一种文物建筑属性信息层级化采集方法

摘要

本发明属于文物建筑遗产保护领域，具体涉及一种文物建筑属性信息层级化采集方法，包括如下步骤：S1：获取待信息采集的文物建筑的名称；S2：根据所述文物建筑的名称查找得到预先设定的信息采集策略，确定采集等级；S3：基于所述采集等级确定采集内容；S4：按照所述采集内容对该文物建筑的信息进行采集并存档。通过依照预先设定的采集策略对文物建筑的信息进行采集，避免了文物建筑普查工作中得到的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集，从而为文物建筑的后续的修缮、修复、维护、全生命周期的运行、BIM及CIM大数据平台的管理提供合理的数据支持，适用于文物建筑数字化信息采集。

说明书

技术领域

本发明属于文物建筑遗产保护领域，具体涉及一种文物建筑属性信息层级化采集方法。

背景技术

文物建筑是古代人类活动的遗物或遗迹，是研究人类历史的资料，具有重要的文化、教育和科学价值。而文物建筑本身的信息如色彩、形态等，随着城市的建设与发展、生态气候环境的逐渐恶化，文物建筑难以避免的会发生变化，甚至可能会消失。为此，有必要将其信息系统地、完整地、精准地记录下来，为将来可能的研究提供资料。由于文物具有种类多、数量大、材质复杂、敏感等特点，当下的文物保护工作仍存在以下问题：

1、对于文物建筑信息普查得到的信息多以档案形式存储，缺乏高效管理，后期查找、使用过程繁琐不便，同时文物建筑信息普查是对文物建筑信息重新采集，多次普查间的数据不具延续性和互通性；

2、借助工业化手段和技术，利用空间信息技术、三维扫描与重建技术等提高了对文物建筑信息数字化的转换效率；但其转换的数字化成果的数据量巨大，需要借助高性能计算机才可运载，巨大的模型无法进行更深层次的研究使用、无法对文物建筑的属性信息进行附加，同时现有的文物建筑属性信息的采集多从材料出发；文物建筑的几何信息和属性信息无法进行整合，使得文物建筑信息的使用者仅局限于专业的文物保护专家，无法有效的被其他利益相关方进行协调使用。

基于此，需要构建一种能够高效、完整、合理、系统地对文物建筑信息进行数字化采集的方法，进而实现对文物建筑的数字化管理和保护。

发明内容

本发明在于提供一种文物建筑属性信息层级化采集方法，通过输入待信息采集的文物建筑名称，依照预先设定的信息采集策略确定采集等级，再依照采集等级对应的采集内容进行信息采集，通过依照预先设定的采集策略对文物建筑的信息进行采集，避免了文物建筑普查工作中得到的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集。

一种文物建筑属性信息层级化采集方法，包括如下步骤：

S1：获取待信息采集的文物建筑的名称；

S2：根据所述文物建筑的名称查找得到预先设定的信息采集策略，确定采集等级；

S3：基于所述采集等级确定采集内容；

S4：按照所述采集内容对该文物建筑的信息进行采集并存档。

通过输入待信息采集的文物建筑名称，依照预先设定的信息采集策略确定采集等级，再依照采集等级对应的采集内容进行信息采集，通过依照预先设定的采集策略对文物建筑的信息进行采集，避免了文物建筑普查工作中得到的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集。

进一步的，所述信息采集策略包括根据文物建筑的名称确定保护层级。

进一步的，所述保护层级包括五个等级；所述采集等级包括五个等级；所述采集等级的等级与所述保护层级的等级一一对应。

进一步的，所述采集内容包括文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C、建筑构件级内容D和建筑细部级内容E。

进一步的，基于所述采集等级确定采集内容前先确定采集深度，采集深度包括几何信息采集深度G和非几何信息采集深度N。

进一步的，所述几何信息采集深度G包括五个等级，其中，

第一级的采集要求为：所述文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤500mm；

第二级的采集要求为：所述文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，所述建筑单体级内容B的各要素精度误差≤100mm；

第三级的采集要求为：所述文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，所述建筑单体级内容B的各要素精度误差≤50mm，所述建筑部件级内容C的各要素精度误差≤20mm；

