王 茹 張 祥 韓婷婷

(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，西安710055)

我國現(xiàn)存古建群數(shù)量巨大，其保護工作需大量人力物力財力，BIM技術(shù)的引入可提高古建保護工作的效率，使古建保護工作更加科學(xué)合理。古建筑信息模型的建立可用Revit Architecture建模的方式完成[1]，也可利用CAD二次開發(fā)技術(shù)，合理添加修改信息，完成信息模型的建立[2]。本文選用基于ObjectARX的CAD二次開發(fā)技術(shù)完成信息模型的建立，可較為自由的實現(xiàn)信息的添加修改[3-4]。將古建構(gòu)件信息標(biāo)準(zhǔn)化，可實現(xiàn)古建構(gòu)件信息庫的規(guī)范化管理，同時標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型構(gòu)建完成之后，可將模型中的關(guān)鍵信息量化提取，以方便功能函數(shù)的建立，進一步發(fā)揮模型中的信息價值，使模型不僅作為一個信息平臺，還可作為一個功能平臺。

1 基于BIM的古建信息模型的建立

基于BIM的信息模型，作為信息平臺，是BIM應(yīng)用成功與否的基礎(chǔ)。模型中存入的信息以設(shè)計功能有用性為原則，信息的存入以規(guī)范化的方式，信息的使用分為直接查看和量化調(diào)用兩種方式。

1.1 信息模型的建立

該信息模型可選用相應(yīng)BIM軟件建立，本文選用基于AutoCAD平臺，通過ObjectARX技術(shù)二次開發(fā)定制靈活添加信息的方法建立，如圖1所示。

圖1 古建筑信息模型設(shè)計平臺的系統(tǒng)框架

古建構(gòu)件模型——信息載體:在模型建立的基礎(chǔ)上，cad環(huán)境中，對模型進行添加、讀取以及修改相應(yīng)信息。該算法的核心是利用擴展數(shù)據(jù)存儲古建筑構(gòu)件信息選項卡和每個選項卡中的字段信息，利用擴展字典來存儲古建筑構(gòu)件的所有信息，這種存儲結(jié)構(gòu)方便信息的寫入、讀取以及修改，并且可以實現(xiàn)信息的擴展功能，同時，模型與信息同在，可以方便我們對模型進行信息的讀取，以及仿真分析及預(yù)定功能模塊所需信息的直接調(diào)用。

信息被保存在實體內(nèi)，與實體同生命周期，我們對實體的處理過程中，可以隨時調(diào)用其上儲存的信息值，方便快捷。

1.2 構(gòu)件信息的標(biāo)準(zhǔn)化

古建筑保護工作之所以困難，很大程度上在于古建信息的流失。古代建筑師們都是以經(jīng)驗相傳，成文法典極少，造成了今天的科研工作者研究古建筑的工作極為困難，所以，信息留存是古建保護工作一項重要內(nèi)容。據(jù)文物部門的統(tǒng)計，目前我國被列入保護的古建群有近30萬處，每一座古建中又包含成百上千種類的零構(gòu)件，每一種構(gòu)件都有其獨特的信息特征，古建保護及研究工作所需的信息量之大由此可見。

這些量大散亂信息的留存，不同信息儲存方式之間交流困難，加上各種信息的交匯重復(fù)，錯誤及說法不一的情況，在信息時代的今天，迫切需要我們?nèi)ミM行優(yōu)化梳理，以更精確快捷的方式使古建信息規(guī)范化，合理化，便于檢索，便于調(diào)用研究。建立規(guī)范化的構(gòu)件信息庫，不僅可以解決這些問題，方便古建保護及研究工作，其意義媲美“工程做法則例”。

BIM應(yīng)用成功與否需要有一個合適的標(biāo)準(zhǔn)，一套成熟的信息平臺，一個完整的族庫。在合適標(biāo)準(zhǔn)下建立的信息平臺，便于管理，便于調(diào)用查看信息，方便應(yīng)用。對于古建筑的BIM化保護來說，對古建筑構(gòu)件信息平臺的構(gòu)建即為將古建構(gòu)件信息合適的標(biāo)準(zhǔn)化。

由于我國古建筑的復(fù)雜性，古建筑信息的標(biāo)準(zhǔn)化，優(yōu)化精簡且又力盡詳實，可以使得人們更高效實用地保存我國古建信息，以便信息的再次利用。信息標(biāo)準(zhǔn)化，整體上可依據(jù)調(diào)用該類信息的特點或預(yù)設(shè)功能函數(shù)的需要，以有用性為原則，根據(jù)信息的主次及邏輯性進行標(biāo)準(zhǔn)的制定，信息依照制定的標(biāo)準(zhǔn)添加入模型保存。個體上以構(gòu)件作為基本單元來進行信息的標(biāo)準(zhǔn)化處理，古建構(gòu)件信息的整理是使其規(guī)范化的基礎(chǔ)，從典型明清古建筑及其構(gòu)件再造的角度去研究記錄其再造過程所需的信息。以坐斗構(gòu)件為例，其標(biāo)準(zhǔn)化信息如圖2所示。

