作者：刘存钢、姚晨瑞、束文杰
2015年3月28日，国家发改委、外交部以及商务部联合发布了“一带一起”纲领性文件——《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》，文件中确定新疆、福建成为“一带一起”核心城市区，合肥与西安、重庆、成都等十个城市成为“节点城市”。
丝绸之路（来源 | 图虫创意）
合肥，一座拥有2000多年悠久历史的古城，分布着浩瀚的历史文化遗迹。古老的南淝河，滋养着这片地皮。在它的南岸，风情浓郁的文化老街拱辰街（旧称北门大街）上，现存一处范例传统江淮天井式民居形制的董氏住宅。作为合肥老城区内末了遗存的、特色光鲜的江淮民居，亟待保护与活化更新，以展现老合肥运河水岸的独特历史文化魅力。
拱辰街（来源 | 作者供图）
区域剖析董氏住宅，俗称“董家大院”，位于合肥市庐阳区拱辰街79号（北临环城公园北路，南近阜南路）。街道宽约四米，长约一公里。置身于街道之中，虽然地处城市的闹市区，我们感想熏染到的却是充满市井气息的景象，满眼的商铺小摊和熙熙攘攘的市民让街道的生活气息愈发浓重。董家大院位于街道的中部，是一个有着晚清、民国市井元素的老瓦房。据史料记载，这里曾经居住过两位名人的后代——清初合肥“武探花”董金凤的后代董季平，清初刑、兵、礼三部尚书龚鼎孳的后代龚积炳、龚积义。董家大院在当时可谓名誉鹊起，但如今经历了百余年的风雨沧桑，已变得破败不堪……身处董家大院，我们感想熏染其历史，想象着曾经在这里发生的故事和日常生活的场景。
董氏住宅院落复原（来源 | 作者供图）
走进拱辰街，已很丢脸到历史的痕迹，周围建筑多是常见的居民单元楼，只有一处清代建筑（董家大院），现已残败不堪。附近路面的房屋已被改造成为门面，贩卖蔬果、水产品等等（前段韶光，铁皮棚已拆除），很多建筑已被合肥市房屋安全鉴定中央挂上《房屋安全鉴定报告》的标牌，从上面的笔墨可以看出，大部分房屋都属于危房，并存在着安全隐患。根据合肥市老旧菜市场的改造情形来看，拱辰街的改造也进入了倒计时，拱辰片区改造一期工程（拱辰邻里中央）项目位于拱辰街和井巷的交叉口，北侧为南淝河，东侧为逍遥津公园。
拱辰街原貌（拍照 | 束文杰）
拱辰街近况（拍照 | 束文杰）
拱辰片区的主体是拱辰街，是这次的中央主题。方案以家当导入与创意改造为抓手，结合周边环境，通过建筑空间创意、家当提升改造、新型家当导入，绿色技能利用，提高老城区的经济代价和环保等级，提升城市整体形象。
拱辰邻里中央（来源 | 安徽商报）
董家大院、拱辰门、拱辰桥、拱辰桥去世难者纪念碑……拱辰街片区，拥有诸多历史遗迹和建筑遗存。为此，设计要加强对拱辰街历史文化的研究，深入挖潜其历史文化主题，唤起人们对老合肥的影象。
拱辰门遗址（拍照 | 束文杰）
实地情形从拱辰街与阜南路交叉口进入老街，向北步辇儿近百米，老街的西侧——拱辰街79号便是董家大院。该院坐西朝东，为三进院的空间模式。
董家大院航拍（拍照 | 束文杰）
门框的两侧为青砖墙，破损处用粗糙的红砖修补着，那青砖每片不过一寸高，砖缝间整洁地勾着白灰。门框下方，旁边两侧各一个门枕石，原来的形状早遭毁坏已经看不出来了，只能瞥见这些质地紧密的石块，仍在守护曾经繁华的深宅大院。门框外侧，有两堵高墙，彷佛要撑起当年宽阔的门楼，墙上也是周详的青砖，顶部呈阶梯式变宽。
董家门楼（拍照 | 束文杰）
深院高墙（拍照 | 束文杰）