第四级的采集要求为：所述文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，所述建筑单体级内容B的各要素精度误差≤25mm，所述建筑部件级内容C的各要素精度误差≤10mm，所述建筑构件级内容D的各要素精度误差≤10mm；

第五级的采集要求为：所述文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，所述建筑单体级内容B的各要素精度误差≤25mm，所述建筑部件级内容C的各要素精度误差≤10mm，所述建筑构件级内容D的各要素精度误差≤5mm，所述建筑细部级内容E的各要素精度误差≤3mm。

进一步的，所述非几何信息采集深度N包括五个等级，其中，

第一级包括：文物建筑的第一基础信息、第一性能信息；

第二级包括：文物建筑的第二基础信息、第二性能信息；

第三级包括：文物建筑的第三基础信息、第三性能信息、第三材料信息；

第四级包括：文物建筑的第四基础信息、第四性能信息、第四材料信息、第四残损信息；

第五级包括：文物建筑的第五基础信息、第五性能信息、第五材料信息、第五残损信息。

进一步的，所述保护层级为一级时，所述采集等级为一级，根据文物保护单位级内容进行第一级几何信息采集和第一级非几何信息采集；

所述保护层级为二级时，所述采集等级为二级，按照文物保护单位级内容、建筑单体级内容进行第二级的几何信息采集和第二级非几何信息采集；

所述保护层级为三级时，所述采集等级为三级，按照文物保护单位级内容、建筑单体级内容、建筑部件级内容进行第三级的几何信息采集和第三级非几何信息采集；

所述保护层级为四级时，所述采集等级为四级，按照文物保护单位级内容、建筑单体级内容、建筑部件级内容、建筑构件级内容进行第四级的几何信息采集和第四级非几何信息采集；

所述保护层级为五级时，所述采集等级为五级，按照文物保护单位级内容、建筑单体级内容、建筑部件级内容、建筑构件级内容、建筑细部级内容进行第五级的几何信息采集和第五级非几何信息采集。

一种电子设备，包括处理器和存储介质，所述存储介质存储所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器处理所述机器可读指令，执行所述的文物建筑属性信息层级化采集方法的步骤。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行所述的文物建筑属性信息层级化采集方法的步骤。

本发明的有益效果为：

本发明通过输入待信息采集的文物建筑名称，依照预先设定的信息采集策略确定采集等级，再依照采集等级对应的采集内容进行信息采集，通过依照预先设定的采集策略对文物建筑的信息进行采集，避免了文物建筑普查工作中信息采集的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集，进而为文物建筑后续的修缮、维护、全生命周期的运行、BIM及CIM大数据平台的管理提供数据支持，适用于文物建筑数字化信息采集；将采集深度划分为几何信息采集深度和非几何信息采集深度，使得在三维重建过程中能够进行文物建筑非几何信息的添加，使得数据具有互通性，增加数据使用率；分类型对于文物建筑属性信息进行避免了文物建筑普查工作中得到的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集，同时本发明能够随技术发展、经济能力改善以及文物保护等级提升，在原先采集深度等级的基础上进行补充升级，避免重复采集工作，节省人力、物力、财力，提高采集工作效率，具有可持续发展的优势。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为采集等级、保护层级、几何信息采集深度、非几何信息采集深度的关联关系图；

图3为本发明信息采集过程和存档过程的流程示意图；

图4为本发明信息采集过程和存档过程具体步骤的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示的是一种文物建筑属性信息层级化采集方法，包括如下步骤：

S1：获取待信息采集的文物建筑的名称；

S2：根据所述文物建筑的名称查找得到预先设定的信息采集策略，确定采集等级；

S3：基于所述采集等级确定采集内容；

S4：按照所述采集内容对该文物建筑的信息进行采集并存档。

通过输入待信息采集的文物建筑名称，依照预先设定的信息采集策略确定采集等级，再依照采集等级对应的采集内容进行信息采集，通过依照预先设定的采集策略对文物建筑的信息进行采集，避免了文物建筑普查工作中得到的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集；进而为文物建筑后续的修缮、维护、全生命周期的运行、BIM及CIM大数据平台的管理提供数据支持，适用于文物建筑数字化信息采集。

