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第1篇

建設(shè)設(shè)計參數(shù)可以使用模型進行分析，步驟如下：一是確定系統(tǒng)的分析模式，排列好系統(tǒng)中的所有元素，將系統(tǒng)中各個元素之間的區(qū)別與聯(lián)系理順；二是根據(jù)不同元素之間的關(guān)系，構(gòu)建元素關(guān)系網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)圖表明確其內(nèi)部之間的邏輯關(guān)系。要想將關(guān)系網(wǎng)內(nèi)部元素的聯(lián)系整理清楚，就必須對每個設(shè)計參數(shù)之間的聯(lián)系進行細致的分析和研究，研究時可以根據(jù)建筑工程學(xué)、結(jié)構(gòu)工程學(xué)以及其他建造工程學(xué)進行具體的分析，根據(jù)不同的理論依據(jù)，找出其內(nèi)在的聯(lián)系，進而進行整體的分析和研究；三是建立要素關(guān)系網(wǎng)，利用元素之間的聯(lián)系和不同建立的網(wǎng)絡(luò)圖，分析和整理出系統(tǒng)內(nèi)部之間各要素的鄰接矩陣，為之后的計算奠定基礎(chǔ)；四是相關(guān)數(shù)據(jù)按照要素的鄰近矩陣進行計算；第五，可達矩陣具有鮮明的層次，層次的排列由元素的組合以及個數(shù)決定，含元素最多的排在整個可達矩陣的左邊第一位，從左往右以此類推[3]；第六，由于元素之間存在著聯(lián)系和差異，因此每個元素不僅具有層級關(guān)系，還相互之間互相影響和制約。如圖1所示為各個元素之間的關(guān)系圖。

2構(gòu)建模型的分析與討論

參數(shù)與參數(shù)之間的聯(lián)系非常緊密，每個參數(shù)的設(shè)計和計算都需要嚴格的進行，如果其中的某個參數(shù)有所變化，那么其他的設(shè)計參數(shù)也會隨之產(chǎn)生變化，從而對工程造價有所影響。例如在進行墻體設(shè)計時，雖然墻體的工程造價所占比重比其他工程造價所占比重高，但是也會受到其他參數(shù)的影響，如果在進行工程總造價的計算時單是將墻體的數(shù)據(jù)作為主要的造價因素進行考量顯然是片面的、不合理的。因此根據(jù)對ISM模型進行分析發(fā)現(xiàn)，對造價影響越高的參數(shù)，往往都是最高層級的參數(shù)[4]。在整個工程項目的決策階段，設(shè)計參數(shù)可以按照建設(shè)的施工規(guī)模利用分析模型進行預(yù)算，計算出設(shè)計方案后，得到結(jié)構(gòu)形式、平面結(jié)構(gòu)、建筑層數(shù)等方面的相關(guān)資料，這些資料可以幫助細化估算的內(nèi)容，使其結(jié)果更為準確。

