從歷史建筑保護(hù)工程的研究領(lǐng)域來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家由于對(duì)于歷史建筑的保護(hù)工作開(kāi)展的較早。國(guó)內(nèi)歷史建筑保護(hù)工作起步到建立相對(duì)來(lái)說(shuō)比較晚，遺產(chǎn)保護(hù)概念、立法、現(xiàn)代保護(hù)理論技術(shù)、保護(hù)專(zhuān)業(yè)等從無(wú)到有并逐步深入成熟，尤其是改革開(kāi)放三十多年來(lái)，隨著世界遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)的進(jìn)行，我國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)取得巨大進(jìn)步。1930年產(chǎn)生了中國(guó)關(guān)于古建筑保護(hù)的最初的法律《古物保存法》。1980年專(zhuān)門(mén)發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)歷史文物保護(hù)工作的通知》，并批轉(zhuǎn)了國(guó)家文物事業(yè)管理局、國(guó)家基本建設(shè)委員會(huì)《關(guān)于加強(qiáng)古建筑和文物古跡保護(hù)管理的報(bào)告》。我國(guó)歷史建筑的保護(hù)工作正在逐步開(kāi)展，同時(shí)很多歷史城市與建筑保護(hù)工程都有評(píng)估工作做為先導(dǎo)。

　　摘要：本研究以歷史建筑保護(hù)和城市發(fā)展為學(xué)科主線，以計(jì)算機(jī)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(xué)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(hù)模式與方法為目的，設(shè)計(jì)面向歷史建筑的BIM信息集成平臺(tái)，建立在多維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的BIM數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分析與處理技術(shù)，為城市建設(shè)和開(kāi)發(fā)提供科學(xué)有效的依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：歷史建筑,保護(hù),建筑信息模型

　　1我國(guó)歷史建筑保護(hù)發(fā)展與現(xiàn)狀

　　改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展各類(lèi)建設(shè)活動(dòng)高潮迭起，城市化和現(xiàn)代化進(jìn)程飛速推進(jìn)。歷史建筑作為一種文化旅游資源的載體越來(lái)越被廣泛的發(fā)掘。對(duì)于城市、地區(qū)及國(guó)家而言，它也日益成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)來(lái)源。在經(jīng)歷了20世紀(jì)90年代的復(fù)古、仿古風(fēng)之后，開(kāi)始逐漸發(fā)展到對(duì)歷史建筑進(jìn)行維修和保護(hù)。保護(hù)歷史建筑使得城市的優(yōu)秀歷史和文化在弘揚(yáng)社會(huì)文明、豐富城市內(nèi)涵中發(fā)揮獨(dú)特作用。保護(hù)城市歷史建筑對(duì)繼承和發(fā)揚(yáng)優(yōu)秀文化傳統(tǒng)，研究國(guó)家和民族地域性特征，研究政治、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、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(kāi)發(fā)和城市建設(shè)活動(dòng)，引發(fā)城市建設(shè)和文化遺產(chǎn)保護(hù)之間的矛盾，這給歷史建筑保護(hù)工作帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。城市化進(jìn)程中，隨著城市向大型化、現(xiàn)代化、經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展，歷史文化遺產(chǎn)賴(lài)以生存的環(huán)境正日益遭到侵蝕。如何處理好保護(hù)與發(fā)展的關(guān)系，既是學(xué)術(shù)界要研究的重大課題，也是各級(jí)政府要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　然而，目前各地的歷史建筑保護(hù)工作的信息，大多數(shù)仍停留在紙質(zhì)文檔，或者是單個(gè)計(jì)算機(jī)的電子文檔，這些電子文檔沒(méi)有形成統(tǒng)一的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)。個(gè)別地方開(kāi)展了基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的歷史建筑的虛擬復(fù)原，如西安的大明宮復(fù)原工程，也需要形成統(tǒng)一的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)資源共享，開(kāi)展更深入的研究。各地的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)施工部門(mén)已經(jīng)開(kāi)始采用建筑信息模型，這些建筑信息模型多是針對(duì)一個(gè)建筑的具體操作。一些單位如大型設(shè)計(jì)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(méi)有形成統(tǒng)一的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，無(wú)法在統(tǒng)一的指標(biāo)體系下在海量信息中自動(dòng)搜集到相關(guān)的信息。