具体来说，S2中，信息采集策略包括根据文物建筑的名称确定保护层级P，保护层级P决定当前保护层级P的采集内容。其中，采集内容包括文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C、建筑构件级内容D和建筑细部级内容E。

保护层级P包括五个等级，各等级的采集内容具体包括：

第一级的采集内容为：文物保护单位级内容A；

第二级的采集内容为：文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B；

第三级的采集内容为：文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C；

第四级的采集内容为：文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C、建筑构件级内容D；

第五级的采集内容为：文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C、建筑构件级内容D和建筑细部级内容E。

其中，文物保护单位级内容A是指文物保护单位范围内的各要素，主要包括文物建筑所处保护范围的地形、交通、水系、植被等各场地要素，以及保护范围内的建筑物、构筑物等；

建筑单体级内容B是指列入各级文物保护单位的建筑物和构筑物，主要包括文物建筑的室内和室外信息；

建筑部件级内容C是指文物建筑组成的主要部分，主要包括文物建筑的屋顶、屋身、台基三大部件；

建筑构件级内容D是指依照功能或外观划分的构成建筑物的各个单元或要素，主要包括文物建筑屋顶部分的木基层、木屋架、瓦、屋脊等，屋身部分的墙、柱、梁、枋、门、窗、天花、楼梯、楼盖、斗拱、栏杆等，台基部分的踏道、台明、月台、铺地、栏杆等，以及其他附属构件如排水构件——雨水管、排水沟、天沟、散水、沟漏等，历史要素构件——水井、石狮子、照壁、旗杆、拴马石、石碑、牌坊、桥等；

建筑细部级内容E是指构件组成的单元或要素，主要包括屋脊的座兽、鸱吻、封檐板、博风板等，栏杆的望柱、扶手、栏板等，天花的天花梁、天花板、天花枋等，门的边梃、绦环板、铺首、抹头等，踏道的踏跺、垂带、象眼、抱鼓石等。

需要说明的是，文物建筑保护层级中，文物保护单位级内容A的具体内容需要依据文物保护单位的具体情况确定；建筑构件级内容D的具体内容需要依据文物建筑本身的构件情况确定；建筑细部级内容E的具体内容需要根据建筑构件级内容D细分。

具体来说，S2中，确定采集等级的过程是根据保护层级P确定采集等级L，采集等级L包括五个等级，采集等级L与保护层级P一一对应。

具体来说，针对保护层级的采集内容需要确定其采集深度，采集深度包括几何信息采集深度G和非几何信息采集深度N；将采集深度划分为几何信息采集深度和非几何信息采集深度，使得在三维重建过程中能够进行文物建筑非几何信息的添加，使得数据具有互通性，增加数据使用率；同时通过对采集信息划分类型，避免了文物建筑普查工作中得到的数据冗杂繁乱，提高信息采集效率，合理、有效的对文物建筑属性信息进行数据采集。

其中，几何信息包括文物建筑的二维、以及三维数据，其采集深度G是文物建筑保护层级的尺寸精度误差要求，其包括五个等级，各等级的采集要求具体包括：

第一级的采集要求为：文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤500mm；

第二级的采集要求为：文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，建筑单体级内容B的各要素精度误差≤100mm；

第三级的采集要求为：文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，建筑单体级内容B的各要素精度误差≤50mm，建筑部件级内容C的各要素精度误差≤20mm；

第四级的采集要求为：文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，建筑单体级内容B的各要素精度误差≤25mm，建筑部件级内容C的各要素精度误差≤10mm，建筑构件级内容D的各要素精度误差≤10mm；

第五级的采集要求为：文物保护单位级内容A的各要素精度误差≤250mm，建筑单体级内容B的各要素精度误差≤25mm，建筑部件级内容C的各要素精度误差≤10mm，建筑构件级内容D的各要素精度误差≤5mm，建筑细部级内容E的各要素精度误差≤3mm。

其中，非几何信息包括文物建筑的基础信息、性能信息、材料信息及残损信息，其采集深度N包括五个等级，各等级的采集要求具体包括：

第一级的采集要求为：采集文物建筑的第一基础信息、第一性能信息，其具体为：

①第一基础信息：包括文物保护单位各要素的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、文物公布信息、建筑群基本情况、附属文物及历史环境要素的基本情况；

