《歷史建筑數(shù)字化信息采集及制圖技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）

1T/JSIE0009—2024歷史建筑數(shù)字化信息采集及制圖技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了歷史建筑數(shù)字化信息采集及制圖的基本規(guī)定、數(shù)字化信息采集、數(shù)字化制圖、歷史建筑數(shù)據(jù)庫建設(shè)要求，描述了數(shù)字化信息采集和制圖的方法，并界定了有關(guān)的術(shù)語和定義。本文件適用于城市更新中具有一定歷史、文化、藝術(shù)價值且有更新需求和潛力的歷史建筑的數(shù)字化信息采集和制圖工作。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。CH/T4020管線制圖技術(shù)規(guī)范JGJ/T489歷史建筑數(shù)字化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1城市更新urbanrenewal對城市內(nèi)不再適應(yīng)現(xiàn)代城市社會生活的區(qū)域?qū)嵤┑挠杏媱澋母慕ɑ顒?，以滿足當(dāng)代社會的功能和環(huán)境需求。3.2歷史建筑數(shù)字化digitalizationofhistoricbuilding在保護(hù)、修復(fù)、改造和再利用具有一定歷史價值的建筑過程中，采用影像技術(shù)、掃描測量、圖紙測繪、三維建模和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等技術(shù)手段，全面記錄并保存歷史建筑的信息的活動。3.3原始數(shù)據(jù)收集rawdatacollection直接通過觀察、測量、實驗、調(diào)查等方式從研究對象或相關(guān)場景中獲取最初數(shù)據(jù)來源的過程。3.4建筑測量buildingsurveying在建筑工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工及運營管理各階段，運用多種測量技術(shù)和儀器對建筑物及其相關(guān)場地進(jìn)行測量的活動。3.5數(shù)字化（智能）建造digital（intelligent）construction基于建筑信息模型（BIM）、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)，與先進(jìn)建造技術(shù)深度融合，實現(xiàn)建筑項目在設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運營等全生命周期中的智能化、數(shù)字化、自動化及協(xié)同管理。3.6歷史建筑數(shù)據(jù)庫historicalbuildingdatabase包含歷史建筑基本信息、歷史文化信息、歷史建筑圖紙、建筑周圍環(huán)境、歷史建筑模型和地下管線信息等構(gòu)成的綜合數(shù)據(jù)庫。4基本規(guī)定4.1歷史建筑數(shù)字化信息采集及制圖應(yīng)包含數(shù)字化信息采集成果和測繪制圖成果，所有成果應(yīng)符合JGJ/T489中的規(guī)定。2T/JSIE0009—20244.2歷史建筑數(shù)字化等級可根據(jù)保護(hù)利用需求劃分為三級：——Ⅰ級歷史建筑數(shù)字化應(yīng)對歷史建筑進(jìn)行全面的信息記錄；——Ⅱ級歷史建筑數(shù)字化應(yīng)對歷史建筑進(jìn)行重要的信息記錄；——Ⅲ級歷史建筑數(shù)字化應(yīng)對歷史建筑進(jìn)行基本的信息記錄。4.3各級工作基礎(chǔ)信息內(nèi)容應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1基礎(chǔ)信息內(nèi)容要求級●●●●●●◎○◎◎◎○○○○4.4基礎(chǔ)信息采集和處理應(yīng)符合JGJ/T489中的規(guī)定。