文化是城市的灵魂。位于老西门辖区的文庙是上海老城厢的代表建筑之一，也曾是上海各类传统民俗文化庙会的举办地。2020年以来，上海文庙地区周边陆陆续续开始了街区旧改拆迁项目，本次项目涉及的老西门地区就是其中的一处。上海沪敖本次项目就是对上海市老西门石库门特色建筑的立面测绘任务。此次古建筑全面测绘，为后期历史风貌的修复保留奠定了重要基础，让老上海地区特色的石库门风格建筑，不会受岁月的洗刷，失去往日的风采。我们使用了有当今美誉“实景三维复制术”的三维激光技术扫描 ，对建筑所有立面进行完整完全的扫描，在根据海量准确的点云数据，按实体去绘制二维图纸帮助修缮和归档，留下数字化的记忆。

 三维激光扫描技术的特点

传统单点测量技术获取建筑物信息耗时长，采样密度低，且采集的数据不够完整，难以表现出历史建筑物特有的风格与特点。三维激光扫描技术以其对目标物体的全面、高精度、全自动扫描、适合各种复杂测量环境的特点，已成为当前空间信息数据获取的重要途径。

作业流程如上图

本次项目外业数据采集分为了建筑立面测绘和建筑局部装饰三维扫描两个部分。

图片来源网络

建筑立面测绘使用的是天宝TrimbleX7三维激光扫描仪，使用X7对建筑外立面扫描，结合平板现场精细化配准，无需人工干预，完成后即可导出点云。

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内业数据的处理使用Realworks点云处理软件。

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点云数据拼接

采用三维激光扫描仪进行数据采集时，每一测站获得的点云数据是独立坐标系，需要将每一测站点云数据配准到统一坐标系下，形成一个整体的点云数据，此过程为点云配准。TrimbleX7自带的平板使得使用 X7可以一边扫描，一边就可完成自动无目标配准和点云着色。系统对点云配准进行精化处理，详细的配准报告含有测站误差和一致性检验结果。

点云去噪

点云数据采集的过程中会不可避免地扫描到建筑物以外的非目标点，这些存在的差点和错误点就是噪声点。产生噪声点的主要原因有三点：第一，扫描时仪器的震动及扫描仪的精度等引起的扫描仪本身的系统噪声；第二，扫描物体表面的光 滑程度、材质、颜色的反射特性引起的噪声；第三，扫描过程中游人、居民、车辆等遮挡引起的偶然噪声。

 数据导出

将处理后的点云数据导 入 CAD 中，对其进行旋转、定义工作面、裁剪等操作，绘制建筑物平面图、立面图、剖面图、大样详图。

（具体图纸涉及客户信息这边就不放出了，用另一图为例）

该历史建筑物年代较为久远，但房屋保存较完整，可以对绘制好的二维图纸精度验证。使用测距仪实地量取建筑物的长和宽尺寸，该历史建筑的长和宽，图纸尺寸与实测尺寸的差值绝对值控制在毫米级别。

 建筑局部装饰3D扫描

建筑局部装饰的3D扫描使用高精度激光三维扫描设备Kscan Magic获取三维点云数据，快速构造出实体目标的三维模型及线、面、体、空间等各种数据。之后可进一步完成三维模型的构建，实现建筑装饰外形结构信息的高精度的精细获取与保存。

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本项目中石库门建筑装饰纹理物理形态较为复杂多样，而且项目所在地拆除工作正在进行，工期比较紧张，如何快速准确获取三维模型成为关键。本案例中使用的Kscan激光三维扫描设备精度达到了0.02mm，速度高达135万次/秒，是红外+蓝色激光计量级复合式三维扫描仪，标配五种工作模式：红外激光大面幅扫描，蓝色激光交叉高速扫描，蓝色激光平行精细扫描，单束蓝色激光深孔扫描，内置全局摄影测量系统，适用于各种工况，提供全方面的数字化解决方案。

这里额外介绍下本次项目中没有用到的设备ArtecLeo，作为一款带有机载自动3D处理功能的3D扫描仪，Leo可以对难以扫描的纹理进行数字化工作，且无需在物体上标靶，因此非常适用于对表面纹理信息要求颇高的艺术、文化遗产项目的使用。

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结语

本项目利用地面架站式三维激光扫描仪和手持式三维激光扫描仪，得到的点云数据经过一系列处理后可以方便快捷地提取建筑的各种结构数据和尺寸信息，同时扫描出来点云数据亦可导入3DS Max、 Revit等平台，用作三维建模。得到的三维模型既有真实观感，又有真实测量数据，交互性较强，对古建筑保护具有深远影响。

上图为上海文庙规划后的效果图

由古建筑测绘的现状和研究背景可知，三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用不仅可以更有效地实现对古建筑的无接触测量，为人类文明标志的古建筑建立数字档案，实现古建筑的三维可视化，为今后的文物保护提供基础；三维激光扫描技术不仅提高了立面测量的工作效率和数据精度，还带动了历史建筑存档与原始数据留存的革命更新，真正意义上实现了由二维到三维空间信息的升级与突破。