DB11∕T 1796-2020 文物建筑三维信息采集技术规程

ICS35.020CCSL70DB11北京市地方标准DB11/T1796—2020文物建筑三维信息采集技术规程Technicalspecificationofthree-dimensionalinformationacquisitionofheritagebuildings2020-12-24发布2021-04-01实施北京市市场监督管理局发布DB11/T1796—2020I目次前言...............................................................................II1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14缩略语.............................................................................25总则...............................................................................36技术准备...........................................................................37控制测量...........................................................................48数据采集与处理.....................................................................59成果制作..........................................................................1010质量检验与成果归档...............................................................11附录A（资料性）文物建筑三维信息采集仪器配置.......................................13附录B（资料性）地面三维激光站位数量统计的典型案例.................................14DB11/T1796—2020II前言本文件按照GB/T1.1给出的规则起草。本文件由北京市文物局提出并归口。本文件由北京市文物局组织实施。本文件起草单位：北京市古代建筑研究所。北京工业大学、北京市历史建筑保护工程技术研究中心、北京市测绘设计研究院、北京大禹工坊建筑科技有限公司、北京市文物古建工程公司、北京北建大科技公司、北京欧诺嘉科技有限公司、北京麦格天渱科技发展有限公司、上海华测导航技术股份有限公司、上海建为历保科技股份有限公司、上海潮旅信息科技有限公司。本文件主要起草人：张涛、戴俭、肖中发、李卫伟、胡岷山、刘腾、杨伯钢、孟志义、姜玲、刘科、王中金、任华东、刘雨青、田昀青、钱威、李江、李宁、孙大勇、杨阳、王丹艺、胡睿、田文革、钱林、陈廷武、刘军、李博、李攀、马云飞、辛揆、吴志群、卿照、蒋国辉、李亮、杜雁欣、冯育涛、沈三新、李晓武。DB11/T1796—20201文物建筑三维信息采集技术规程1范围本文件规定了文物建筑三维信息采集作业在技术准备、控制测量、数据采集与处理、成果制作、质量检验与成果归档等方面的技术要求。本文件适用于文物建筑的三维信息采集作业。历史建筑可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12979近景摄影测量规范GB/T18316数字测绘成果质量检查与验收GB/T24356测绘成果质量检查与验收GB/T50104建筑制图标准CH/T1004测绘技术设计规定CH/T6005古建筑测绘规范CH/Z3017地面三维激光扫描作业技术规程CJJ/T157城市三维建模技术规范WW/T0024文物保护工程文件归档整理规范WW/T0063石质文物保护工程勘察规范DB11/T407基础测绘技术规程DB11/T998基础测绘成果检查验收技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1三维信息采集threedimensionalinformationacquisition采用专业的仪器设备及相应的处理技术对文物建筑的空间位置、几何尺寸、形态、色彩、纹理等现状信息的采集。DB11/T1796—202023.2总图测绘generallayoutsurveyingandmapping对文物建筑所在区域的现状地形及古建筑的布局进行测绘的过程。3.3独立坐标系independentcoordinatesystem国家或北京地方坐标系外的局部测量平面直角坐标系。3.4通尺寸overallsize单体文物建筑的通面阔、通进深、通高等尺寸信息。3.5点云密度pointclouddensity单位面积上点的平均数量。3.6站位scanstation使用地面三维激光扫描仪进行信息采集时的站点位置。3.7重建的三维模型threedimensionalreconstructedmodel根据现场采集的数据，利用不同处理方法制作的三维模型。4缩略语下列缩略语适用于本文件。