5數(shù)字化信息采集5.1無人機航拍測繪5.1.1作業(yè)流程無人機航拍測繪流程包括航線規(guī)劃、設(shè)備檢查、空域申請、起飛飛行、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)處理、成果應(yīng)用。5.1.2航線規(guī)劃依據(jù)測繪區(qū)域內(nèi)建(構(gòu))筑物的形狀、尺寸及精度要求，運用專業(yè)測繪軟件進(jìn)行無人機飛行航線的規(guī)劃。應(yīng)確定飛行高度、重疊度等參數(shù)，通常情況下，旁向重疊度為70%-80%，航向重疊度為80%-90%。5.1.3設(shè)備檢查在飛行前需對無人機的各項設(shè)備進(jìn)行全面檢查，包括無人機本體、飛行控制系統(tǒng)、GPS模塊及相機等，確保所有設(shè)備處于良好狀態(tài)且功能正常。5.1.4空域申請?zhí)崆跋虍?dāng)?shù)乜罩薪煌ü芾聿块T申請飛行空域，以確保飛行活動的合法性與安全性。5.1.5起飛飛行按照預(yù)先規(guī)劃的航線，操控?zé)o人機進(jìn)行起飛，并保持其平穩(wěn)飛行。在飛行過程中，確保相機正常工作，獲取清晰完整的影像數(shù)據(jù)。5.1.6數(shù)據(jù)采集在飛行過程中，依據(jù)設(shè)定參數(shù)，相機進(jìn)行影像拍攝。同時，可配合激光雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行點云數(shù)據(jù)的采集，以獲得更為全面的測繪信息。5.1.7數(shù)據(jù)下載飛行結(jié)束后，將無人機內(nèi)的影像數(shù)據(jù)及點云數(shù)據(jù)下載至計算機中，進(jìn)行后續(xù)處理。5.1.8數(shù)據(jù)處理利用專業(yè)測繪數(shù)據(jù)處理軟件（如Pix4D、PhotoScan等），對下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、濾波、建模等處理，生成高精度的正射影像圖、數(shù)字高程模型（DEM）等測繪成果。3T/JSIE0009—20245.1.9成果應(yīng)用將處理后的測繪成果應(yīng)用于城市規(guī)劃、土地測量、工程建設(shè)等領(lǐng)域，為相關(guān)決策和設(shè)計提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。5.2三維掃描測繪5.2.1作業(yè)流程三維掃描測繪流程包括原始信息獲取、數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測運用。5.2.2原始信息獲取5.2.2.1在完成室外建筑及地面形狀尺寸的無人機掃描定位后，針對歷史建筑開展三維掃描作業(yè)。通過三維掃描技術(shù)，能夠快速而精準(zhǔn)地獲取歷史建筑的整體形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、裝飾細(xì)節(jié)及殘損狀況等全方位的三維空間信息。這些信息將被轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，以便進(jìn)行長期保存。5.2.2.2在記錄過程中，將涵蓋建筑的外部輪廓、屋頂結(jié)構(gòu)、墻體砌筑方式、地面鋪貼形式，以及內(nèi)部的樓梯、梁柱、雕花、壁畫等元素，確保對歷史建筑進(jìn)行全面且準(zhǔn)確的數(shù)字檔案建立。5.2.2.3原始信息的數(shù)字檔案目錄可按表2進(jìn)行建立，依據(jù)時間及類別對不同模型進(jìn)行分類編號。表2三維掃描原始信息數(shù)字檔案目錄5.2.3數(shù)據(jù)處理5.2.3.1在三維掃描數(shù)據(jù)處理過程中，首先對采集到的三維點云數(shù)據(jù)和紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理，主要包括點云去噪、拼接及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等步驟。利用實景建模軟件，將清理后的點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型，并為模型附加相應(yīng)的紋理信息。