三维激光扫描：助力古建数字化保护

随着历史文化保护需求的迅速增长，高效便捷的数字化测绘技术逐渐进入历史文化遗产保护者的视野。在众多保护项目中，三维激光扫描技术发挥着越来越大的作用。

在北京市太庙享殿前，测绘人员背着30斤重、带有飞盘状定位系统的背包式三维激光扫描仪，拿着手持式三维激光扫描仪，采集三维激光点云，勾勒数字“太庙”。一旁，另一位测绘人员按设计好的站点，固定了站式三维激光扫描仪。随着三维激光扫描仪360度旋转发出的突突声，大殿内的立体化三维空间数据被采集，在电脑里真实再现。

测绘人员介绍称，与传统测绘方式相比，数字化测绘建档具有效率高、精度高、完整度高的技术优势。在对古建筑进行人工勘察之前，通过三维激光扫描等非接触式勘察技术，得到建筑的总体尺寸、结构的变形情况等基本空间数据，再进一步制定详细勘察策略和手工校验，为古建筑的勘察工作提高了不少效率。

“简单说来，对建筑进行三维激光扫描就像是为建筑照CT，把建筑的现状完整记录下来，为管理者、建筑师等提供精确的建筑现状档案。”测绘人员说，三维激光扫描仪向各个方向发射出激光，激光遇到建筑的墙体、地面、天花等障碍物后，反射回扫描仪，扫描仪通过计算激光反射的时间即可获得扫描仪与障碍物之间的距离，从而获得所在空间界面的三维模型。这个三维模型是由众多激光反射点组成的点的集合，就像由众多细小水滴组成云朵一样，称为点云。

据悉，北京市已经完成了永定门、钟鼓楼、地安门内外大街、太庙、中山公园、景山公园、天坛公园等地的信息采集与三维模型搭建。这将助力历史文化遗存的精细治理和科学保护，促进历史文脉的传承和可持续发展，让古都绽放时代新韵，使老城焕发勃勃生机。

在福建省漳州市等地，通过运用三维激光扫描技术，众多历史建筑拥有了量身打造的3D数字档案，建立起了数据化档案馆，为历史建筑的保护、维修、存档等相关工作提供了技术支撑。

漳州古城里有着大量珍贵的建筑遗产，多建于明清时期，以砖木结构为主，完整地保存了骑楼式店面、中西合璧式建筑、闽南风格民居等建筑特色，是展现闽南建筑历史发展风貌的重要遗产和资源。古建筑可看作构成古城结构的基本细胞，利用先进测绘技术，对有代表性的文保单位、历史建筑建立3D数字档案，不仅可以把老祖宗留下来的宝贵遗产保护好，提升管理水平和质量，还可为后续的活化与利用提供翔实的基础数据。

2021年，漳州市着手开展历史建筑测绘建档工作，为历史建筑建立3D数字档案。建档过程中，漳州市利用无人机航拍、倾斜摄影建模和全景影像等技术，对建筑屋顶及周边环境进行航拍，全方位采集历史建筑本体及周边环境影像信息。同时，配合三维激光扫描技术，通过绘图软件、模型制作软件等获得具有历史建筑平立剖面图、大样图纸与各项建筑信息的高度完整的实景三维模型。

目前，漳州市已完成古城片区唐宋子城（台湾路—香港路）24处历史建筑数字建档工作。“每个档案都有一个3D立体的历史建筑模型，建筑年限、面积、结构等信息一目了然。”相关负责人介绍说，通过模型不仅可以清楚地看到建筑的外部结构、周围环境等，还可看清内部布局、细部构件，就连屋顶的瓦片及立面的门窗、雕花都清晰可见。

此外，三维激光扫描技术还可以为古建筑设计修缮、管理监督提供依据。在福建省建瓯市，铁井栏—紫芝街历史文化街区仓长路老街的修缮工作便运用了这一技术。

仓长路老街上的万寿宫，为明清时期赣籍商人修建，是一座道观、祠堂二合一的历史遗迹，曾作为江西会馆，见证着建瓯在历史上水路通达、商贾往来的盛景。时过境迁，这里逐渐衰败，损毁严重，亟待修缮。面对万寿宫建筑体量大、工期紧、任务重的情况，工作人员利用三维激光扫描技术生成点云模型，深度还原万寿宫内的戏台、拜亭、看楼、主殿等三维空间形态，为设计修缮提供直观参考信息，有效缩短了建设工期。

在丽江古城，通过三维激光扫描技术，古建筑实现数据采集与保存。数据上传管理平台后，可实时对瓦屋面、墙体等进行监测预警。据相关负责人介绍，在日常管理中，若发现历史建筑有违规加建改建嫌疑，调取其三维点云模型与现状照片进行比对，即可快速判断建筑现状是否与建档时相符，避免出现因档案照片不全或图纸档案未记录等原因造成的误判，提升历史建筑的监管工作效率与准确性。

摘自　《中国建设报》　2023.12.14　宗河