走进第一进堂屋，屋顶的梁柱均为木制。仔细欣赏，上面还有不少纹饰或者木雕。举头仰视还能瞥见袒露的檩条和残损的构造。进入内院，第一进院子南侧还砌上了一堵石墙，将其分隔成了两个部分；北侧则新建了一座小屋，使得本来挺大的院子变得格外狭小，彷佛仅是居民出入的通道。
木制梁柱（来源 | 作者供图）
第二进院子里，以及北侧墙外，有两口古井。关于他们的来历，有人说是房屋原来的主人百年前开挖的，也有人说它们是解放后才挖的水井。本日，居民们早都用上了干净的自来水，于是水井被人盖了盖儿。第二进院子与第一进相同，院中都砌上一堵石墙；而院内西侧的建筑终逃不过光阴的蹉跎，几年前部分屋顶涌现坍塌，里面的居民也早已搬离。与第一进的门楼一样，这座房屋也有精美的木雕。
木雕窗棂（来源 | 作者供图）
院落古井（拍照 | 束文杰）
信息采集我们利用了Trimble X7三维成像扫描仪进行测绘，整套设备是由三维成像仪和手持平板电脑组成，设备利用方便，在平板电脑上通过直不雅观的Perspective软件，划动手指头即可操作、管理、查看和验证扫描数据利用Trimble VISION技能进行快速图像捕获。
测绘现场（来源 | 作者供图）
1、标靶布设丈量。外业开始前需布设标靶点，以便后期绝对坐标的配准4，本项目共设置7个标靶点，并利用全站仪丈量其三维坐标。
2、测站方案。为完成建筑物地上和地下的丈量，确保扫描无去世角和测站间点云数据一定的重叠度，共设19站，均匀分布于建筑物四周。测站点方案分布如下图所示。
测站点方案分布图（来源 | 作者供图）
3、扫描及拼接。将Trimble X7架设在方案的测站位置进行扫描，每站扫描韶光约2 分钟，全体采集韶光约1.5小时。自动拼接后的点云数据如下图所示。
点云数据图（来源 | 作者供图）
通过TBC软件对点云数据预处理，包括对原始点云数据噪音及空洞进行内业降噪处理，删除多余的点云；利用配准功能将点云数据配准到城市坐标系；利用点云分类功能对建筑物、地面、高植被、电线杆和标注、供电线路等进行分类。预处理后的效果如下图所示。
预处理后效果图（来源 | 作者供图）
复原建模中国建筑遗产在建造和修缮过程中都留下了宝贵的历史资料，这些历史资料是建筑文化遗产保护和发展的主要根本，但是由于多种缘故原由，许多历史资料信息严重缺失落，其余受古代加工精度水平的限定，图纸和施工尺度存在一定差别。
BIM的涌现除了能够供应三维模型外还具备供应二维图纸的功能，完善了古建筑的历史资料。通过 Revit可以查看建筑立面图、平面图、剖面图等。古建筑的平、立、剖面图纸可以供应精确的尺寸，为建筑遗产的修缮与保护的施工做准备。许多受损古建筑文化遗产受资金限定无法被真实的修复，虚拟修复可以利用有限的资金将古建筑文化遗产保存在电脑中，为往后古建筑的修复或重修供应准确的建筑信息。
建筑BIM模型除了供应了三维模型外，还能创建二维平面图。建筑图纸在全体项目工程设计、施工中具有极其主要的浸染。对付已知古建筑BIM模型，利用剖切面剖切BIM模型可以得到平面图或者立面图。鉴于建筑构造繁芜，常日须要将建筑局部、细部采取较大比例绘制，这种建筑图纸成为建筑详图。
1、在建筑楼层平面图中选择得当的平面视图，将三维模型的平面视图进行复制，将标注、注释等信息绘制在新的平面视图中。如下图所示为董家大院平面图。
董家大院平面图（来源 | 作者供图）
