古建筑是歷史文化的凝聚，不同時代的建筑代表了不同的政治文化和審美標準，有著其獨特的風格和獨到的美。三維激光掃描技術在獲取信息的全面性以及測繪工作的高效性等方面具有傳統(tǒng)測量技術無法比擬的優(yōu)勢，飛燕遙感將三維激光掃描技術運用于古建測繪工作中，為古建筑的研究與保護提供了新思路。

利用三維激光影像掃描技術能夠在不損傷建筑物的條件下，快速采集古建筑物外部表面的精確數據。通過軟件，可以快速地為掃描獲得的點云賦予相應的彩色信息，再經過加工制作成正射影像，向用戶展示一個完全的實景三維彩色圖像。

1.技術優(yōu)勢

傳統(tǒng)的古建測繪方法獲得的是“圖樣”，航攝測量的最終成果是測繪建筑物平面圖、截面圖、立面圖等。這兩種測繪技術獲得的均是反映建筑物信息的二維平面圖紙，而三維激光掃描技術獲得的數據則是建筑物的實景三維模型，模型中包含了建筑所有結構、細部乃至材質信息。飛燕遙感利用三維激光掃描技術能夠在幾個小時內獲得傳統(tǒng)測繪方式數天或者更長時間都不能獲得的古建信息，相比傳統(tǒng)測繪方法，節(jié)省了時間、人力，工作效率大幅提升。同時，三維激光掃描技術有很強的適用性，在很多復雜的環(huán)境中都可以進行測量。此外，三維激光掃描設備通過發(fā)射激光束來實現(xiàn)實景三維坐標的精確獲取，可不依賴輔助光源，實現(xiàn)全天候作業(yè)。

古建筑三維模型

2.基礎數字化采集

2.1.古建筑院落整體數字化采集

對古建筑內彩繪、彩繪墻以及建筑進行基礎采集，是進行文物保護、研究、展示的基礎，本項目將主要運用三維掃描、航攝測量等技術手段展開對文物現(xiàn)狀采集工作，重點關注斗拱、脊獸、12座石碑等。

2.2.木牌樓高精度采集

飛燕遙感使用地面三維掃描設備進行古建筑整體建筑三維掃描，重點關注木牌樓及其他相關建筑文物。三維點云點間距不大于2cm，點位精度優(yōu)于2cm。

2.3.彩繪數字化采集

飛燕遙感采用三維掃描獲取的數據包括古建筑整體院落三維信息、建筑內外三維信息、殿內彩繪的空間三維信息。采用航攝測量技術獲取殿內彩繪、彩繪墻三維信息和色彩紋理信息，共同搭建起古建筑的整體實景三維建筑空間的數字化模型和信息數據庫。

使用正直多基線高清晰數字攝影法，在泛光標準光源環(huán)境下，真實客觀記錄彩繪現(xiàn)狀的色彩紋理信息和水漬、顏料層脫落、褪色等表面病害；將航攝采集數據與三維掃描幾何形體數據精確匹配，形成可量測的實景三維彩繪和高清正攝影像圖，并可對彩繪表面病害進行精確定位。

3.古建筑三維模型構建

3.1.數據信息準備

飛燕遙感通過三維激光掃描技術采集古建筑模型信息，得到模型點云數據。點云數據精度高，采集速度快，是古建筑數據采集常用的方法。輔助拍照、手繪、資料查詢等方法，為構建“族”模型的建立準備了豐富的基礎數據。

古建筑激光點云數據

3.2.三維模型的構建

3.2.1.構建的分類

根據建筑類型的理論，以建筑構造特征為基礎，嘗試為單體化的建筑的構件進行分類，并按照古建筑文保的需求設置構件屬性。

3.2.2.模型的搭建

在軸網中對每個構件插入位置進行定位后，從下至上逐個載入族類型，并進行構件實例屬性的修改和添加。

3.2.3.古建筑實景三維可視化

為保證古建筑相關數據的展示利用，制定古建筑三維互動呈現(xiàn)系統(tǒng)，利用技術手段實現(xiàn)古建筑的實景三維互動，以古建筑情景的模型建立、美化渲染為基礎，將古建筑的數字化結果利用起來。

4.結論

隨著中國城市化以及城市建設的飛速發(fā)展，將面臨城市現(xiàn)代化建設與大量城市歷史遺存的文物性建筑保護之間的矛盾。通過實景三維，可以打造立體化、信息化、智能化的古建展示與沉浸式體驗，便于古城特色推廣與線上傳播。

同時，生動立體的實景三維古建成果，可以提供準確時空位置關系，結合交通、市政、民生等專題數據，可以服務于公眾、政府、企業(yè)，為古城的保護、管理、改造和防災等一系列工作提供科學依據。