3對ISM的多元線性回歸的分析以及計算

研究所使用的工程項目為十八個小高層住宅樓，其相關(guān)的價格信息都有具體的參考數(shù)值，住宅樓位于市區(qū)，樓層的結(jié)構(gòu)多以鋼筋混凝土剪力墻為主，樓層定為9到19層之間，因此可以選擇2到18號住宅樓來進行研究分析，分析方式為多元線性回歸分析，由該方法得多回歸的方程式，然后利用1號住宅樓來進行方程式的檢驗。方程式中Y代表因變量，表示建筑安裝單方造價，而X1到X6代表自變量，分別表示為X1：建筑規(guī)模，X2：建筑總高度，X3：建筑周長指標（平面形狀），X4：樓層層數(shù)，X5：樓層層高，X6：戶型；因此方式是可表示為：Y=b+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4+b5X5+b6X6其中b為常量，b1、b2、b3、b4、b5、b6為系數(shù)。除此之外還需要用Excel表格對具體的數(shù)據(jù)進行詳細的分析，如2到18號住宅樓的多元性回歸分析，其中Y所代表的是工程單位面積造價，X所表示的是各類設(shè)計參數(shù)，如表1。由于F=9.59×10-8低于0.001，有比較明顯的回歸。經(jīng)計算工程的估算造價為2173（元•m-2），實際造價為2221（元•m-2）。估算偏差為48元•m-2。由此可知，利用ISM和多元回歸分析的措施建立估算模型非常容易，并且估算誤差在5%以內(nèi)。如果使用普通的方法造價誤差只能控制在5%左右。因此，使用模型計算的到的造價估算偏差是合理的。除此之外，還需要注意的是對參數(shù)之間的客觀分析。在進行多元回歸模型的分析和研究時，可以將多一些的參數(shù)作為自變量進行參考，這種方法可以幫助工程進行詳細的造價分析和研究，從而計算出更為準確的數(shù)值。應(yīng)用回歸分析方法的前提條件是保證每個自變量具有自己的獨立性，但是在實際的工程施工過程中，各自變量之間是有聯(lián)系的，不可能完全獨立于其他自變量而存在，因此所要側(cè)重的重點則改為對影響程度較大的自變量進行研究。在ISM模型的基礎(chǔ)之上，研究、分析了影響工程造價的相關(guān)參數(shù)，這類參數(shù)的相互之間影響程度較小，不會產(chǎn)生嚴重的制約效果，因此在很大程度上保證了工程造價計算的精確性和穩(wěn)定性，具有良好的估算效果，方便人們在工程前期使用。由于建筑各類設(shè)計參數(shù)之間的相互變化會影響到工程造價的結(jié)果，因此可以利用這一特點對參數(shù)進行系統(tǒng)化的分層，得出結(jié)論為處在越高層級的設(shè)計參數(shù)對工程造價的影響就會越高[5]。而經(jīng)過實踐證明，在整個住宅建筑施工中，包括建筑外觀、建筑高度、建筑規(guī)模在內(nèi)的很多參數(shù)都會對工程的施工成本造成較大的影響。結(jié)合解釋結(jié)構(gòu)模型與多元回歸分析法進行參數(shù)的確定，通過實例證明，自變量的選擇要想保證科學(xué)合理，就必須選擇對工程造價影響大的參數(shù)，并且在估算模型上也要進行選擇，這樣做的目的是為了確保工程估價的精準度和效率。在進行參數(shù)確定時，需要對“解釋結(jié)構(gòu)模型+多元回歸分析模型”中所有參數(shù)進行全面的分析、研究，明確參數(shù)之間的聯(lián)系和不同，分清楚參數(shù)之間的先后關(guān)系和主次地位，整體設(shè)計原則也要符合客觀實際。

4結(jié)論

第2篇

【關(guān)鍵詞】技術(shù)創(chuàng)新；技術(shù)導(dǎo)入；技術(shù)效果

長期以來，建筑業(yè)一直被視為技術(shù)落后的領(lǐng)域。這一方面在于其勞動密集的生產(chǎn)特點，另一方面也源于其技術(shù)創(chuàng)新的落后。本文主要研究解決建筑企業(yè)應(yīng)該通過何種方式實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的問題。目前建筑業(yè)廣泛采用的低層次、不連續(xù)的明示性知識導(dǎo)入模式是導(dǎo)致建筑企業(yè)創(chuàng)新能力低下和技術(shù)雷同化的主要原因。具體來說，對于廣大技術(shù)經(jīng)濟條件較差的中小建筑企業(yè)，提出了在同一經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)建立以當?shù)亟ㄖ笃髽I(yè)為龍頭的聯(lián)營體創(chuàng)新合作模式；針對少數(shù)技術(shù)經(jīng)濟條件較好的大型建筑企業(yè)，提出了圍繞建筑企業(yè)核心技術(shù)的外在技術(shù)合作及并購導(dǎo)入模式。

