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珍貴曆史建築有望借照片建模技術"複活"

上海熱線訊,我國是世界建築文化遺産大國,五千年綿延不斷的中華文明史留下了數量衆多、異彩紛呈的建築文化遺産。但由于古建築大都年代久遠,部分建築隨著時代的變遷毀壞十分嚴重。怎樣才能記住古建築的昔日的"容顔"?又怎樣才能書寫好古建築的"病曆"?今天(3月17),記者了解到,上海交大建築文化遺産保護國際研究中心主任曹永康團隊使用照片建模技術,已經可以成功複原被毀壞的曆史建築,同時使用HBIM(曆史建築信息模型化)等前沿技術建立曆史建築空間數據檔案庫,將現代科技與曆史建築保護 相融合,爲我國建築文化遺産保護提供了新的思路。

  重現曆史古建築舊貌

  據悉,使用照片建模技術讓被毀的古建築"複活"不是曹永康的第一次嘗試。早在2001年,他的研究團隊就曾用過這種技術成功複原了上海徐家彙南丹路上的明代大學士徐光啓墓石牌坊。曹永康介紹,由于曆史變遷,修複前的徐光啓墓只剩下散落在草叢中的殘垣斷壁和一座改變了形狀的墳體。爲了重現徐光啓墓當年的風貌,曹永康和課題組成員跑遍了曆史檔案館、博物館、建築檔案館和圖書館,翻閱了大量資料。

  隨後,通過大量的數據資料和曆史照片,分析不同角度的曆史照片,配合近景攝影技術,自動生成了徐光啓墓牌坊等曆史建築的三維模型,獲得了建築的空間幾何尺寸,重新繪制了曆史建築的平、立、剖面、大樣等圖紙,爲複原提供了重要參考依據。

  古鎮傳承保護

  在上海周邊有很多曆史悠久的古鎮,除了對某個單體建築進行維護與修繕外,古鎮保護還有一個很重要的方面,那就是對大量曆史建築群的整體風貌和格局的合理管控。

  據悉,2015年,曹永康就帶領"雪域天珠"江孜縣建築遺産狀況調查與風險評估項目暑期社會實踐團,利用三維激光掃描儀、全站儀、紅外熱成像儀、無人機、全景相機等先進設備,對江孜古城、白居寺、藏王宮遺址、格西拉康等曆史建築展開了探測評估。

    “最近上海青浦練塘古鎮核心保護區的部分曆史建築被拆除,我們和相關部門討論,決定利用照片建模技術幫助複原古鎮被毀掉的建築,目前正在進行調研測繪和資料收集。”曹永康表示,雖然修複曆史建築的價值已經遠遠不如原建築,但一定程度上可以恢複古鎮的整體風貌。

  不同古建築"對症下藥"

  三維激光掃描、攝影測量建模、紅外熱成像無損檢測、無人機測量……曹永康團隊每做一次建築遺産測繪調研,都像是開了一次小型古建築保護技術展。 "如果把建築遺産的修繕比作給古建築'治病',那麽數據采集就是前期診斷中的關鍵一環。如果信息采集有偏差,就會給古建築帶來潛在的傷害風險。"曹永康說,每修複一棟古建築他們都會根據實際選擇不同的技術手段進行"診療"。

  在第七批全國重點文物保護單位徐家彙天主教堂的測繪中,曹永康團隊采用了三維激光掃描技術,把激光從發射器投射到建築物表面,得到由上百萬個點組成的空間點雲,在電腦上形成了高度等很難手工測到數據,同時也對建築中的雕像、柱頭裝飾等複雜形狀進行了准確捕捉。這些雲模型最終組成了徐家彙天主教堂的健康檔案。

  空中攝影測量也能爲建築文化遺産保護開出最合適的"藥方"。2014年,位于青浦的麟趾橋發生了一次嚴重撞擊,導致橋面開裂、橋拱變形。這座橋建于清乾隆年間,是一座長20多米的單拱石橋。研究人員發現,撞擊的原因是原本滿載的駁船在卸貨返航時,由于吃水減少,使左右船舷撞到了橋洞。如果按照傳統的結構變形模擬,需要在計算機中手動建立三維模型,輸入各種荷載參數,這種建模方式並不精確。曹永康團隊使用無人機攝影獲得了這座橋的圖像,通過圖像建立了三維模型,得到危險程度的分布示意圖,並模擬了橋體受撞變形的情景,爲橋的修複和加固提供了精確的參考。

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