DB43-T 2638-2023 文物建筑属性数据采集技术规范

ICSCCS35.020L0743TechnicalSpecificationforacquisitionofarchitecturalattributedataofculturalrelicsIDB43/T2638—2023前言 12规范性引用文件 13术语和定义 1 25几何数据采集 36非几何数据采集 6 （规范性）图像信息采集技术要求及数据处理要求1 附录H（资料性）第五级非几何数据登记表 DB43/T2638—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由湖南省文物局提出并归口。本文件起草单位：湖南省文物考古研究院（湖南省文物保护利用中心）、湖南大学。本文件主要起草人：徐峰、姜猛、柳肃、张晶、李雨薇、张平、陈翚、王晓婧、贵文浩、彭凡、邹业欣、周晋、肖坚、蔡勇。DB43/T2638—2023文物建筑属性数据的采集记录是管理、保护、研究文物建筑的第一阶段工作。随着BIM与GIS等数字技术的普及，以及对数据共享和文物建筑全生命周期管理需求的日趋增长，有必要构建一种基于不同属性数据（定量和定性）颗粒度的通用采集方法。目前文物建筑数字化采集工作往往是由不同的利益相关者出于各自的目的而单独进行，存在数据不完整、数据之间难以共享互通、重复劳动等问题。本文件旨在规范采集流程与内容，采取信息分类与构件分级的策略，根据采集对象的实际情况与具体需求确定采集作业等级，分级采集获取信息，合理整合了文物档案管理、文物保护工程、文物长期监测等相关工作数据，为文物数字化建设夯实基础。DB43/T2638—20231文物建筑属性数据采集技术规范本文件规定了文物建筑几何数据采集与非几何数据采集的技术要求。本文件适用于文物建筑属性数据的采集、存档与成果制作，历史建筑可参考执行。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/T30237古代壁画病害与图示GB/T30688馆藏砖石文物病害与图示GB/T39056古建筑砖石结构维修与加固技术规范GB/T50165古建筑木结构维护与加固技术标准CH/T1004测绘技术设计规定CH/Z3017地面三维激光扫描作业技术规程CH/T3026实景三维数据倾斜摄影摄影测量技术规程CH/T9024三维地理信息模型数据产品质量检查与验收LY/T3141古建筑木构件安全性鉴定技术规范WW/T0006古代壁画现状调查规范WW/T0048近现代历史建筑结构安全性评估导则WW/T0063石质文物保护工程勘察规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。文物建筑heritagebuilding不可移动文物中的古建筑及近现代建筑。[来源：WW/T0084-2017,2.1，有修改]属性数据attributedata用于描述文物建筑及相关活动特征的信息总和。[来源：GB/T51269-2017,2.0.11,有修改]3.3几何数据geometricdata文物建筑内部和外部空间的几何表示。[来源：DBJ43/T011-2020,2.0.5,有修改]DB43/T2638—202323.4非几何数据non-geometricaldata除几何信息之外的所有信息的集合，可包括基础信息、材料信息、残损信息和性能信息。[来源：DBJ43/T011-2020,2.0.6,有修改]基础信息basicinformation采集对象的时间、位置、功能、类型、形制、结构、工艺、装饰、历史沿革等属性数据。[来源：DBJ/T15-194-2020,2.1.3,有修改]3.6材料信息materialinformation采集对象的材料类型、性能、成分、品种等相关信息。3.7残损信息pathologyinformation采集对象的残损类型、程度及原因等相关信息。性能信息performanceinformation在气候地理等外环境条件下，为了达到合适的声光热内环境和其他的功能需求，所配备的设备设施，以及所产生的能源和资源消耗信息，包括各类系统（电气系统、管道系统、暖通空调系统、安防系统、网络系统等）、能源性能、热性能、室内空气质量、用户行为、可达性等。点云数据pointclouddata以离散、规则或不规则方式分布在三维空间中点的集合构成的模型。