一、建筑業(yè)技術(shù)導(dǎo)入模式的種類

建筑業(yè)的技術(shù)導(dǎo)入就是指建筑企業(yè)在生產(chǎn)建筑產(chǎn)品活動時主動地將游離于建筑企業(yè)的外在技術(shù)資源或技術(shù)的物質(zhì)載體吸引到企業(yè)的內(nèi)部生產(chǎn)活動中來，并加以融合的過程。根據(jù)建筑技術(shù)創(chuàng)新的外在導(dǎo)入技術(shù)資源同實施導(dǎo)入創(chuàng)新的建筑企業(yè)的關(guān)系，可將建筑技術(shù)導(dǎo)入分為三種基本的導(dǎo)入模式：通過市場交易導(dǎo)入技術(shù)或者說是技術(shù)的市場購買模式、通過準內(nèi)部化的方式導(dǎo)入技術(shù)或者說是通過介于市場和內(nèi)部化之間的方式（戰(zhàn)略聯(lián)盟）導(dǎo)入技術(shù)，通過內(nèi)部化方式導(dǎo)入技術(shù)或者說是通過并購實現(xiàn)技術(shù)導(dǎo)入。

1.技術(shù)購買，是指實施創(chuàng)新的主體通過市場向外在的技術(shù)創(chuàng)新源直接交易購買技術(shù)。一般購買含新技術(shù)或新工藝的成套設(shè)備、關(guān)鍵設(shè)備或單項設(shè)備、技術(shù)許可、專利技術(shù)、專有技術(shù)、商標權(quán)許可、技術(shù)服務(wù)以及技術(shù)咨詢。

2.通過準內(nèi)部化方式導(dǎo)入技術(shù)，即通過介于市場和內(nèi)部化方式（戰(zhàn)略聯(lián)盟或合作）的方式導(dǎo)入技術(shù)，是企業(yè)雙方或多方為獲得某種外在的創(chuàng)新資源所采取的非市場導(dǎo)向交易方式。根據(jù)合作對象的不同，具體可分為兩種戰(zhàn)略聯(lián)盟類別。一種是企業(yè)同企業(yè)之間的合作。另一種則是企業(yè)同R&D機構(gòu)的合作。根據(jù)合作的緊密程度，戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式是多樣的，可分為合同創(chuàng)新模式、項目合伙創(chuàng)新模式、基地合作創(chuàng)新模式、研究公司合作創(chuàng)新模式等。

（1）合同創(chuàng)新模式是指以合同形式確定的合作創(chuàng)新模式。通常由委托方提供資金和規(guī)定創(chuàng)新目標，受委托方提供人力、設(shè)備并實施創(chuàng)新過程。由于競爭越來越綜合化，因此對企業(yè)而言，這種創(chuàng)新模式不應(yīng)該成為創(chuàng)新的主要模式。

（2）項目合伙創(chuàng)新模式是指企業(yè)為完成某一特定技術(shù)項目的研究開發(fā)，通過合伙投入并合作組織研究與開發(fā)過程，共享研發(fā)成果的一種合作創(chuàng)新方式。從單個項目上看，這種合伙的創(chuàng)新模式的確有助于項目的迅速研發(fā)，然而對于企業(yè)而言，從長遠的技術(shù)能力發(fā)展角度上看，由于項目的分散進行使企業(yè)間不能共享創(chuàng)新的經(jīng)驗和技能，這無助于企業(yè)技術(shù)能力的發(fā)展，另外，合伙創(chuàng)新對合伙企業(yè)的技術(shù)有著較高的互補性要求。因此該模式也不是企業(yè)長遠的創(chuàng)新模式。

（3）基地合作創(chuàng)新就是指企業(yè)同大學(xué)或研究機構(gòu)建立共同技術(shù)創(chuàng)新的基地的一種合作形式。一般由企業(yè)提供資金和設(shè)備，大學(xué)或研究機構(gòu)提供場地和研究人員。從組織特征上看，企業(yè)基本上不涉及基地的建設(shè)和管理，對基地沒有很強的約束力。從產(chǎn)權(quán)上特征上看，有兩種安排：一種是基地所在單位擁有；另一種是參與企業(yè)同基地企業(yè)共同擁有。另外，基地合作企業(yè)參與較少，雖能獲得過程中的信息和經(jīng)驗，但不能分享過程中直接經(jīng)驗。

