從歷史建筑保護工程的研究領(lǐng)域來看，發(fā)達國家由于對于歷史建筑的保護工作開展的較早。國內(nèi)歷史建筑保護工作起步到建立相對來說比較晚，遺產(chǎn)保護概念、立法、現(xiàn)代保護理論技術(shù)、保護專業(yè)等從無到有并逐步深入成熟，尤其是改革開放三十多年來，隨著世界遺產(chǎn)保護事業(yè)的進行，我國建筑遺產(chǎn)保護取得巨大進步。1930年產(chǎn)生了中國關(guān)于古建筑保護的最初的法律《古物保存法》。1980年專門發(fā)布了《關(guān)于加強歷史文物保護工作的通知》，并批轉(zhuǎn)了國家文物事業(yè)管理局、國家基本建設(shè)委員會《關(guān)于加強古建筑和文物古跡保護管理的報告》。我國歷史建筑的保護工作正在逐步開展，同時很多歷史城市與建筑保護工程都有評估工作做為先導。

　　摘要：本研究以歷史建筑保護和城市發(fā)展為學科主線，以計算機技術(shù)為理論工具，以多年建筑遺產(chǎn)調(diào)查與研究成果為基礎(chǔ)，注重跨學科的交叉，側(cè)重采用數(shù)據(jù)分析手段，以研究城市歷史建筑保護模式與方法為目的，設(shè)計面向歷史建筑的BIM信息集成平臺，建立在多維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的BIM數(shù)據(jù)倉庫分析與處理技術(shù)，為城市建設(shè)和開發(fā)提供科學有效的依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：歷史建筑,保護,建筑信息模型

　　1我國歷史建筑保護發(fā)展與現(xiàn)狀

　　改革開放以來中國的社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展各類建設(shè)活動高潮迭起，城市化和現(xiàn)代化進程飛速推進。歷史建筑作為一種文化旅游資源的載體越來越被廣泛的發(fā)掘。對于城市、地區(qū)及國家而言，它也日益成為一個經(jīng)濟來源。在經(jīng)歷了20世紀90年代的復古、仿古風之后，開始逐漸發(fā)展到對歷史建筑進行維修和保護。保護歷史建筑使得城市的優(yōu)秀歷史和文化在弘揚社會文明、豐富城市內(nèi)涵中發(fā)揮獨特作用。保護城市歷史建筑對繼承和發(fā)揚優(yōu)秀文化傳統(tǒng)，研究國家和民族地域性特征，研究政治、社會、經(jīng)濟、思想、文化、藝術(shù)、工程技術(shù)等方面的發(fā)展史，均有重要意義。然而，出于交通、居住、商業(yè)等多方面的需求必將引發(fā)大規(guī)模的土地開發(fā)和城市建設(shè)活動，引發(fā)城市建設(shè)和文化遺產(chǎn)保護之間的矛盾，這給歷史建筑保護工作帶來巨大的挑戰(zhàn)。城市化進程中，隨著城市向大型化、現(xiàn)代化、經(jīng)濟化方向發(fā)展，歷史文化遺產(chǎn)賴以生存的環(huán)境正日益遭到侵蝕。如何處理好保護與發(fā)展的關(guān)系，既是學術(shù)界要研究的重大課題，也是各級政府要解決的現(xiàn)實問題。

　　然而，目前各地的歷史建筑保護工作的信息，大多數(shù)仍停留在紙質(zhì)文檔，或者是單個計算機的電子文檔，這些電子文檔沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫。個別地方開展了基于計算機技術(shù)的歷史建筑的虛擬復原，如西安的大明宮復原工程，也需要形成統(tǒng)一的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)資源共享，開展更深入的研究。各地的建筑規(guī)劃設(shè)計施工部門已經(jīng)開始采用建筑信息模型，這些建筑信息模型多是針對一個建筑的具體操作。一些單位如大型設(shè)計院已經(jīng)將本單位的建筑信息模型在內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)，但是這種聯(lián)網(wǎng)還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫，無法在統(tǒng)一的指標體系下在海量信息中自動搜集到相關(guān)的信息。

