西藏白居寺,数字化分析与模拟,2016-2017年

白居寺位于西藏江孜,始建于15世纪,现为国家级重点文物保护单位。白居寺内的吉祥多门塔是目前西藏规模最大、保存最好的窣堵坡(Stupa),高9层,40余米,有76间佛殿,每个佛殿四壁都绘有精美绝伦的壁画和佛像。

此前的研究已经对吉祥多门塔进行过详细的激光扫描。由于每层周边的矮墙遮挡了激光,室外屋面大都处于扫描盲区,即使将激光扫描仪架设在周边高地(极大增加了人力和作业时间),也无法获得吉祥多门塔外部完整的点云模型。而且,用激光扫描测量吉祥多门塔的效率很低,以白居寺的布局,获取室内外完整的点云模型预计需要约200站,加上换站所需时间,平均每站大约需要40分钟,总共大约需要130小时,即10个工作日,这对于从内地赴西藏测绘的研究人员而言是昂贵的时间成本。由于目前内地在建成遗产测量技术上的优势,组织团队、携带设备,长途跋涉进藏测绘耗费巨大。

2016年,我们采用了轻量化的测量方法——低空摄影测量结合全站仪,在2天内完成了外业测量,获得了该塔的3D模型(缺少建筑内部),误差(均方根误差)约为2cm,并在此基础上展开了一系列研究,包括结构变形分析、逆向建模等。2017年,我们又与西班牙建筑师Ignacio Lopez合作,举办了《无人机与参数化工具用于建筑遗产测绘与分析》工作坊,进一步拓展了建筑群尺度3D模型的后续应用(坡度分析、视线分析等)。

合作:上海交通大学建筑文化遗产保护国际研究中心,Ignacio Lopez


从点云逆向建模

分析各层屋面变形(当地居民维修屋面缺少测量控制)

变化检测(左:GoogleEarth影像-2006年;右:2016年测绘所得正射图)

将3D模型与基础地理信息叠加

白居寺行进路线中的视线模拟(Grasshopper代码由Ignacio Lopez编写)。

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