（4）研究公司合作創(chuàng)新模式是企業(yè)為增進和加速某一或某些技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新而共同組建的股份制合作組織。從產(chǎn)權(quán)特征上看，凡研究公司主持的或資助的項目所有成果都屬公司所有，成員企業(yè)或持股單位要取得使用權(quán)，得向研究公司支付一定費用。另外，創(chuàng)新成果亦向外開放。從過程特征上看，成員項目共同參與項目的選擇并共同參與執(zhí)行，不僅能分享創(chuàng)新的中間成果與最終成果，還能分享到創(chuàng)新過程中的直接經(jīng)驗。

3.內(nèi)部化方式導(dǎo)入技術(shù)是指企業(yè)出于創(chuàng)新的目地而對那些掌握本企業(yè)重大技術(shù)創(chuàng)新所需要的核心技術(shù)或關(guān)鍵技術(shù)的外在技術(shù)資源實施兼并的方式。該種方式有利于消除重復(fù)性研發(fā)工作，減少不同部門生產(chǎn)中互不信任而出現(xiàn)的機會成本，防止技術(shù)合同交易所帶來的“雙邊壟斷”后果。在技術(shù)效果上，具有整批交易的特點，可迅速獲得企業(yè)需要的核心技術(shù)，直接進入相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域。

二、技術(shù)導(dǎo)入模式的效果及其選擇

（一）技術(shù)效果比較

不同的技術(shù)導(dǎo)入模式對創(chuàng)新導(dǎo)入主體有不同的要求，也存在著不同的技術(shù)導(dǎo)入效果。因此了解和研究各種導(dǎo)入模式的特點，有利于幫助建筑導(dǎo)入企業(yè)選擇合理的導(dǎo)入模式，提高技術(shù)創(chuàng)新的成功率和效率。

（二）建筑業(yè)技術(shù)導(dǎo)入模式的選擇

建筑業(yè)的技術(shù)發(fā)展歷程體現(xiàn)了建筑業(yè)技術(shù)的外在導(dǎo)入特性，如下圖：

公元前4000年

公元前2200年第一部建筑法規(guī)Hammurabi

公元1176年石橋取代木橋

公元1775年第一座鑄鐵橋

公元1824年水泥漿

公元1850年強混凝土

 公元1856年鋼工藝

公元1861年第一座起重機

公元1885年

比一個用于摩天大樓的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

1912年混凝土攪拌機（下轉(zhuǎn)第194頁）

（上接第192頁）

公元1986年建筑技術(shù)發(fā)展

TheHistoryoftheConstructionTechnologyDevelopment

這些技術(shù)的出現(xiàn)導(dǎo)致了建筑業(yè)一次又一次的重大技術(shù)創(chuàng)新。作為建筑技術(shù)融合系統(tǒng)中的一部分，新材料和新組件以及以此相關(guān)的新設(shè)計技術(shù)對于傳統(tǒng)建筑企業(yè)的技術(shù)平臺來說正顯得越來越復(fù)雜化和隱含化[2]。因此，建筑企業(yè)采用較為長期的穩(wěn)定的合作模式和并購模式有利于建筑企業(yè)獲得隱含性較強，技術(shù)較復(fù)雜的外在導(dǎo)入技術(shù)，有利于建筑企業(yè)能力的發(fā)展，避免技術(shù)的雷同化和形成能力的差異化。

并購模式是對技術(shù)掌握最徹底的導(dǎo)入模式，它能夠迅速促進并購企業(yè)的技術(shù)能力和企業(yè)規(guī)模的增長，但它也有不利的一面，即要求并購企業(yè)有較高的管理能力和技術(shù)整合能力，這種能力和企業(yè)的規(guī)模是呈正相關(guān)的。

對于大多數(shù)的中小建筑企業(yè)，普遍存在企業(yè)規(guī)模小，資金缺乏，技術(shù)能力低下的狀況，因此上述的并購導(dǎo)入模式是不適合的。本文認為對于大多數(shù)技術(shù)經(jīng)濟條件較差的建筑中小企業(yè)應(yīng)積極發(fā)展這種穩(wěn)定的、較為長期的合作創(chuàng)新模式。

