刘鹏
曲阜市三孔古建筑工程管理处 山东 曲阜273100
摘要：三维激光扫描技术是科技高度发展后研究出来的测绘技术，可以在古建筑修复时进行快速全面的测量，具有精度高等优势，可以满足修复工作的各种测量要求。本文基于这种高精度技术进行介绍，分析其在古建筑修复过程中的应用，提升古建筑修复的可操作性，保障古建筑修复的整体质量。
关键词：三维激光扫描技术；古建筑；修复；应用
引言：当前我国古建筑修复工作中存在一些问题，无法对建筑结构进行合理分析，破坏程度难以估测等。应用三维激光扫描技术可以有效解决这一难题，可以实现快速、精准的测量。当前我国对于文物修复工作非常关注，这也给了三维激光扫描技术提供更大的发展空间，为进一步提升古建筑修复水平奠定基础。
一、三维激光扫描技术的扫描原理
三维激光扫描技术主要是由激光光源、彩色CCD摄像机、计算机等设备组合而成。其扫描的原理是步进电机带动线结构激光光源，在转动的过程中，在建筑表面扫描，从而对建筑表面进行三维测量。采用贴图技术将扫描的物体颜色信息进行自动匹配，通过三维数据获得建筑物的彩色三维信息。
二、三维激光扫描技术在古建筑修复中的应用
（一）古建筑测绘
古建筑测绘是对其进行修复和保护的前提，只有获得准确、全面的测绘数据，才能在古建筑修复工作中制定出科学的方案。科学、准确的测绘方式，有助于得到古建筑的准确信息，便于修复工作开展。在对古建筑测绘的过程中，在传统测量仪器的基础上，获得坐标位置后，再使用三维激光扫描对古建筑整体结构进行扫描，从而获取到各个结构的对应数据信息。获取到古建筑精确的体面、空间等数据后，对数据进行收集，并进行拼接。利用三维激光扫描仪对古建筑整体构造进行测绘，获得立体坐标生成对应的数据模型，结合计算机完成古建筑的测绘图。三维激光扫描技术为古建筑测绘智能化发展提供了方向，也为其未来的发展奠定了基础。在现阶段古建筑修复工作中，通过三维激光技术，可以有效获得古建筑结构的实际情况，对古建筑的结构残损变形等情况做出评估。通过扫描形成古建筑结构的各种维度图，展现古建筑的多视角，为修复工作提供准确的参考材料。三维激光扫描技术可以在不接触古建筑的情况实现测绘工作，这样减少了人为操作对古建筑的影响，基于三维激光扫描技术的强大功能，在古建筑安全评估和修复工作中展现出良好的发展空间。
（二）古建筑虚拟修复
与传统古建筑修复工作相比较，三维激光扫描技术的应用，可以在原有的方法上进行拓展，提高古建筑维护的技术水平。古建筑修复工作中，数字化技术的应用越来越广。通过数字建模技术为古建筑修复过程中的一系列工作提供了完善的数据信息。三维激光扫描先对古建筑进行全方位的扫描，根据扫描收集到的三维数据建立数字模型，在立体空间内展示古建筑的三维模型，这也是三维扫描技术在古建筑修复过程中的最大特色。在实际应用中，需要先对古建筑外形进行三维扫描，通过扫描获得的三维数据进行虚拟拼接；根据相关资料科学分析古建筑中的门窗、房梁等小结构，再进行建模，通过虚拟模型观察实际残损的位置和出现隐患的区域，针对性地进行修复，使古建筑再次呈现出昔日的历史原貌。
利用扫描后构建的三维模型为信息载体，可以在修复后对古建筑的信息进行记录和查询，有效地将古建筑修复工作等情况完整地保存下来，便于后期再出现问题作为参考。
基于云数据，深入分析古建筑出现残损的位置，使用数字化图形处理技术，对残损的位置进行修复，为古建筑维修方案提供可靠的数据支持。另外，针对于古建筑的壁画油彩等图像，也可以通过云数据建立相对应的模型，通过软件对其原有样貌进行修复，合理进行配色等，克服了传统修复方法的局限性，是古建筑修复工作的技术变革。