2、建筑立面图是指对建筑外墙面进行正投影得到的正投影图。与建筑平面图一样，建筑立面图也是表达建筑物的基本图样之一，建筑立面图紧张反响建筑物的形式和外不雅观。如图为董家大院正立面图和董家大院侧立面图。
董家大院正立面图（来源 | 作者供图）
董家大院侧立面图（来源 | 作者供图）
3、剖面图是指利用一个假象的剖切面将建筑垂直剖开所得到的投影图。剖面图与平面图、立面图的结合是表达建筑物的主要图样。剖面图紧张反响建筑物的构造形式、垂直空间利用、各层布局做法等情形。如图为董家大院剖面图。
董家大院剖面图 A（来源 | 作者供图）
董家大院剖面图 B（来源 | 作者供图）
董家大院作为清末江淮地区民居建筑，在建筑风格、建筑构件形制上具有江淮传统民居特点。我们对董家大院进行了建筑BIM建立，并且其构件利用“族”的形式进行了保存，末了形成“族”构件库，为接下来其他具有相同构件的建筑BIM构建做准备。如下图所示为董家大院“族”构件。
董家大院“族”构件图（来源 | 作者供图）
董家大院BIM模型图（来源 | 作者供图）
董家大院建筑构造模型图（来源 | 作者供图）
由于建筑的建造韶光距今久远，建筑外立面破损严重，很多形式与构建只有从传统民居原型中推测而出，屋顶构造、墙、大木构造等构件与江淮传统民居相同，对付董家三院构件点云完全体门，直策应用其建立族构件，如图为利用点云直接建立的董家大院屋身构造；对付点云残缺部分，利用董家大院构件“族”载入到按建筑BIM模型中。所示为董家大院数字化修复BIM模型。如图为董家大院修复前后比拟图。
纹理映射后的三维模型图（来源 | 作者供图）
董家大院拆解图（来源 | 作者供图）
董家大院复原立面图（来源 | 作者供图）
董家大院复原剖面图（来源 | 作者供图）
本案选取工具为南淝河南岸一条老街中的古宅。通过激光三维扫描技能对现场进行测绘并网络数据，再通过激光三维扫描与BIM建模与VR表现技能，本着原真性与完全性原则，将这座隐匿在运河老街中的江淮民居的末了孤本建筑重新激活并重现风采。利用现有老古建筑文化遗产构件制作“族”库，运用于对在受损古建筑遗产的文化复原遗产BIM建模构建中，完成对该古建筑文化遗产的数字化修复，即基于BIM技能的老宅古建筑文化遗产数字化虚拟复原式修复方法。
董家大院内部复原 A（来源 | 作者供图）
董家大院内部复原 B（来源 | 作者供图）
董家大院内部复原 C（来源 | 作者供图）
本案过程中采取Trimble X7进行建筑扫描丈量丈量，实现了外业数据采集的自动化，减轻了劳动强度，提高了事情效率。同时，得到了丰富的三维数据成果，特殊是在立面图绘制、后期三维建模方面较传统竣工丈量有明显上风。在成果精度方面该设备也能够知足干系规范的哀求。因此，能够作为替代传统建筑竣工丈量的新一种测绘手段。随着设备测程和精度的进一步提高，以及设备本钱的降落，三维激光扫描仪的运用前景将更加广泛。在数据获取和数据处理后，本案基于BIM建模技能，很好地实现了对老宅建筑信息的仿照与推演，并通过族库管理实现建筑信息集成优化，为建筑文化遗产保护供应第一手数字化材料，并为下一步活化更新奠定根本。
作者：刘存钢、姚晨瑞、束文杰运营：束文杰编辑：束文杰制作：出外龙舒人事情室欢迎读者粉丝加入头条圈子「庐州历史文化研究中央」，更多话题互换和线高下活动等着你~
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