效果和局部完整性。为确保三维效果的完整性，再将整个模型导入Fuzor软件进行虚拟漫游，确认建筑和周围自然人文环境的匹配度。本示例中，为了进一步确保三维模型的真实还原度，对于古建筑模型的复杂区域，设计师将其和前期拍摄的照片、视频、剖面图等进行反复比对，并亲赴现场进行确认。模型反复确认无误后，可以进行输出存档。

第五步：模型输出存档。

数字化建模工作完成后，需要对其进行输出存档。本示例中，根据相关部门的需要，出具了楼层平面图、剖面图、立面图等二维图纸，对于有特殊造型的建筑立面和局部区域，用Navisworks软件渲染后出具了静态效果图。另外，为了更好地展现本示例中古建筑的整体风貌，还可将Revit中的古建筑三维模型导入Fuzor软件进行虚拟漫游，导出成三维动画进行了存档。

Claims (6)

1.一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其特征在于如下步骤：

(1)数据收集；

(2)数据处理；

(3)数字化建模；

(4)模型自检优化；

(5)模型输出存档。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其特征在于所述步骤(4)模型自检优化不满足要求时，再行步骤(4)。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其特征在于所述步骤(1)包括文献资料的查取、现场实地考察得到的数据，采用三维激光仪和全站仪对数建筑数据进行测取。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其特征在于所述步骤(2)对所测数据按照古建筑的构件位置及特点进行分类整理；对于局部空间复杂、构件造型特殊的区域采用AutoCAD进行初步二维图绘制。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其特征在于所述步骤(3)中进行族创建，即对数字化建模时的三维图元进行信息化、参数化定义。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM技术的古建筑数字化建模归档方法，其特征在于所述步骤(3)中定义后使用Revit软件进行数字化建模。