（三）古建筑信息数字化
三维激光扫描具有信息数字化技术，可以通过扫描准确的观测到古建筑的内部结构，将内部结构中存在的实际病害情况展示出来，有效地将古建筑内部细节扫描出来。古建筑数字化信息，是将其外形、结构、壁画等资料以图像和数据的形式进行保存。三维扫描技术可以结合传统测绘技术，实现完整的古建筑信息保存工作。在古建筑修复工作中，在传统测绘技术的基础上，结合三维激光扫描技术，借助两种技术展示长处，进而获得精确的古建筑测绘数据。三维激光扫描不但可以测绘出古建筑的内部结构与各项细节，还能获取到壁画的材质与纹理的实际情况，这样的技术是传统方法无法达到的。通过扫描后，对古建筑结构、纹理等数据进行精确统计，实现数字化记录[1]。并通过三维激光扫描与建模获得的相关数据进行信息数字化存档，建立完整的古建筑信息资料库。形成古建筑修复资料的信息化管理，充分利用云数据在实际修复工作中的作用。
（四）古建筑安全监测
单一进行点线测绘与照相尽管存在优点，但是在实用性上并不是那么可靠，因为传统方式展示出的只是古建筑的外轮廓，对于古建筑内部的情况一无所知，这为古建筑修复带来一定难度。我国传统古建筑历史悠久，多是采用木结构建造。这样受到自然因素与时间因素等原因，会导致木结构在时间不断延长的过程中，出现结构受潮导致变形、开裂等病害情况，还会出现结构腐烂、彩绘图案脱落、掉漆等现象。这些问题都是古建筑修复过程中重点关注的问题，是修复难点，通过传统测绘方法根本无法探测到内部机构出现的问题。因此，使用三维激光扫描技术，通过扫描生成古建筑的三维模型，对内部实际情况进行展示，方便工作人员直观的看到内部结构残损程度，制定科学的修复方法。三维扫描能将内部的细节展示的一清二楚，这样对于古建筑修复工作具有十分重要的现实意义。
我国现有的古建筑多为明清时代的建筑，一旦其存在病害情况，势必会对内部结构造成影响，这对于建筑安全性构成极大的威胁。因此，需要定期对古建筑进行监测，通过定期监测防止内部问题进一步发展，及时进行修复。三维激光扫描技术可以将扫描到的古建筑原始信息保存在数据库中，在日常修复监测工作中，将云数据与本次数据进行比对，掌握古建筑病害的变化情况，制定针对性的修复方案。
同时，对于古建筑修复，我们应该认识到，三维技术带来的精准、及时等优点，尽管在实际修复工作中起到极大的作用。但是也不能因为新技术而完全否定了传统测绘方法。古建筑本身结构具有复杂性，将两种方式结合在一起，取长补短，使传统与现代化科技有效融合，形成更高效的测绘技术，科学的进行建筑测绘，合理进行古建筑修复[2]。随着时代不断发展，古建筑的年限会更加悠久，在古建筑受到高度重视与保护的形势下，加强三维技术在古建筑修复工作中的应用层面，并探索更加高效的古建筑测绘方式，提升古建筑修复工作的水平。
结论：综上所述，随着科技不断进步，三维激光扫描技术有效提升了数据采集的精度，在古建筑修复中应用的更加广泛。三维激光扫描技术可以有效对建筑进行扫描和监测，对建筑进行精度分析，使文物修复工作效率更加高效，还能使文物修复质量得到全面的提升，科学进行修复，提高修复后建筑的美观度和精细度。
参考文献：
[1]陈巍巍,刘锟铭.三维激光扫描技术在旧城改造古建筑保护中的应用[J].江西测绘,2020(02):28-31.
[2]窦莉君,邢月.论三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用[J].东南文化,2019(S1):85-88+84.