②第一性能信息：包括场地的环境基础信息，场地的水、电、气等基础设施的信息，环境监测信息。

第二级的采集要求为：采集文物建筑的第二基础信息、第二性能信息，其具体为：

①第二基础信息：文物保护单位各要素的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、文物公布信息、建筑群基本情况、附属文物及历史环境要素的基本情况；建筑单体的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、形制、重要文物藏品；

②第二性能信息：性能信息包括场地的环境基础信息，场地的水、电、气等基础设施的信息，环境监测信息，建筑单体级内部的各系统检测信息。

第三级的采集要求为：采集文物建筑的第三基础信息、第三性能信息、第三材料信息，其具体为：

①第三基础信息：包括文物保护单位各要素的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、文物公布信息、建筑群基本情况、附属文物及历史环境要素的基本情况；建筑单体的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、形制、重要文物藏品；现存各部位的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、工艺、装饰信息；

②第三性能信息：包括场地地的环境基础信息，场地的水、电、气等基础设施的信息，环境监测信息；建筑单体内部的各系统检测信息；建筑部位结构安全检测信息；

③第三材料信息：建筑各部位主要的材料名称。

第四级的采集要求为：采集文物建筑的第四基础信息、第四性能信息、第四材料信息、第四残损信息，其具体为：

①第四基础信息：包括文物保护单位各要素的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、文物公布信息、建筑群基本情况、附属文物及历史环境要素的基本情况；建筑单体的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、形制、重要文物藏品；现存各部位的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、工艺、装饰信息；现存各构件的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、形状、工种、构造、工艺、装饰信息。

②第四性能信息：包括场地的环境基础信息，场地的水、电、气等基础设施的信息，环境监测信息；建筑单体内部的各系统检测信息；建筑部位结构安全检测信息；建筑构件结构安全检测信息。

③第四材料信息：包括建筑各部位主要的材料名称；建筑现存构件的各类材料名称及其材料物理性质。

④第四残损信息：包括构件的残损类型。

第五级的采集要求为：采集文物建筑的第五基础信息、第五性能信息、第五材料信息、第五残损信息，其具体为：

①第五基础信息：包括文物保护单位各要素的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、文物公布信息、建筑群基本情况、附属文物及历史环境要素的基本情况；建筑单体的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、形制、重要文物藏品；现存各部位的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、工艺、装饰信息；现存各构件的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、类型、形状、工种、构造、工艺、装饰信息；构件细部的时间、位置、历史信息/历史环境、保存状况、照片、形状、构造、工艺、装饰信息。

②第五性能信息：包括场地的环境基础信息，场地的水、电、气等基础设施的信息，环境监测信息；建筑单体内部的各系统检测及监测信息；建筑部位结构安全检测及监测信息；建筑构件结构安全检测及监测信息；建筑细部结构安全检测及监测信息。

③第五材料信息：包括建筑各部位主要的材料信息；建筑现存构件的各类材料名称、材料物理性质及材料成分；建筑细部的各类材料名称、材料物理性质及材料成分；

④第五残损信息：包括建筑构件的残损类型及残损程度；建筑细部的残损类型及残损程度。

需要说明的是，文物建筑非几何信息各采集等级的内容不限于包括以上所述内容。

具体来说，S4中，如图2所示的是保护层级P和采集等级L的对应关系，同时展示文物建筑在各保护层级下对应的几何信息采集深度G和非几何信息采集深度N，当进行信息采集时，其过程包括：

当保护层级为一级时，确定采集等级为一级，按照文物保护单位级内容A进行第一级几何信息采集和第一级非几何信息采集；

当保护层级为二级时，确定采集等级为二级，按照文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B进行第二级的几何信息采集和第二级非几何信息采集；

当保护层级为三级时，确定采集等级为三级，按照文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C进行第三级的几何信息采集和第三级非几何信息采集；

当保护层级为四级时，确定采集等级为四级，按照文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C、建筑构件级内容D进行第四级的几何信息采集和第四级非几何信息采集；

当保护层级为五级时，确定采集等级为五级，按照文物保护单位级内容A、建筑单体级内容B、建筑部件级内容C、建筑构件级内容D、建筑细部级内容E进行第五级的几何信息采集和第五级非几何信息采集。