　　歷史建筑價(jià)值包括歷史價(jià)值、科學(xué)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、使用價(jià)值、環(huán)境價(jià)值、保護(hù)價(jià)值，需要科學(xué)的評(píng)估；歷史建筑保護(hù)的先進(jìn)技術(shù)包括虛擬復(fù)原技術(shù)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理；歷史建筑保護(hù)的材料選購(gòu)、價(jià)格計(jì)算，也需要數(shù)據(jù)分析；歷史建筑的分類(lèi)、壽命分析預(yù)測(cè)，也需要運(yùn)用數(shù)學(xué)模型。這些分析工作需要強(qiáng)大的分析工具，因此歷史建筑保護(hù)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(zhuān)業(yè)相比，建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)由于專(zhuān)業(yè)的特殊性，技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用水平相對(duì)較為落后，設(shè)計(jì)工作具有較大的隨機(jī)性和經(jīng)驗(yàn)型。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活的日益復(fù)雜化，單純以經(jīng)驗(yàn)、直覺(jué)和靈感等傳統(tǒng)建筑方法已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求。因此需要引入科學(xué)理論研究建筑設(shè)計(jì)和方法，引入各種計(jì)算機(jī)分析技術(shù)對(duì)建筑作出客觀、正確和符合實(shí)際的評(píng)價(jià)。

　　20世紀(jì)八十年代，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱(chēng)CAD）技術(shù)的應(yīng)用，給建筑行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)革命。它讓設(shè)計(jì)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(jì)的增添和修改帶來(lái)了很大的便利。不過(guò)，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(jiǎn)稱(chēng)BIM）技術(shù)產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)。

　　建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）是近年來(lái)出現(xiàn)的一項(xiàng)新的建筑數(shù)字技術(shù)，這個(gè)模型包含了建筑所有信息的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，可以管理建筑生命周期的全部信息。其對(duì)于信息的交流與共享、提高決策速度與準(zhǔn)確性、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方面具有顯著的價(jià)值優(yōu)勢(shì)。美國(guó)國(guó)家建筑科學(xué)協(xié)會(huì)（AmericanNationalInstituteofBuildingSciences，簡(jiǎn)稱(chēng)NIBS）給出BIM在實(shí)用中的定義：建筑信息模型是利用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)建立存儲(chǔ)項(xiàng)目全生命周期的所有物理和功能特性的計(jì)算機(jī)模型，便于業(yè)主和經(jīng)營(yíng)者利用信息進(jìn)行建筑物全生命周期的維護(hù)。

　　BIM是一個(gè)基于3D的面向應(yīng)用對(duì)象的工程數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，包含了設(shè)計(jì)意圖、項(xiàng)目資料、建造信息、設(shè)計(jì)管理數(shù)據(jù)等可視化信息。設(shè)計(jì)師運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程，其實(shí)就是建造一個(gè)真實(shí)建筑的過(guò)程。這個(gè)虛擬的建筑模型其實(shí)是一個(gè)包含了建筑物從規(guī)劃到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、改造、拆除等全生命周期所有信息的綜合大型數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　建筑信息模型為歷史建筑保護(hù)項(xiàng)目提供從最初概念設(shè)計(jì)開(kāi)始到整個(gè)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(kāi)發(fā)工作進(jìn)入量化、科學(xué)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(xiàn)發(fā)展為數(shù)字資源庫(kù)，使得規(guī)劃設(shè)計(jì)、文物保護(hù)和相關(guān)管理部門(mén)能夠及時(shí)掌握各種能反映現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)資料，并將此作為管理部門(mén)保護(hù)和管理的依據(jù)。將建筑信息模型技術(shù)運(yùn)用到日常的歷史建筑管理和維護(hù)中，能夠?qū)�歷史建筑各方面的資料和信息整合起來(lái)，有助于這些數(shù)據(jù)的收集、整理、更新、檢索、維護(hù)和交流，避免這些資料和信息因?yàn)榉謱俨煌�部門(mén)而難以共享，同時(shí)可以避免有關(guān)的紙質(zhì)書(shū)面資料因年代久遠(yuǎn)而破壞、遺失。同時(shí)，在前項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，對(duì)歷史建筑進(jìn)行客觀、公正、適時(shí)的追蹤評(píng)估，建立歷史建筑開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)和激勵(lì)機(jī)制，保證歷史建筑保護(hù)的有效性，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)旅游開(kāi)發(fā)帶來(lái)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(hù)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(jì)價(jià)值觀等方面，從更廣闊長(zhǎng)遠(yuǎn)的視角挖掘當(dāng)今的城市建設(shè)中歷史建筑的價(jià)值并提出相應(yīng)保護(hù)對(duì)策。這種保護(hù)模式是系統(tǒng)的過(guò)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(yùn)含的各種價(jià)值，提高現(xiàn)代城市的核心競(jìng)爭(zhēng)力。建筑生命周期管理以及建筑信息模型的提出，為實(shí)現(xiàn)歷史建筑保護(hù)建設(shè)項(xiàng)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(hù)項(xiàng)目建設(shè)各階段的信息斷層和使用維護(hù)階段的信息流失問(wèn)題。

　　3.1基于云服務(wù)體系的建筑信息模型系統(tǒng)