三、結(jié)語

隨著我國加入WTO，迎接國際大型建筑集團的挑戰(zhàn)，通過產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提高建筑企業(yè)的國際競爭力和勞動生產(chǎn)效率已經(jīng)迫在眉睫。本文主要研究解決建筑企業(yè)應(yīng)該通過何種方式實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的問題。通過分析，我們認為建筑行業(yè)當前采取的創(chuàng)新模式應(yīng)為具有長期、穩(wěn)定的技術(shù)導(dǎo)入合作和并購等較高層次的創(chuàng)新導(dǎo)入模式。由于學(xué)識和理論深度的欠缺,本文許多問題仍需進一步的探討和深化。

【參考文獻】

[1]陳松．技術(shù)導(dǎo)入的理論和實證研究[D]．清華大學(xué)，1999．

第3篇

DSM模型作為一種基于矩陣的、緊湊的表達模型，能站在全局的角度，采用可視化的方法反映任務(wù)之間關(guān)系（信息流）并分析信息流，圖2(c)表示采用聚類的方法對過程結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。DSM建模方法由于矩陣本身不受任務(wù)數(shù)目限制，并且易于使用計算機編程計算，具有良好的可操作性和穩(wěn)健性。根據(jù)領(lǐng)域的不同，DSM矩陣可以分為4種類型[5]，包括產(chǎn)品架構(gòu)、組織架構(gòu)、過程架構(gòu)以及綜合產(chǎn)品、組織、過程的多領(lǐng)域模型。其中組織架構(gòu)DSM模型的分析主要是通過聚類的方式，把信息交流需求最大的成員分為一組，將矩陣變換成為成員之間具有高度交互性的類———系統(tǒng)團隊。矩陣變換的目的是使類內(nèi)部具有高耦合度，而類外具有盡可能低的耦合度。通過關(guān)注不同成員的溝通需求，從而得到有效的組織設(shè)計模式。

2基于DSM的建筑工程協(xié)同設(shè)計

2.1傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計的過程及其局限性

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計一般采用串行設(shè)計，即“拋過墻”式建筑產(chǎn)品設(shè)計模式，圖3(a)為傳統(tǒng)建筑設(shè)計過程，3(b)為傳統(tǒng)建筑設(shè)計組織結(jié)構(gòu)圖。由圖可以看出，傳統(tǒng)的設(shè)計模式從時間上和功能上把各學(xué)科的專職人員彼此孤立開來，存在一系列問題：信息流動是單向的，下游的設(shè)計結(jié)果不能及時反饋給上游進行設(shè)計評價和修改，項目集成性差；設(shè)計信息交流不暢、溝通困難而出現(xiàn)的潛在危險，往往在施工過程中才能發(fā)現(xiàn)；設(shè)計修改頻繁，設(shè)計質(zhì)量難以得到保證：建筑工程設(shè)計周期長，項目開發(fā)成本高，建筑質(zhì)量受到影響等問題。設(shè)計過程中信息的管理是目前建筑設(shè)計企業(yè)必須面對的一個難題，在當今知識經(jīng)濟社會，溝通和協(xié)調(diào)比命令和控制更為重要，據(jù)權(quán)威機構(gòu)研究表明，良好的信息溝通和協(xié)調(diào)可以減少工程建設(shè)費用的20％左右[6]。因此引入新方法、新工具對建筑設(shè)計過程進行管理是非常必要的。

2.2建筑工程設(shè)計初始

DSM模型的建立本文采用圖1表示的普通樓宇設(shè)計工程中常見的12項設(shè)計任務(wù)為例，把各設(shè)計活動間的信息流關(guān)系用DSM矩陣表示出來，如圖4，然后采用DSM聚類規(guī)則進行聚類分析。