圖2 以坐斗為例的標(biāo)準(zhǔn)化信息

1.3 構(gòu)件信息的量化提取

在信息模型的基礎(chǔ)之上，需要的時候?qū)ζ湫畔⑦M行提取及量化以滿足特定功能函數(shù)的需要，是古建構(gòu)件信息規(guī)范化的目的之一。

古建構(gòu)件信息中蘊藏著我國古建的構(gòu)造規(guī)律，受力機理，構(gòu)件制作與其施工及保護方法的合理性等這些與古建保護及研究工作密切相關(guān)的問題。要解答這些問題，就要對規(guī)范的古建構(gòu)件信息進行關(guān)鍵信息的提取，部分關(guān)鍵信息進行量化處理，以便得出直觀的數(shù)值表達。這是在規(guī)范化信息的基礎(chǔ)上對古建信息的進一步應(yīng)用，同時把信息功能化，模塊化也是利用現(xiàn)代計算機的思想更有效地解決古建研究保護工作中的實際問題的方法。

雖然，現(xiàn)今各種CAE技術(shù)的日漸成熟，使我們可以完成大多數(shù)古建單個問題進行一定精度的分析求解，但是各種軟件技術(shù)之間相對獨立，相互間信息交流困難，在規(guī)范化的信息提取量化之后，對這些已有技術(shù)及預(yù)定實現(xiàn)的功能模塊進行整合，以形成一套古建研究保護管理的綜合解決方案，具有重要的現(xiàn)實意義。

古建信息數(shù)據(jù)及信息值儲存于模型數(shù)據(jù)庫的字典中，位置確定，根據(jù)功能函數(shù)的需要，對其進行調(diào)用提取，作為關(guān)鍵信息，但有些信息需要進行量化處理，以便功能函數(shù)調(diào)用處理，從而以具體的度量返回我們對該項功能的直觀評估。

圖3 信息提取量化調(diào)用流程

信息的量化提取可分兩步進行;一，關(guān)鍵信息的提取，對于存入構(gòu)件中的信息，不同用戶所需不同，相同用戶使用不同功能所需信息也不相同，所以實現(xiàn)設(shè)計功能需先對所存入信息進行關(guān)鍵信息的提取，以滿足特定需求。二，關(guān)鍵信息中非量化信息的量化，對于經(jīng)濟型評價，我們總想以直觀的量作為評價指標(biāo)，對一些非量化的文字信息，其重要程度足以影響評價的結(jié)果，必須予以考慮。

2 標(biāo)準(zhǔn)化信息庫建立及綜合管理應(yīng)用擴展

古建研究保護是一個系統(tǒng)工程，信息貫穿于始終，流通過程中的信息損失應(yīng)降到最少，規(guī)范化的信息平臺無疑具有極大的優(yōu)勢。信息的流通建立在目的性的需求之上，以目的性的功能需求來擴展建立古建信息的應(yīng)用系統(tǒng)，更有針對性，可以更加有效地解決保護研究工作中遇到的實際問題。同時，系統(tǒng)具有可擴展性，系統(tǒng)的可擴展性使得我們可以在后續(xù)工作中不斷完善其功能模塊，同時提供一個大家共同開發(fā)的平臺，從而建立一個不斷完善的古建信息及其應(yīng)用系統(tǒng)。如圖4所示，通過基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化信息，利用功能函數(shù)，可以擴展功能信息，這些基礎(chǔ)信息與功能性信息共同構(gòu)成了古建筑構(gòu)件的信息主體，從而建立功能信息平臺。

所有信息來源于古建筑構(gòu)件，應(yīng)用于古建保護研究，且在同一平臺下的進行各種操作，使得信息的可復(fù)用性、通用性較強。同時這個平臺可以匯聚古建研究工作的各種成果，并不斷更新，從另一個意義上講，這是古建科研保護工作者成果的一個交流平臺，這也在一定程度上解決了現(xiàn)在古建研究保護工作者相互間聯(lián)系能力弱，交流困難的問題。基于BIM的古建筑構(gòu)件信息化管理系統(tǒng)平臺的構(gòu)建，以期作為古建構(gòu)件信息的一種規(guī)范性質(zhì)的信息庫，為我們古建研究保護工作提供方便快捷的所需信息的技術(shù)支持。

圖4 不斷擴展的信息平臺

3 總結(jié)

本文提出了利用標(biāo)準(zhǔn)化的古建構(gòu)件信息，基于BIM的信息重用技術(shù)，提取信息模型中的關(guān)鍵信息，通過相關(guān)功能函數(shù)建立并不斷完善古建構(gòu)件信息平臺的方法。古建信息的整理建立在大量工作基礎(chǔ)之上，信息的不斷擴展是一個持續(xù)的過程，需要大量專業(yè)人員共同的努力，并且信息的標(biāo)準(zhǔn)還有待優(yōu)化，使其在不斷改進的過程中趨于合理。

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