国外建成遗产历史建筑信息模型(HBIM)前沿发展综述

当今,新兴数字技术对于文化遗产的保护与记录显得至关重要,相关技术的应用使得诸如降低文化遗产损坏风险、制定文化遗产预防性保护计划、实现文化遗产全生命周期记录与监管以及文化遗产可持续性保护等目标得以实现。作为文化遗产数字化保护领域的国际先进组织,国际建筑摄影测量与文化遗产记录委员会(CIPA Heritage Documentation)自1968年成立以来,一直积极致力于汇集与发表各类前沿的文化遗产保护与记录的研究成果和实践经验。CIPA2023会议是后疫情时代由该组织主办的首次线下集会,大会不仅为学术交流提供了平台,更汇集了大量前沿研究进展、创新的数据收集方法,以及应对复杂挑战时的有效解决方案。历史建筑信息模型(HBIM)是文化遗产数字化的核心和纽带。无论是对于单体历史建筑或建筑群,还是大规模考古遗址和景观遗产,抑或分布广泛的线性文化遗产,综合运用HBIM对其进行保护已被广泛认为是高效精准且潜力巨大的。本文通过检索国外学者在CIPA2023会议、国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)出版物以及Web of Science(WoS)中所发表的HBIM研究文献,总结基于HBIM对遗产的复杂结构和构件进行建模,文化遗产管理、监测和修复的研究,可访问资源构建,以及探索数字孪生技术和深度学习的应用等四个方面的最新研究进展,介绍HBIM国际研究与应用的前沿进展。

闽南传统民居大木架参数化和运算化HBIM建模方法

针对目前闽南传统民居保护工作中图纸绘制速度慢、数据共享性差等问题,提出一套基于历史建筑信息模型(HBIM)技术流程的参数化和运算化建模方法.首先,运用Revit应用程序开发接口,驱动模型的运算化生成;然后,结合WPF用户界面框架,实现模型的交互式生成;最后,基于WebGL技术,构建闽南民居云端展示平台,实现“互联网+古建筑”.为验证方法的有效性,选取典型案例进行方法实践.结果表明,该方法能准确高效地以数字化形式保存传统民居建筑的各类信息,同时可大大提高传统民居建筑逆向建模的速度与精度,为闽南乃至整个福建省的传统民居建筑信息化、数字化保护提供技术支撑.

评估应用于工业遗产的SCAN-UAV-HBIM工作流程——以西班牙拉帕尔马火车站为例

保护历史环境需要在其自身价值与历史建筑面临的新挑战之间保持平衡。因此,工业遗产作为一个国家经济和社会发展的体现,代表着一种文化价值。尽管工业遗产是一种相对较新的遗产,其同样有适应性再利用的需求。为了实现这一功能,建筑信息模型(BIM)平台的出现至关重要,因为它可以在遗产项目或历史建筑信息模型(HBIM)中开发干预项目的所有周期。该模型在几何形状精度方面的质量无疑是研究人员、学者和专业人员面临的挑战之一。为了解模型的质量和精确度,本文分析了西班牙拉帕尔马(La Palma del Condado)火车站,一个具有遗产价值的工业建筑案例。所使用的研究方法基于从扫描(Scan)到建筑信息模型(BIM)的第一阶段;在BIM-ArchiCAD环境下获得建筑物的几何形状后,将信息模型与便携激光扫描仪(PSL)获得的点云进行比较。在实验工作中,使用了Cyclone Register 360软件进行处理,获得的结果表明这两种模型在云和几何图形之间可能存在显著差异。

基于类图与本体论的HBIM在建筑遗产仿真管理中的应用

从建筑遗产组件的角度出发,基于类图与本体论的研究合理分类建筑遗产组件属性。从组件的规模定义面向对象的类图和本体,以澄清概念并提高互操作性。为建筑组件信息建立HBIM仿真数据管理库,并通过HBIM平台供用户同时浏览和操作数据库。通过“大夫第”历史建筑单体构件的实验设计表明,在HBIM平台与纸质记录法比较测试中,在完成时间上综合效率提高40%,在任务负荷指数上减少10%,可用性测试结果的各项指数优秀,可提高建筑遗产数据管理的使用经济效率。