　　實(shí)際中建筑信息模型中的指數(shù)測(cè)評(píng)都是同時(shí)針對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行的，每個(gè)對(duì)象的屬性更加復(fù)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(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，需要運(yùn)用更為高效的數(shù)據(jù)分析軟件。云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、大眾參與的計(jì)算模式，其計(jì)算資源（計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、交互能力）是動(dòng)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(jì)算資源組織、分配和使用模式，有利于合理配置計(jì)算資源并提高其利用率，實(shí)現(xiàn)綠色計(jì)算。

　　3.2基于多維數(shù)據(jù)分析的云服務(wù)平臺(tái)

　　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(qiáng)大的、能根據(jù)需要及時(shí)更新的、實(shí)現(xiàn)集群計(jì)算的動(dòng)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(tái)BIM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與訪問(wèn)是實(shí)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(fù)雜性，使其計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)十分困難，成為了推動(dòng)基于BIM的信息集成和管理的障礙。這就提出了一個(gè)迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)科技問(wèn)題，即適應(yīng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)下的多維數(shù)據(jù)集如何用數(shù)學(xué)模型和算法的多維矩陣表達(dá)。建立在多維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的BIM數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和查詢(xún)的聯(lián)機(jī)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(cāng)庫(kù)和聯(lián)機(jī)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(shí)現(xiàn)

　　基于云服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)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(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工等相關(guān)部門(mén)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(hù)和管理信息系統(tǒng)平臺(tái)，基于這個(gè)平臺(tái)能夠開(kāi)展更加深入細(xì)致的研究工作，并實(shí)現(xiàn)部分信息的查詢(xún)與交互。具體能夠?yàn)橛脩籼峁┤缦鹿δ埽?/p>

　　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(guò)虛擬建造、信息化建模實(shí)現(xiàn)建筑的可視化和信息數(shù)據(jù)的可查詢(xún)化，能夠根據(jù)建筑數(shù)據(jù)的各種屬性，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析；

　　3）輔助具體建設(shè)項(xiàng)目的計(jì)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(jià)值的專(zhuān)家評(píng)判體系，并統(tǒng)計(jì)輔助保護(hù)規(guī)劃；

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

　　其中歷史建筑測(cè)評(píng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)涉及到不同時(shí)間段多個(gè)專(zhuān)家的多個(gè)樣本，因此我們采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)這些從日常運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中分離出來(lái)，分散的數(shù)據(jù)。其多維數(shù)據(jù)庫(kù)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(biāo)，又可以方便快捷地對(duì)事實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

　　因此我們可以充分運(yùn)用多種學(xué)科理論和方法，利用跨學(xué)科優(yōu)勢(shì)對(duì)城市建筑學(xué)、文化學(xué)進(jìn)行完善與補(bǔ)充。從根本上解決歷史建筑保護(hù)項(xiàng)目建設(shè)各階段的信息斷層和使用維護(hù)階段的信息流失問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)歷史建筑保護(hù)建設(shè)項(xiàng)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(jì)具有廣泛性的時(shí)空觀架構(gòu)下的歷史建筑保護(hù)的模式和方法，增進(jìn)人們對(duì)城市歷史建筑潛在價(jià)值的認(rèn)識(shí)。并綜合應(yīng)用建筑信息模型、信息標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(tái)。

　　2）建筑信息模型的歷史建筑保護(hù)的數(shù)據(jù)涉及到多個(gè)指標(biāo)的不同時(shí)間的多個(gè)樣本，因此可以設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)面向多對(duì)象的基于多維數(shù)據(jù)分析的數(shù)學(xué)建模與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件，采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)這些從歷史建筑的日常運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中分離出來(lái)，分散的數(shù)據(jù)。其多維數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以有效地根據(jù)不同的需要增加不同的指標(biāo)，又可以方便快捷地對(duì)歷史建筑的事實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

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

　　5結(jié)語(yǔ)

　　歷史建筑保護(hù)地域性強(qiáng)，需要很多的知識(shí)庫(kù)支撐，而且根據(jù)時(shí)間的推移和技術(shù)的革新變化很快。歷史建筑保護(hù)的先進(jìn)技術(shù)包括虛擬復(fù)原技術(shù)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理；歷史建筑保護(hù)的材料選購(gòu)、價(jià)格計(jì)算，也需要數(shù)據(jù)分析；歷史建筑的分類(lèi)、壽命分析預(yù)測(cè)，也需要運(yùn)用數(shù)學(xué)模型。這些工作需要強(qiáng)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(qiáng)大的、能根據(jù)需要及時(shí)更新的、實(shí)現(xiàn)集群計(jì)算的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件。BIM強(qiáng)大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐是實(shí)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(xiàn)發(fā)展為數(shù)字資源庫(kù)，使得規(guī)劃設(shè)計(jì)、文物保護(hù)和相關(guān)管理部門(mén)能夠及時(shí)掌握各種能反映現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)資料，并將此作為管理部門(mén)保護(hù)和管理的依據(jù)，促進(jìn)歷史建筑保護(hù)的信息化與現(xiàn)代化。

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