確保點云模型的建立真實反映數(shù)據(jù)狀態(tài)，并應(yīng)在模型掃描完成后7天內(nèi)完成，以保證對歷史建筑真實情況的準(zhǔn)確反映。5.2.3.2針對多棟歷史建筑的情況，除了對每個單獨歷史建筑進(jìn)行建模外，還需進(jìn)行整體建筑群的模型合并。模型合并宜遵循由中心向外擴展、由高到低的原則，并使用統(tǒng)一的坐標(biāo)系。無論是單個模型還是整體模型，都需進(jìn)行嚴(yán)格的模型校核。模型校核采用現(xiàn)場測量與模型對比的方法，關(guān)鍵點位的復(fù)核可參照表3，并可根據(jù)具體歷史建筑的特征進(jìn)行調(diào)整。模型復(fù)核后，如需調(diào)整，宜將誤差控制在100mm以內(nèi)，以確保模型的高精度和真實性。表3模型關(guān)鍵點位復(fù)核5.2.4監(jiān)測運用5.2.4.1在完成三維模型的建立后，可以構(gòu)建歷史建筑監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測已建立的模型與原始模型進(jìn)行對比，能夠自動識別歷史建筑中潛在的病害問題。監(jiān)測系統(tǒng)將生成監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄，這些記錄可以參照表4，也可根據(jù)具體歷史建筑的特點進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。4T/JSIE0009—20245.2.4.2一旦發(fā)現(xiàn)病害問題，系統(tǒng)將及時提示，并建議進(jìn)行必要的修繕和處理，以保障歷史建筑的安全和完整性。表4三維模型監(jiān)測數(shù)據(jù)5.3地下管線測繪5.3.1探地雷達(dá)測量5.3.1.1在進(jìn)行探地雷達(dá)測量之前，應(yīng)收集歷史建筑的相關(guān)圖紙和檔案資料，包括原始設(shè)計圖和歷次修繕記錄，以了解建筑的基本結(jié)構(gòu)和可能的地下管線信息。同時，還需獲取該區(qū)域的地質(zhì)資料及周邊建筑的地下管線分布情況，為探測工作提供依據(jù)。5.3.1.2探地雷達(dá)通過無線電波檢測地下介質(zhì)分布及不可見目標(biāo)體，掃描地下界面以確定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和位置。測量時，雷達(dá)的發(fā)射和接收天線沿道路表面移動，電磁波通過天線進(jìn)入被測物體，遇到不連續(xù)面、分界面或裂面等會產(chǎn)生反射，進(jìn)而計算天線與反射面的距離。5.3.1.3雷達(dá)天線可沿測線連續(xù)滑動，每個測點的時間曲線可形成時間剖面圖像。通過整合多個測點的數(shù)據(jù)，生成反映不同反射面的圖像。在采集過程中，需密切關(guān)注雷達(dá)屏幕信號變化，對異常信號或疑似管線區(qū)域可進(jìn)行多次探測或調(diào)整探測參數(shù)進(jìn)行驗證。5.3.1.4探地雷達(dá)所采集的原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過處理，以獲得有助于解釋的結(jié)果。對探地雷達(dá)圖譜中異常體特征的識別，需從地球物理特征、波組形態(tài)、振幅和相位特性、以及吸收衰減特性等方面進(jìn)行分析，能夠判斷管道埋深、管道類型及管徑大小。5.3.2管道測量5.3.2.1在歷史建筑地下管道的測量中，使用管道機器人時，除了滿足常規(guī)的檢測要求外，還需考慮歷史建筑的特性。由于歷史建筑的管道通常較為狹小且內(nèi)部情況不清晰，使用機器人前需對建筑進(jìn)行評估，以確認(rèn)其滿足檢測機器人的基本要求。5.3.2.2在檢測前，需對檢測區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)定，以確保檢測機器人的安全和數(shù)據(jù)的有效回收。管道機器人的測量宜遵循表5的要求。表5管道機器人測量要求6數(shù)字化制圖6.1一般規(guī)定歷史建筑數(shù)字化制圖應(yīng)符合JGJ/T489中的規(guī)定。