多团队协同背景下的HBIM理念在建筑遗产保护工程应用策略:以鼓浪屿八卦楼为例

分析了多团队协同背景下建筑遗产保护工程中HBIM理念的应用现状,并以鼓浪屿八卦楼保护项目HBIM平台应用为案例,建立了HBIM理念在建筑遗产保护工程的应用策略框架。从前期资料收集、中期设计、施工及后期运营的全生命周期特点出发,梳理了建设、科研、设计及施工单位等参建团队在各阶段HBIM应用策略模式与工作职能,以提高建筑遗产信息的精确性、数据的集成性、成果的直观性、沟通的高效性,实现建筑遗产保护工程的流程优化,保证建筑遗产的修复质量和效率。

作为“本手、俗手、妙手”的HBIM——来自武汉历史建筑数字化保护的观察与思考

该文通过对HBIM(Heritage BIM)的三种现象的分析,切片式回顾了自2010年以来武汉地区部分优秀历史建筑数字化保护的问题与成果。近十年来,历史文化名城保护与活化利用范畴的扩大,为数字技术提供更多的机遇与挑战。同时,数字技术的加持也使得历史文化保护的深度和维度得到很大提高。然而,在实际运用中,由于反向BIM的特点与文化遗产保护的要求,HBIM的建立往往是粗放式、甚至是虚假的。而作为“妙手”的HBIM,应该是系统性和唯一性的结合。

基于HBIM的建筑遗产信息数据库建构探索——以曲阜享殿为例

建筑遗产具有很高的历史价值、艺术价值和科学价值。HBIM技术具备建筑全生命周期管理、建筑信息多方协同、建筑构件参数化统一管理等优势,将相关理念融入建筑遗产保护具有重要意义。文章以曲阜享殿为例,基于现场调研测绘的详细数据,利用HBIM技术还原曲阜享殿的建筑构造,利用Revit构件族建构建筑遗产信息数据库,探索研究新方向,使遗产保护工作更高效,为建筑遗产保护提供技术借鉴。

三维激光扫描与HBIM技术在历史建筑数字化建档中的应用探索

历史建筑作为民族文化发展的见证,是国家宝贵的文化遗产,也是不可再生、不可替代的宝贵财富。实施历史建筑数字化建档工作对我国历史建筑遗产的继承、保护和开发具有重要的现实意义。利用三维激光扫描和历史建筑信息模型(HBIM)等创新技术和方法,构建历史建筑档案的数字化工程框架,具有效率更高、管理更加便捷的优势。通过对我国历史建筑建档工作中存在的问题进行分析,提出了历史建筑建档的数据分类、作业方法和工作流程,并尝试构建由基本档案记录、点云可视化数据和HBIM模型高度融合的历史建筑数字化建档工作方案。

“互联网+”下HBIM技术在建筑遗产数据中的可视化研究--以磺溪书院为例

HBIM技术在建筑遗产数据采样的研究为我国建筑遗产保护提供数据可视化应用框架,通过应用HBIM界定建筑遗产的组成部分、构件属性及修复资料之间的关系,并将采样信息导入数据库实现可视化模型显示。研究的重点包括传统木结构建筑构件的定义和建筑构件库的生成过程,通过磺溪书院生成构件库的案例研究,以此建立规则来定义建筑遗产的构件并对构件类型进行分类,建构使用与翻新相关数据为每个构件创建可视化模型。

本体论视角下HBIM-MR技术在建筑遗产评估管理的应用研究

在知识本体论与HBIM之间映射关系的视角下,提出基于5W1H模型的HBIM数据信息结构用于建筑遗产数据信息采集,并提出基于HBIM-MR技术的建筑遗产评估管理框架。通过“汇丰公馆”的建筑遗产评估管理为例,开发基于HBIM-MR技术的建筑遗产评估管理应用模型实现虚拟交互可视化,使管理人员与保护专家实现评估管理信息的共享和检索。