2.3DSM聚類基本原則

DSM聚類原則以下列步驟展開[7]：（1）設(shè)計優(yōu)化的目的是使DSM盡量成為下三角矩陣。（2）根據(jù)DSM，若矩陣中某一行全為零，則說明對應(yīng)該行的設(shè)計行為不需要其他設(shè)計行為提供信息，因此應(yīng)盡可能早地執(zhí)行，將這些設(shè)計移到DSM的頂端。每次移動一個學(xué)科，且需將其行列及相關(guān)標記一起移動。移動結(jié)束，再對矩陣其他設(shè)計重復(fù)進行步驟（1），直到再無這樣的設(shè)計。（3）根據(jù)DSM，若矩陣中某一列全為零，則說明對應(yīng)該列的設(shè)計行為沒有對其他設(shè)計行為提供信息，因此應(yīng)盡可能晚地執(zhí)行，將這些專業(yè)設(shè)計移到DSM的底端。每次移動一項專業(yè)設(shè)計，且需將其行列及相關(guān)標記一起移動。移動結(jié)束，再對矩陣其他專業(yè)設(shè)計重復(fù)進行步驟(2)，直到再無這樣的專業(yè)設(shè)計活動。（4）如果經(jīng)過步驟(1)、(2)DSM中再無未調(diào)整的專業(yè)設(shè)計，則矩陣已經(jīng)達到最優(yōu)化；否則，剩余的專業(yè)設(shè)計必定包含信息循環(huán)（至少一個）。（5）找出信息循環(huán)，使用所謂的“路徑搜索”方法。在該方法中，從某一專業(yè)設(shè)計開始，向前或向后跟蹤信息流，直到第二次追溯到同一個專業(yè)設(shè)計，這之間的所有專業(yè)設(shè)計構(gòu)成一個信息流循環(huán)。（6）將簡單循環(huán)中的專業(yè)設(shè)計合并起來，并用另一代表專業(yè)設(shè)計代替，并重新開始步驟（1）的操作。對于小型矩陣，只要通過一系列的行列變換就可以獲得新的DSM優(yōu)化矩陣，對于大型的矩陣則可以通過相關(guān)智能算法如遺傳算法等獲得新的優(yōu)化結(jié)果矩陣。由于建筑工程設(shè)計各活動間的耦合性較強,所以本案例中沒有空行空列,可以直接從步驟（3）開始,根據(jù)圖4初始信息流,利用以上規(guī)則進行優(yōu)化，得到新的DSM矩陣，如圖5所示。不難看出，通過DSM聚類優(yōu)化，使得原來隸屬于不同專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計活動之間復(fù)雜的設(shè)計迭代關(guān)系轉(zhuǎn)化為4個工作團隊之間的關(guān)系，其中總體規(guī)劃設(shè)計和結(jié)構(gòu)選型設(shè)計組成一協(xié)同設(shè)計團隊，在設(shè)計的初期就考慮到了建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計間的關(guān)系,避免了傳統(tǒng)設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計不合理而引起的設(shè)計大返工。同樣，功能要求和局部細化設(shè)計人員組成協(xié)同設(shè)計團隊；局部細化、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、管道通風(fēng)設(shè)計、樓板梁柱墻體設(shè)計組成一協(xié)同設(shè)計團隊；梁柱墻體設(shè)計和電氣裝配設(shè)計組成以協(xié)同設(shè)計團隊。其中局部細化、梁柱設(shè)計、墻體設(shè)計同時屬于兩個協(xié)同設(shè)計團隊，說明需要加強這些活動和兩個團隊間的協(xié)調(diào)溝通。通過DSM聚類，可以首先在團隊內(nèi)部進行信息交互，并行協(xié)同地進行設(shè)計；然后再以團隊為單位進行更高層面的信息交互，可以減少由于不同專業(yè)領(lǐng)域間耦合帶來頻繁更改，返工等影響，既縮短了設(shè)計周期，減少了返工成本，又保證了建筑工程設(shè)計質(zhì)量。因此，筆者認為，在建筑工程設(shè)計企業(yè)，有必要建立協(xié)同設(shè)計團隊，專門負責跨專業(yè)、跨部門、耦合關(guān)系強的設(shè)計活動間的協(xié)調(diào)與溝通，并以正式的組織形式確定下來，避免設(shè)計人員只為參會而來的臨時心理，直到建筑工程項目設(shè)計工程結(jié)束。

3結(jié)語

第4篇

古建筑修復(fù)工作首先需要對古建筑進行完整的測繪并數(shù)據(jù)存檔,利用存檔數(shù)據(jù)進行研究和修復(fù)。古建筑測繪工作主要針對研究對象的完整基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),如空間環(huán)境、古建筑局部細節(jié)等。傳統(tǒng)測量手段需要借助反射棱鏡等工具進行單點測量，單點的測量費時較長，甚至要花幾分鐘的時間對一點的坐標進行測量。三維激光掃描儀利用激光測距原理，直接對被測物體進行快速掃描，獲得高精度的三維數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信息包含X,Y,Z坐標和物體反射率的信息，因此三維激光掃描技術(shù)具有快速、非接觸性、高精度等特點。