DLG：数字线划图（DigitalLineGraph）DPI：图像每英寸长度内的像素点数(DotsPerInch)GNSS：全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）HDR：高动态范围图像(High-DynamicRange)TDOM：真数字正射影像图（TrueDigitalOrthophotoMap)VR：虚拟现实技术（VirtualReality）DB11/T1796—202035总则5.1空间基准5.1.1文物建筑三维信息采集涉及总图测绘，坐标系宜采用2000国家大地坐标系或北京地方坐标系，高程宜采用1985国家高程基准或北京地方高程系。采用北京地方空间基准，宜与国家空间基准建立联系。5.1.2采用自定义坐标系，宜与2000国家大地坐标系或北京地方坐标系建立联系。采用自定义高程基准，宜与1985国家高程基准或北京地方高程系建立联系。5.1.3无法与国家空间基准或北京地方空间基准建立联系，宜根据实际情况建立满足需求的自定义坐标系与高程基准。5.2时间基准时间基准应采用公元纪年、北京时间。5.3采集等级5.3.1根据文物建筑三维信息采集对象与适用性的不同，将采集作业的采集等级分为特等、一等、二等、三等，由管理单位和技术团队根据项目需求选择采集等级。5.3.2采集适用性、采集对象及深度可根据实际情况进行调整。5.3.3宜根据采集等级与采集方式设置科学的仪器参数，兼顾经济性与采集效率。5.4总体工作流程文物建筑三维信息采集的作业流程应包括技术准备、控制测量、数据采集与处理、成果制作、质量检验与成果归档等步骤。6技术准备6.1调研分析调研分析应包括以下方面内容：a)收集资料，包括平面布局与建筑形制、礼制等级、建筑装饰和风格特征、构造及工艺技术特点、结构形式、载体的地形、地貌等；b)进行现场踏勘，包括核对调研资料、查看周边环境及采集对象现状等；c)分析文物建筑的采集作业难点，包括场地现状、建筑梁架、屋顶等部位；d)分析周边环境的干扰条件，包括人、车、树、天气等；e)与管理单位或相关单位取得联系，确认作业条件。DB11/T1796—202046.2技术设计文物建筑三维信息采集项目宜编写技术设计书，编写可参考CH/T1004，内容宜包括以下方面：a)项目概述、文物建筑及周边环境现状；b)已有的测绘资料情况、引用文件及作业依据；c)技术难点与解决方案；d)采集等级、采集对象、采集深度、采集范围；e)主要技术指标、规格仪器和软件配置、作业人员配置；f)作业流程和进度安排；g)文物保护措施、安全保障措施、质量控制措施；h)成果归档要求。6.3人员要求作业人员宜符合下列要求：a)作业人员经过专门的技术培训，掌握专业设备的操作方法；b)作业人员学术背景宜涵盖建筑学、测绘学、数字化、文物保护等专业；c)外业作业，宜由3名～5名作业人员操作一台扫描设备；d)内业作业，作业人员数量宜与外业相匹配。6.4仪器要求6.4.1应根据技术设计书，选择符合要求的仪器设备。6.4.2常用仪器设备主要包括三维扫描仪、全站仪、水准仪、GNSS接收设备、数码相机、便携式电脑、无人机、存储设备等。文物建筑三维信息采集仪器配置参见附录A。6.4.3仪器设备应符合下列要求：a)各部件及附件外观良好且匹配齐全，各个部件连接紧密且稳定耐用；b)使用前进行校验或进行计量鉴定；c)相关设备的电源容量、存储空间、数据传输、软件等满足运行要求。7控制测量7.1控制网测设文物建筑三维信息采集控制网的测设，应符合下列要求：a)根据文物建筑布局特点、周边地形、已知坐标点、采集精度等条件进行布设；b)根据测区范围的大小与复杂程度进行整体布设并分级控制；c)采用闭合控制网，进行平差处理，控制误差传递；d)控制点之间应相互通透，取得联系；e)应建立控制点与站位点、站位标靶点、特征点之间的联系；DB11/T1796—20205f)文物建筑的室内布设加密控制点；g)采集建筑群，根据文物建筑的分布情况进行加密布设。h)总图测绘应符合CH/T6005和CH/Z3017的相关规定。7.2平面控制网采用导线或GNSS的方法布设，应符合DB11/T407的规定。7.3高程控制网采用水准测量的方法布设，应符合DB11/T407的规定。8数据采集与处理8.1一般规定8.1.1数据采集应符合下列要求：a)采用测记法、三维扫描技术、数字摄影技术，采集方法可以结合使用；b)遵循“从整体到细部”的原则；c)遵循“成果可追溯、可评估”的原则；d)数据采集前根据文物建筑的大小、形状、环境条件，编制采集方案。8.1.2适用性应符合下列要求：a)三等采集作业适用于总图测绘、建筑普查、工程量估算、虚拟现实、宣传展示等基础性的深度与精度要求的三维信息采集；b)二等采集作业适用于法式特征等研究性的深度与精度要求较高的三维信息采集；c)一等采集作业适用于文物建筑的复建、迁建、修缮、变形监测、跟踪记录等工程性的深度与精度要求最高的三维信息采集；d)特等采集作业适用于有完整性及高精度需求的文物建筑数字化存档、数字化保护、科学研究、文化传播等。8.1.3采集对象及深度应符合下列要求：a)三等采集作业：1)采集对象主要为建筑本体及周边环境；2)采集深度应反映出文物建筑的整体轮廓与控制性尺寸，包括：建筑的位置与通尺寸、柱网、最高点高程、各脊上皮高程、檐口高程、室内各步架举高、地面高程等。b)二等采集作业：1)采集对象主要为建筑本体、典型构件；2)采集深度应反映出文物建筑典型构件的空间位置、形态特征、构造尺寸、色彩纹理等。c)一等采集作业：1)采集对象主要为建筑本体、建筑构件、建筑细部；DB11/T1796—202062)采集深度应反映出文物建筑的吻兽、脊饰、彩画、雕刻、裂缝等构件或细部节点的空间位置、形态特征、构造尺寸、色彩纹理等现状信息；d)特等采集作业的采集对象及深度与一等采集作业相同，采集范围应全覆盖，包括：建筑本体、建筑构件、建筑细部，文物建筑的周边环境、附属建筑等根据实际需要进行信息采集。8.1.4采集等级与指标