基于HBIM的建筑遗产勘察信息成果表达——以故宫养心殿研究性保护项目中三座值房的勘察工程为例

随着建筑遗产勘察技术手段的更新,勘察工作向着多学科协作以及精细化、信息化的方向发展,利用HBIM技术能更好的胜任勘察信息的整合、存储、管理、提取与表达。本文以故宫养心殿研究性保护项目中三座值房的勘察工程为例,从可视化、专题化、集成化的表达要求出发,打破利用平、立、剖面图纸进行简单标引的传统方式,提出利用影子图元、残损关键词典的技术手段,双参数控制的技术路线,解决HBIM在勘察信息成果表达实践中的各种问题,为进一步实现图纸表达的标准化与自动化打下基础。

HBIM在建筑遗产勘察数据管理中的应用——以上海张园石库门建筑为例

历史建筑信息模型(HBIM)是一种建筑遗产信息管理的技术手段。相较于文字、图片、图纸等传统二维的信息管理手段,HBIM不仅能够更直观准确地进行建筑原貌的表现,也能够进行非几何数据的三维记录。文章在分析上海张园石库门建筑的结构体系和构造方式的基础上,应用HBIM技术,建立参数化构件库,搭建建筑信息模型,录入勘察数据,实现对张园石库门建筑勘察数据的可视化管理,力求抛砖引玉,将新技术融入建筑遗产保护中,并期望未来基于大数据、云平台的建筑遗产保护新形势的诞生。

融合HBIM和人文知识的古建筑知识本体构建

古建筑数字化项目越来越多,但在人文知识的多层次展示、知识关联等方面有所欠缺;随着历史建筑信息模型(HBIM)越来越多地应用在古建筑领域,对HBIM文件进行开发利用迫在眉睫。文章探讨HBIM与人文知识的融合,在总结HBIM中信息及古建筑人文知识的特点的基础上,首先归纳《营造法原》及江苏不可移动文物数据库中的古建筑人文知识,构建本体框架;然后引入五峰园HBIM及其人文知识作为实例,导入本体框架并进行推理;最后将本体实例保存至Neo4j数据库,并结合RevitAPI演示相关应用。研究表明:通过本体可多层次地关联古建筑HBIM及古建筑人文知识,在古建筑人文知识的语义检索、构件组检索方面有一定意义。

韩国遗产信息研究现状与未来发展趋势

遗产信息研究的目标在于推动数字遗产数据的获取和遗产信息的实用性。本文分析了遗产信息研究的趋势,介绍了韩国在遗产信息研究领域的现状,探讨了相关的研究案例,其中包括数字策展、基于文化遗产相关知识的遗产数据可视化,以及历史建筑信息建模(HBIM)。预计未来遗产信息领域将加强对基于人工智能叙事、智能遗产数据平台,以及世界遗产解释数据的研究,以提高遗产信息的获取途径。

基于密集三维点云的历史建筑BIM自动建模算法研究

历史建筑信息模型(HBIM),对历史建筑的监控、维护、修复和虚拟展示提供了一种新方法,作为我国当下数字记忆建构课题重要的技术支撑,为文化遗产数字化有效助力,然而繁重的建模工作成为HBIM发展道路上不可回避的难题。目前有一种BIM自动建模方式,但仍然依赖手动给组件定义信息,通过探讨的BIM/HBIM自动建模方式是一种基于建筑语法的自动建模编程,是一种新算法。以某大雄宝殿局部HBIM建模为例展示自动建模的过程,试图探索新的由点云数据自动转换成BIM模型的实践,并提出BIM自动化发展的4个等级路线,从而探讨未来BIM自动建模对于推动HBIM发展的可能性。