　　歷史建筑價值包括歷史價值、科學價值、經(jīng)濟價值、使用價值、環(huán)境價值、保護價值，需要科學的評估；歷史建筑保護的先進技術(shù)包括虛擬復原技術(shù)需要進行大量的數(shù)據(jù)處理；歷史建筑保護的材料選購、價格計算，也需要數(shù)據(jù)分析；歷史建筑的分類、壽命分析預測，也需要運用數(shù)學模型。這些分析工作需要強大的分析工具，因此歷史建筑保護工作急需與信息技術(shù)緊密結(jié)合。

　　2建筑信息模型技術(shù)的概況與應(yīng)用

　　與其它專業(yè)相比，建筑學專業(yè)由于專業(yè)的特殊性，技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平相對較為落后，設(shè)計工作具有較大的隨機性和經(jīng)驗型。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人們生活的日益復雜化，單純以經(jīng)驗、直覺和靈感等傳統(tǒng)建筑方法已不能滿足現(xiàn)代社會的需求。因此需要引入科學理論研究建筑設(shè)計和方法，引入各種計算機分析技術(shù)對建筑作出客觀、正確和符合實際的評價。

　　20世紀八十年代，計算機輔助設(shè)計（ComputerAidedDesign，簡稱CAD）技術(shù)的應(yīng)用，給建筑行業(yè)帶來了一場革命。它讓設(shè)計師們擺脫了制圖板的束縛，使傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙電子化，為設(shè)計的增添和修改帶來了很大的便利。不過，CAD技術(shù)只是一種二維圖形數(shù)據(jù)處理方式，雖然很大程度上提高了出圖效率，但是在后續(xù)階段的再利用方面并不理想。在這種情況下建筑信息模型（BuildingInformationModenng，簡稱BIM）技術(shù)產(chǎn)生并發(fā)展起來。

　　建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）是近年來出現(xiàn)的一項新的建筑數(shù)字技術(shù)，這個模型包含了建筑所有信息的綜合數(shù)據(jù)庫，可以管理建筑生命周期的全部信息。其對于信息的交流與共享、提高決策速度與準確性、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方面具有顯著的價值優(yōu)勢。美國國家建筑科學協(xié)會（AmericanNationalInstituteofBuildingSciences，簡稱NIBS）給出BIM在實用中的定義：建筑信息模型是利用先進的數(shù)字技術(shù)建立存儲項目全生命周期的所有物理和功能特性的計算機模型，便于業(yè)主和經(jīng)營者利用信息進行建筑物全生命周期的維護。

　　BIM是一個基于3D的面向應(yīng)用對象的工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)，包含了設(shè)計意圖、項目資料、建造信息、設(shè)計管理數(shù)據(jù)等可視化信息。設(shè)計師運用BIM技術(shù)進行設(shè)計的過程，其實就是建造一個真實建筑的過程。這個虛擬的建筑模型其實是一個包含了建筑物從規(guī)劃到設(shè)計、施工、運營、改造、拆除等全生命周期所有信息的綜合大型數(shù)據(jù)庫。

　　建筑信息模型為歷史建筑保護項目提供從最初概念設(shè)計開始到整個生命周期里做出任何決策的可靠共享信息資源，使得歷史建筑的管理和開發(fā)工作進入量化、科學化和法制化軌道。建筑信息模型將這些極其珍貴的歷史文獻發(fā)展為數(shù)字資源庫，使得規(guī)劃設(shè)計、文物保護和相關(guān)管理部門能夠及時掌握各種能反映現(xiàn)狀的動態(tài)資料，并將此作為管理部門保護和管理的依據(jù)。將建筑信息模型技術(shù)運用到日常的歷史建筑管理和維護中，能夠?qū)�歷史建筑各方面的資料和信息整合起來，有助于這些數(shù)據(jù)的收集、整理、更新、檢索、維護和交流，避免這些資料和信息因為分屬不同部門而難以共享，同時可以避免有關(guān)的紙質(zhì)書面資料因年代久遠而破壞、遺失。同時，在前項工作的基礎(chǔ)上，對歷史建筑進行客觀、公正、適時的追蹤評估，建立歷史建筑開發(fā)的監(jiān)測和激勵機制，保證歷史建筑保護的有效性，并及時發(fā)現(xiàn)旅游開發(fā)帶來的危害。3基于建筑信息模型技術(shù)的歷史建筑資源管理

