歷史建筑測繪解決方案

歷史建筑測繪的工作流程分為前期準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、成果表達(dá)與管理、成果檢核與驗收、成果提交存檔等五個階段。

歷史建筑測繪工作流程

實施方案

飛燕遙感根據(jù)歷史建筑測繪的特點和目的，結(jié)合歷史建筑測繪項目經(jīng)驗，采用空地一體化歷史建筑測繪解決方案——綜合運(yùn)用三維激光掃描、傾斜航攝、全景攝影、數(shù)碼相機(jī)拍攝等技術(shù)手段進(jìn)行全面測繪。

地面方面，以三維激光掃描技術(shù)為主要測量手段，對建筑單體進(jìn)行精細(xì)化掃描，精確記錄建筑室內(nèi)和立面構(gòu)件的空間位置、尺寸和紋理。輔以全景攝影技術(shù)，對建筑細(xì)節(jié)利用數(shù)碼相機(jī)拍攝，更全面直觀地記錄、呈現(xiàn)歷史建筑的三維空間信息。

空中方面，以無人機(jī)傾斜航攝為主要測量手段，對建筑屋頂及周邊環(huán)境進(jìn)行航拍，并基于傾斜攝影技術(shù)實現(xiàn)歷史建筑三維重建，形成可實時瀏覽的三維紋理模型。

通過多種測量手段相互配合、互為補(bǔ)充，完整記錄歷史建筑的現(xiàn)狀信息，實現(xiàn)歷史建筑三維數(shù)字化重建，并繪制總平面現(xiàn)狀測繪圖、平面圖、立面圖、剖面圖和構(gòu)件大樣圖，為歷史建筑建立數(shù)字檔案。

（一）外業(yè)數(shù)據(jù)采集

（1）無人機(jī)傾斜攝影數(shù)據(jù)采集

采用無人機(jī)獲取建筑屋頂及周邊環(huán)境的正射影像和傾斜影像，并基于傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行三維重建，形成可實時瀏覽的三維紋理模型。

正射影像                          

傾斜航攝影像

（2）三維激光掃描數(shù)據(jù)采集

采用三維激光掃描儀獲取古建筑單體室內(nèi)和立面結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)，在實際測量中，根據(jù)成果應(yīng)用需求，結(jié)合現(xiàn)場情況合理布設(shè)站點、標(biāo)靶，選擇測量精度和覆蓋范圍。對測繪人員、站點位置、儀器關(guān)鍵參數(shù)等進(jìn)行現(xiàn)場記錄并繪制草圖標(biāo)注站點。

                         三維激光掃描站點標(biāo)注圖                  

激光點云

（3）建筑內(nèi)部照片進(jìn)行采集

利用數(shù)碼相機(jī)拍攝歷史建筑外立面，并對建筑屋頂及需要繪制大樣圖的細(xì)節(jié)進(jìn)行照片采集。

（二）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理是對采集的傾斜影像、激光點云及拍攝的照片等進(jìn)行處理。

（1）無人機(jī)傾斜攝影建模

基于傾斜影像的實景三維模型制作包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、像控點刺點、空三加密、三維模型生成、模型修飾等。

無人機(jī)傾斜攝影建模技術(shù)路線

空三加密

分塊空三 

合并空三

影像調(diào)色

模型修飾

空洞修飾前后效果對比

三維模型生成

實景三維模型成果

（2）點云數(shù)據(jù)預(yù)處理

點云數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括點云拼接、去噪和著色，最終導(dǎo)出真彩色點云數(shù)據(jù)。

點云拼接：將外業(yè)掃描獲取的不同測站的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，直至不同測站點云無縫拼接完成后，即可得到建筑物完整的點云數(shù)據(jù)。

點云去噪：對掃描時的人員、車輛，干擾物、冗余數(shù)據(jù)等無效點云數(shù)據(jù)刪除，保留有效點云。

（3）歷史建筑測繪圖繪制

根據(jù)要求，繪制歷史建筑測繪圖，包括總平面現(xiàn)狀圖、平面圖、立面圖、剖面圖和典型構(gòu)件大樣圖。

基于歷史建筑正射影像圖，繪制總平面現(xiàn)狀圖；基于點云三維模型，利用點云切片繪制歷史建筑的平、立、剖面圖；結(jié)合數(shù)碼相機(jī)拍攝的歷史建筑細(xì)節(jié)照片，繪制大樣圖。

總平面圖：繪制建筑輪廓、周邊建筑或構(gòu)筑物、道路、廣場、水域、山體、綠化等環(huán)境信息，且完整覆蓋歷史環(huán)境要素；標(biāo)注建筑總尺寸，建筑與相鄰建筑物、構(gòu)筑物的距離；場地標(biāo)高與建筑、構(gòu)筑物的標(biāo)高，平屋面建筑標(biāo)注天面、女兒墻的標(biāo)高，坡屋面建筑宜標(biāo)注屋脊、檐口下沿的標(biāo)高；標(biāo)注建筑名稱、出入口位置、層數(shù)、建筑高度、周邊建筑的層高、周邊道路、廣場名稱等信息。

總平面圖

平面現(xiàn)狀圖：包含各層平面、屋頂平面和仰視平面；繪制室內(nèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，完整表達(dá)空間布局；反映周邊環(huán)境、出入口、圍墻、院落、天井、門窗、洞口古樹、古井等要素；繪制室內(nèi)材質(zhì)及體現(xiàn)歷史風(fēng)貌的室外地面材料；繪制典型或具有重要歷史、藝術(shù)價值的室內(nèi)布置。

立面圖：包含所有可視立面；表達(dá)立面整體輪廓、構(gòu)件輪廓和細(xì)節(jié)、立面所有材質(zhì)。

剖面圖：全面表達(dá)建筑的空間關(guān)系；表達(dá)典型或具有重要歷史、藝術(shù)價值的室內(nèi)布置。完整繪制和標(biāo)準(zhǔn)剖面材質(zhì)做法。

大樣圖：著重繪制體現(xiàn)歷史風(fēng)貌和地方特色的構(gòu)造、裝飾、材料，采用文字標(biāo)注。大樣圖包括了各種磚雕、脊飾、門廊、梁架的斗拱等部分的大樣。

歷史建筑測繪建檔意義重大，將為歷史建筑改造、修繕、重建、合理利用提供科學(xué)依據(jù)。飛燕遙感深耕測繪地理信息行業(yè)近二十年，項目經(jīng)驗積淀豐富，長年服務(wù)于基礎(chǔ)測繪、自然資源、智慧城市、考古、應(yīng)急及GIS應(yīng)用等領(lǐng)域，我們將繼續(xù)致力于數(shù)字化測繪，不斷迭代優(yōu)化軟件產(chǎn)品，助力歷史與傳統(tǒng)文化的傳承和發(fā)揚(yáng)。