2采集點云數(shù)據(jù)

為了完整采集古建筑物的建筑信息，通常需要分站多角度進行掃描。首先根據(jù)需要掃描的范圍和三維激光掃描儀的掃描參數(shù)，設(shè)計掃描控制網(wǎng)，布設(shè)掃描站點時應(yīng)有利于減少測量誤差，提高點云數(shù)據(jù)拼接的質(zhì)量。為確保整體掃描質(zhì)量，相鄰兩站之間數(shù)據(jù)應(yīng)有30%左右的重合度，同時相鄰兩站間至少應(yīng)有三個不同線的公共靶標。實施掃描過程中，在設(shè)定站點上架設(shè)三維激光掃描儀時，應(yīng)注意避免掃描激光束與物體間夾角過小而造成掃描精度下降，同時掃描儀不要被其他物體過度遮擋。掃描時應(yīng)根據(jù)掃描對象的復(fù)雜度選擇不同的掃描參數(shù)，如表面細節(jié)豐富的物體應(yīng)采用高分辨率掃描，表面特征平滑物體宜采用低分辨率掃描，以加快掃描速度。因目前三維激光掃描儀還沒有辦法直接獲取顏色信息，每站掃描結(jié)束后，可根據(jù)需要對掃描區(qū)域進行拍照存檔，以獲取物體的色彩和紋理信息。

3點云拼接

隨著測量距離的增加，三維激光掃描的掃描精度受環(huán)境影響呈下降趨勢，因此復(fù)雜的建筑物需要多站掃描,每站掃描數(shù)據(jù)均是獨立坐標，需要進行拼接，統(tǒng)一到同一坐標系。拼接時，以其中任一站作為控制網(wǎng)坐標的基準點云，其余測站點云與基準點云兩兩配準。為了提高拼接精度，通常采用靶標拼接，點云間的拼接精度可達1毫米，如圖1所示。但由于掃描過程中可能出現(xiàn)靶標遮攔或測量角度過大的情況，無法使用靶標進行拼接，此時需要利用兩站點云中公共區(qū)域的相同特征點配準。

4三維模型的建立

利用三維點云重構(gòu)三維模型,通常有兩種方法：(1)模型匹配法：此方法自動程度較高，從點云抽取出模型部分，與常用的三維模型組件（如柱體、錐體、長方體等）進行自動匹配處理，達到建立三維模型的目的。這種自動匹配方法適用于具有規(guī)則形狀的對象。(2)古建筑多為不規(guī)則形狀，需要先對點云數(shù)據(jù)進行去噪、重采樣等處理，生成高精度三角網(wǎng)格模型，利用Nurbs等擬合算法生成建筑的曲面模型。本方法可生成高精度模型。最后利用映射功能可將照片中的顏色、紋理信息投影至三維點云數(shù)據(jù)上，生成具有真實紋理的三維模型。

5三維模型的修復(fù)

古建筑因為年代久遠，會造成部分損壞，利用三維網(wǎng)格模型，根據(jù)周圍網(wǎng)格信息，對其進行修復(fù)、調(diào)整，可以得到較準確的數(shù)字模型。由于古建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表現(xiàn)特征豐富，難以實現(xiàn)網(wǎng)格的自動化修補。針對點云數(shù)據(jù)的修復(fù)主要采用兩種方法:(1)如果損壞出現(xiàn)在較平滑區(qū)域，如墻體時，可采用線性插值法填補缺乏數(shù)據(jù)；(2)如果損壞出現(xiàn)在非平面區(qū)域，首先根據(jù)周圍網(wǎng)格信息計算缺失部分的曲率，再利用二次曲面插值方法進行插值，并使用周圍點的顏色信息采用雙三次插值算法計算新生成網(wǎng)格點的顏色信息，達到較好的修復(fù)效果。

6結(jié)束語