　　歷史建筑保護研究需要著眼于拓寬視野，從歷史建筑的生態(tài)觀、歷史文化觀、法制觀和經(jīng)濟價值觀等方面，從更廣闊長遠的視角挖掘當今的城市建設(shè)中歷史建筑的價值并提出相應(yīng)保護對策。這種保護模式是系統(tǒng)的過程，其模式與方法研究能夠最大限度的發(fā)揮歷史建筑所蘊含的各種價值，提高現(xiàn)代城市的核心競爭力。建筑生命周期管理以及建筑信息模型的提出，為實現(xiàn)歷史建筑保護建設(shè)項目全生命期的信息交換與共享，從根本上解決歷史建筑保護項目建設(shè)各階段的信息斷層和使用維護階段的信息流失問題。

　　3.1基于云服務(wù)體系的建筑信息模型系統(tǒng)

　　實際中建筑信息模型中的指數(shù)測評都是同時針對多個對象進行的，每個對象的屬性更加復雜和多樣，而且多數(shù)信息是圖像信息，因此需要建立更為復雜的數(shù)學模型，需要運用更為高效的數(shù)據(jù)分析軟件。云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、大眾參與的計算模式，其計算資源（計算能力、存儲能力、交互能力）是動態(tài)、可伸縮、且被虛擬化的，以服務(wù)的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式，有利于合理配置計算資源并提高其利用率，實現(xiàn)綠色計算。

　　3.2基于多維數(shù)據(jù)分析的云服務(wù)平臺

　　基于云服務(wù)體系的建筑信息模型系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)分析，需要功能強大的、能根據(jù)需要及時更新的、實現(xiàn)集群計算的動態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件�；�于多維數(shù)據(jù)分析的建筑信息管理平臺BIM數(shù)據(jù)的存儲與訪問是實現(xiàn)面向歷史建筑生命期工程信息管理的底層數(shù)據(jù)支持。然而由于BIM模型的復雜性，使其計算機實現(xiàn)十分困難，成為了推動基于BIM的信息集成和管理的障礙。這就提出了一個迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)科技問題，即適應(yīng)數(shù)據(jù)倉庫下的多維數(shù)據(jù)集如何用數(shù)學模型和算法的多維矩陣表達。建立在多維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的BIM數(shù)據(jù)倉庫與進行數(shù)據(jù)分析和查詢的聯(lián)機分析處理，使用戶直觀地理解、分析數(shù)據(jù)，最終能多角度、多側(cè)面地觀察數(shù)據(jù)，深入地了解包含在數(shù)據(jù)中的信息、內(nèi)涵。數(shù)據(jù)倉庫和聯(lián)機分析處理是建立在多維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的，這種模型是以數(shù)據(jù)立方體的形式展現(xiàn)數(shù)據(jù)。

　　4基于多維數(shù)據(jù)的建筑信息模型系統(tǒng)實現(xiàn)

　　基于云服務(wù)系統(tǒng)平臺的物理基礎(chǔ)，將以網(wǎng)絡(luò)中心為支撐；并制定一定的資源共享規(guī)則，將武漢市近代建筑保護規(guī)劃設(shè)計與施工等相關(guān)部門的歷史建筑信息模型子系統(tǒng)連接入我們的云服務(wù)系統(tǒng)，匯集在統(tǒng)一的歷史建筑的保護和管理信息系統(tǒng)平臺，基于這個平臺能夠開展更加深入細致的研究工作，并實現(xiàn)部分信息的查詢與交互。具體能夠為用戶提供如下功能：

　　1）提供歷史建筑環(huán)境數(shù)據(jù)，了解武漢近代歷史建筑分布情況；

　　2）顯示歷史建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)，特別是其現(xiàn)狀影響信息，包括平、立、剖面。通過虛擬建造、信息化建模實現(xiàn)建筑的可視化和信息數(shù)據(jù)的可查詢化，能夠根據(jù)建筑數(shù)據(jù)的各種屬性，對其進行統(tǒng)計和分析；