6.2無人機制圖6.2.1無人機制圖宜包含高精度的正射影像圖、數(shù)字高程模型（DEM）和細(xì)節(jié)圖，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。6.2.2根據(jù)歷史建筑的規(guī)模和歷史價值，無人機制圖可分為三個級別。具體分級標(biāo)準(zhǔn)宜參照下表6進(jìn)行分類，以確保圖件內(nèi)容的全面性和適用性。5T/JSIE0009—2024表6各等級無人機制圖內(nèi)容要求6.3三維掃描制圖6.3.1三維掃描制圖應(yīng)包括歷史建筑的完整掃描模型，涵蓋建筑的內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)。此外，還應(yīng)記錄與建筑相關(guān)的周邊環(huán)境，以評估其對歷史建筑的潛在影響。對于周圍環(huán)境的掃描，如遇困難，可以通過影像資料進(jìn)行補充記錄。6.3.2基于三維掃描結(jié)果及歷史建筑的平面圖，需建立新的三維模型。該模型宜不僅包含基本的歷史建筑信息，還可整合外部環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，以提供更全面的歷史建筑視圖。6.3.3三維模型的內(nèi)容可根據(jù)歷史建筑的規(guī)模和歷史價值劃分為三個級別。具體要求宜參照表7進(jìn)行三維掃描制圖。表7各等級三維掃描制圖內(nèi)容要求高6.3.4模型的精度和特殊要求需根據(jù)不同級別的歷史建筑要求宜遵循表8的規(guī)定。表8各等級三維掃描制圖精度要求——6.4地下管線制圖6.4.1利用探地雷達(dá)或管道機器人獲取原始影像信息后，開始進(jìn)行地下管線制圖。6.4.2制圖過程應(yīng)滿足CH/T4020的規(guī)定。6.4.3宜根據(jù)歷史建筑的數(shù)字化要求，對探地雷達(dá)的結(jié)果進(jìn)行三維建模。此外，可將管道機器人獲取的影像資料與模型進(jìn)行比對，以便模型能夠清晰地表達(dá)出管線的缺陷。6.4.4地下管線三維建模應(yīng)包含管線模型圖和缺陷影像，確保管線的精確表示和缺陷的清晰標(biāo)識。7歷史建筑數(shù)據(jù)庫建設(shè)7.1歷史建筑基礎(chǔ)信息和歷史文化數(shù)據(jù)庫建設(shè)基礎(chǔ)信息和歷史文化數(shù)據(jù)庫建設(shè)宜包含建筑基本信息、影像采集資料和歷史文化信息。具體采集內(nèi)容見表9所示。6T/JSIE0009—2024表9歷史建筑基礎(chǔ)信息和歷史文化數(shù)據(jù)庫內(nèi)容歷史建筑名稱、位置地點、認(rèn)定信息、保護(hù)要求、維護(hù)維修記錄、歷史7.2歷史建筑圖紙模型數(shù)據(jù)庫建設(shè)7.2.1數(shù)據(jù)庫應(yīng)包含總半面圖，測量內(nèi)容需涵蓋周邊的建筑物、構(gòu)筑物、道路、廣場、水域、山體和綠化等信息。還應(yīng)記錄與歷史環(huán)境相關(guān)的要素，如古井、古樹、院墻、院門、傳統(tǒng)街巷、園林及庭院等。7.2.2每個單體建筑的圖紙應(yīng)詳細(xì)包含屋頂結(jié)構(gòu)、所有可視立面、室內(nèi)空間以及建筑的各個細(xì)部。7.2.3模型部分應(yīng)包括以下內(nèi)容：——整體歷史建筑的原有模型；——細(xì)部模型，展示建筑的關(guān)鍵細(xì)節(jié)；——殘損細(xì)部模型，記錄歷史建筑的損壞狀態(tài)；——復(fù)原后的重新修正模型，反映修復(fù)后的狀態(tài)。7.2.4對于有地下管線的歷史建筑，需單獨建立地下管線模型，并進(jìn)行缺陷測繪記錄，以全面了解管線對建筑的影響。7.3歷史建筑數(shù)據(jù)庫搭建及保密7.3.1各子數(shù)據(jù)庫建設(shè)完成后，宜建立關(guān)聯(lián)索引，以搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺。此平臺能夠?qū)崿F(xiàn)各數(shù)據(jù)模塊之間的有效鏈接和信息共享。7.3.2在數(shù)據(jù)庫平臺建立后，需對信息進(jìn)行分級管理，宜分為2-