基于BIM的文物建筑数据标准及族构建路径研究

为进一步探索BIM作为一个支持多学科协作的信息管理过程,在文物建筑信息采集、处理及管理方面的应用(即HBIM)技术方法及应用路径,本研究通过介绍遵循《营造法式》建造而成的少林寺初祖庵大殿的数据建模路径,探索并提出了HBIM在文物建筑建模方面数据深度标准及技术方法,为下一步研究和工作提供启示。

从数字化到信息化:信息技术在建筑遗产领域的应用刍议

记录建档工作贯穿干遗产保护循环全过程,不仅是一切保护工作赖以开展的重要基础,而且关乎遗产的真实性,直指保护目的,是保护工作的"灵魂"。在数字化革命、信息化社会的语境下,传统的记录建档概念升级为以数字化为基础的遗产信息采集、传递、处理和利用等活动。随着保护理念的深化和技术的进步,遗产对蒙的复杂性和保护实践不同需求,使得信息记录工作面临挑战。从信息管理的角度看,遗产信息的记录至少具有逆向、多时态、多样化、复杂性的特点。而既有手段虽初步实现数字化,但并未改变原有的信息组织和表达方式,从而无法应对挑战。而从发辰建筑遗产领域的信息化测绘开始,从数字化走向信息化,才是遗产记录的发展进步之道。本文在介绍的一些案例和初步研究探索基础上,提出可以建立以HBM为核心技术的、跨平台的信息化测绘、记录体系,为遗产的研究、保护、管理、展示、利用各环节提供系统、实用、浸捷的信息服务。

古木建筑裂缝多LoD表达与信息自动集成

古木建筑具有极高的价值,科学认识其损伤现状,并对损伤进行直观表达与信息自动集成,有利于更好地进行文化传承。尽管建筑遗产信息模型(HBIM)技术具有模型与信息高度关联的特点,可将信息整合至模型中,与古建筑信息表达集成需求高度契合,但在应用方面仍存在部分难题,如损伤模型表达精细度划分,损伤信息量庞大难以快速集成。本文以古木建筑裂缝损伤为例,首先建议了裂缝模型多细节层次(LoD)表达标准;然后分析了HBIM的信息集成方式,其在Revit软件中以电子列表方式管理构件信息;为解决信息量大的难题,对软件进行二次开发编写外部命令,加载成为外部应用实现信息自动集成更新;最后以一古木建筑HBIM模型进行方法验证,4 s内完成了64根柱子的信息自动化集成。表明了裂缝多LoD表达方法与信息自动集成算法的高效性与可靠性,可为历史建筑信息的表达、集成与管理提供方法借鉴。

基于BIM+理念的建筑文化遗产保护研究综述

随着激光点云、摄影测量等现代信息技术的广泛应用,建筑文化遗产的三维模型获取更加便捷。然而,遗产建筑复杂的形态和非均质的特征与建筑信息模型(BIM)标准化程序相冲突,导致历史建筑信息模型(HBIM)的研究仍不广泛,系统梳理BIM+建筑文化遗产研究十分必要。文章首先通过文献计量分析,梳理HBIM研究脉络、研究主题演化和案例的空间分布;其次从HBIM三维模型采集、HBIM与GIS集成、HBIM与虚拟场景生成三个方面展开评述;最后结合建筑遗产保护精细化管理趋势,指出四个未来可能的研究方向:①基于HBIM的使用者行为分析;②基于HBIM的建筑环境变化监测、环境分析和模拟;③基于HBIM的工程施工管理;④基于HBIM的运营和智慧博物馆。以期为国内外相关研究与实践提供参考。

浅析基于BIM的医院建筑信息模型系统与城市信息模型(CIM)体系对接应用

医院建筑信息模型的建立是城市信息模型智慧建筑形成的重要构成,医院建筑信息模型的建立不仅完善和提升了智慧医院服务与管理的内业基础水平,且在融入智慧城市国家治理及健康救治方面起到积极的智能应用推动。本文力图通过全域医院建筑信息模型及模型应用基础平台的建立,同步于智慧城市信息模型接入,实现健康医院建筑与智慧城市协同发展。