　　3）輔助具體建設(shè)項目的計算，包括材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、方案優(yōu)化和決策；

　　4）建立武漢近代歷史建筑價值的專家評判體系，并統(tǒng)計輔助保護規(guī)劃；

　　5）構(gòu)建針對武漢近代歷史建筑保護的相關(guān)海量數(shù)據(jù)的集快速采集、存儲、計算和分析的云計算服務(wù)體系，構(gòu)建和配置聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺。

　　其中歷史建筑測評系統(tǒng)的數(shù)據(jù)涉及到不同時間段多個專家的多個樣本，因此我們采用數(shù)據(jù)倉庫來存儲這些從日常運行數(shù)據(jù)庫中分離出來，分散的數(shù)據(jù)。其多維數(shù)據(jù)庫技術(shù)提供上鉆和下鉆功能，易于投影轉(zhuǎn)換，使用方便；且可以有效地根據(jù)不同的需要增加不同的指標，又可以方便快捷地對事實數(shù)據(jù)進行分析。

　　因此我們可以充分運用多種學科理論和方法，利用跨學科優(yōu)勢對城市建筑學、文化學進行完善與補充。從根本上解決歷史建筑保護項目建設(shè)各階段的信息斷層和使用維護階段的信息流失問題。實現(xiàn)歷史建筑保護建設(shè)項目全生命周期的信息交換與共享。具體內(nèi)容包括：

　　1）設(shè)計具有廣泛性的時空觀架構(gòu)下的歷史建筑保護的模式和方法，增進人們對城市歷史建筑潛在價值的認識。并綜合應(yīng)用建筑信息模型、信息標準以及信息集成技術(shù)的最新研究成果，研究BIM構(gòu)建的關(guān)鍵理論和技術(shù)，為-實現(xiàn)武漢近代歷史建筑信息交換、共享和集成化管理提供理論、方法、技術(shù)和平臺。

　　2）建筑信息模型的歷史建筑保護的數(shù)據(jù)涉及到多個指標的不同時間的多個樣本，因此可以設(shè)計開發(fā)面向多對象的基于多維數(shù)據(jù)分析的數(shù)學建模與動態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件，采用數(shù)據(jù)倉庫來存儲這些從歷史建筑的日常運行數(shù)據(jù)庫中分離出來，分散的數(shù)據(jù)。其多維數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以有效地根據(jù)不同的需要增加不同的指標，又可以方便快捷地對歷史建筑的事實數(shù)據(jù)進行分析。

　　3）發(fā)展基于云計算服務(wù)架構(gòu)的信息快速采集、存儲、計算和分析技術(shù)。實現(xiàn)歷史建筑信息海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲。

　　5結(jié)語

　　歷史建筑保護地域性強，需要很多的知識庫支撐，而且根據(jù)時間的推移和技術(shù)的革新變化很快。歷史建筑保護的先進技術(shù)包括虛擬復原技術(shù)需要進行大量的數(shù)據(jù)處理；歷史建筑保護的材料選購、價格計算，也需要數(shù)據(jù)分析；歷史建筑的分類、壽命分析預測，也需要運用數(shù)學模型。這些工作需要強大的分析工具，建筑信息模型提供了歷史建筑信息化的技術(shù)支撐�；�于云服務(wù)體系的建筑信息模型系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)分析，需要功能強大的、能根據(jù)需要及時更新的、實現(xiàn)集群計算的動態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件。BIM強大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐是實現(xiàn)面向歷史建筑生命期工程信息管理的底層數(shù)據(jù)支持。將這些極其珍貴的歷史文獻發(fā)展為數(shù)字資源庫，使得規(guī)劃設(shè)計、文物保護和相關(guān)管理部門能夠及時掌握各種能反映現(xiàn)狀的動態(tài)資料，并將此作為管理部門保護和管理的依據(jù)，促進歷史建筑保護的信息化與現(xiàn)代化。

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