具体来说，如图3所示，S4中，本发明在文物建筑信息采集和存档中，针对待信息采集的文物建筑，确定其保护层级P和采集等级L，并令其几何采集深度G与非几何采集深度N与对应等级的采集等级、保护层级相同，然后依次按照对应的保护层级P的内容对文物建筑信息进行依次采集。也就是，如图4所示，其在文物建筑信息采集和存档过程中的具体步骤包括：

T1：针对待信息采集的文物建筑，确定其保护层级P和对应的采集等级L；

T2：当保护层级P＝1，即采集等级L＝1时，转至T21；当保护层级P≠1，即采集等级L≠1时，转至T3；

T21：令几何信息采集深度G＝1；

T22：令非几何信息采集深度N＝1；

T23：对文物建筑在文物保护单位级内容A开展G＝1级的几何信息采集和N＝1级的非几何信息采集；信息采集完成后转至T7；

T3：当保护层级P＝2，即采集等级L＝2时，转至T31；当保护层级P≠2，即采集等级L≠2时，转至T4；

T31：令几何信息采集深度等级G＝2；

T32：令非几何信息采集深度等级N＝2；

T33：对文物建筑在文物保护单位级内容A开展G＝2级的几何信息采集和N＝2级的非几何信息采集；

T34：对文物建筑在建筑单体级内容B开展G＝2级的几何信息采集和N＝2级的非

几何信息采集；信息采集完成后转至T7；

T4：当保护层级P＝3，即采集等级L＝3时，转至T41；当保护层级P≠3，即采集等级L≠3时，转至T5；

T41：令几何信息采集深度等级G＝3；

T42：令非几何信息采集深度等级N＝3；

T43：对文物建筑在文物保护单位级内容A开展G＝3级的几何信息采集和N＝3级的非几何信息采集；

T44：对文物建筑在建筑单体级内容B开展G＝3级的几何信息采集和N＝3级的非

几何信息采集；

T45：对文物建筑在建筑部件级内容C开展G＝3级的几何信息采集和N＝3级的非

几何信息采集；信息采集完成后转至T7；

T5：当保护层级P＝4，即采集等级L＝4时，转至T51；当保护层级P≠4，即采集等级L≠4时，转至T6；

T51：令几何信息采集深度等级G＝4；

T52：令非几何信息采集深度等级N＝4；

T53：对文物建筑在文物保护单位级内容A开展G＝4级的几何信息采集和N＝4级的非几何信息采集；

T54：对文物建筑在建筑单体级内容B开展G＝4级的几何信息采集和N＝4级的非

几何信息采集；

T55：对文物建筑在建筑部件级内容C开展G＝4级的几何信息采集和N＝4级的非

几何信息采集；

T56：对文物建筑在建筑构件级内容D开展G＝4级的几何信息采集和N＝4级的非

几何信息采集；信息采集完成后转至T7；

T6：当保护层级P＝5，即采集等级L＝5时，转至T61；

T61：令几何信息采集深度等级G＝5；

T62：令非几何信息采集深度等级N＝5；

T63：对文物建筑在文物保护单位级内容A开展G＝4级的几何信息采集和N＝5级的非几何信息采集；

T64：对文物建筑在建筑单体级内容B开展G＝5级的几何信息采集和N＝5级的非

几何信息采集；

T65：对文物建筑在建筑部件级内容C开展G＝5级的几何信息采集和N＝5级的非

几何信息采集；

T66：对文物建筑在建筑构件级内容D开展G＝5级的几何信息采集和N＝5级的非

几何信息采集；

T67：对文物建筑在建筑细部级内容E开展G＝5级的几何信息采集和N＝5级的非几

何信息采集；信息采集完成后转至T7；

T7：成果归档。

需要说明的是，本发明中采集适用性、采集对象和采集深度可依据实际情况进行调整。

本采集方法能够针对不同利益相关方的需求、不同的经济条件与技术能力，选择不同采集等级进行信息采集，满足多类型群体的实际需求。

一种电子设备，包括处理器和存储介质，存储介质存储处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器处理机器可读指令，执行的文物建筑属性信息层级化采集方法的步骤。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行所述的文物建筑属性信息层级化采集方法的步骤。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。