[来源：CH/Z3017-2015,3.1.2,有修改]三维网格模型threedimensionalmeshmodel利用点云、实景影像等数据源制作的可量测的、具备实景纹理信息的地物不规则三角网结构模型。[来源：CH/T3026,3.2,有修改]4总则4.1属性数据的采集本文件不规定具体采集技术，涉及到相关采集技术的具体细节要求，须参照该技术对应的国家标准或行业标准。4.2属性数据的分类文物建筑的属性数据分为几何数据与非几何数据两类。4.3属性数据的分级根据采集对象与需求目标的不同，按照建筑构成的特点，将文物建筑属性数据采集作业等级分为五级。采集内容由粗到细逐级增加，由采集作业委托方和承担方根据文物建筑的特点与文物保护需求，确定采集等级，按相应要求获取属性数据。4.4采集对象DB43/T2638—20233第一级至第五级的采集对象为：——第一级采集对象为文物建筑与环境；——第二级采集对象为单体建筑；——第三级采集对象为建筑部位；——第四级采集对象为构成建筑部位的各个构件；——第五级采集对象为组成建筑构件的细部组件；各级采集对象的具体内容与包含关系见附录A。4.5采集内容文物建筑的属性数据采集的具体内容见表1。表1文物建筑属性数据采集内容表4.6基本原则属性数据采集应符合下列基本原则：——应遵循文物保护相关法律法规、规章制度，不得损害、破坏文物建筑本体及其周边环境；——属性数据采集应真实、准确、完整，遵循文物保护的基本原则——遵循“从整体到局部”、“从外部到内部”、“从低颗粒度到高颗粒度”的原则；——遵循“成果可追溯、可评估”的原则；——采集精度应满足实际项目的需要，兼顾经济性与采集效率。5几何数据采集5.1前期准备5.1.1现场作业前应对文物建筑基本信息进行解读、分析，明确采集的目标、范围、要点。5.1.2现场作业前宜进行现场踏勘，可包含以下踏勘内容：a)实地了解对象的地理位置、建筑现状、周边环境；b)沟通协调入户情况；c)核对已有资料的真实性和实用性。5.1.3现场作业前应按照CH/T1004的规定编写技术设计书，内容宜包括以下方面：a)项目概述、地理概况；b)已有的测绘资料情况、引用文件及作业依据；DB43/T2638—20234c)技术难点与解决方案；d)主要技术指标和规格；e)软硬件配置要求、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)提交和归档成果及其资料内容要求。5.1.4几何数据采集的仪器配置要求宜符合表2规定。表2文物建筑几何数据采集仪器配置表等 <1mm等5.2采集要求5.2.1采用表2中的设备或对应技术进行几何数据采集时，采集过程和数据处理过程应符合相关设备或技术对应的现行国家标准或行业标准。5.2.2几何数据采集过程中，涉及到图像采集等辅助记录的过程，其图像采集要求应符合附录B的规5.2.3几何数据采集过程中,需要对文物建筑的采集精度进行合理控制，具体精度要求参考5.4。5.2.4在采集条件允许的情况下，应尽量保证采集内容的完整准确，采集确实有困难时，应做好记录和备注，以便在后续条件允许时及时补充完善。5.3各级具体要求5.3.1第一级第一级几何数据采集，要求保护区划范围内建筑群的通尺寸误差应≤100mm，纹理色彩（遮挡、变形、接缝、眩光、色温、色差、阴影）须适当处理。5.3.2第二级第二级几何数据采集，要求单体建筑的通尺寸误差应≤50mm，纹理色彩（遮挡、变形、接缝、眩光、色温、色差、阴影）须适当处理。DB43/T2638—202355.3.3第三级第三级几何数据采集，要求建筑各部位的尺寸误差应≤20mm，纹理色彩（遮挡、变形、接缝、眩光、色温、色差、阴影）须适当处理，具体采集对象的内容详见附录A。5.3.4第四级第四级几何数据采集，要求建筑构件的尺寸误差应≤5mm，纹理色彩（遮挡、变形、接缝、眩光、色温、色差、阴影）须统一处理。当采集条件困难时，采集指标可酌情放宽，但不应超过标准要求精度的2倍，具体采集对象的内容详见附录A。5.3.5第五级第五级几何数据采集，要求建筑细部的尺寸误差应≤2mm，纹理色彩（遮挡、变形、接缝、眩光、色温、色差、阴影）须统一处理。当采集条件困难时，采集指标可酌情放宽，但不应超过标准要求精度的2倍，具体采集对象的内容详见附录A。5.4成果要求5.4.1文物建筑三维几何数据采集的成果包括：三维点云模型、三维网格模型等。应删减或处理模型中的人、车、非重要植被等场地要素及其它冗余信息，以突出采集主体内容，同时对数据进行轻量化处理。模型中有漏洞、破面、变形等情况，也应进行人工修复。5.4.2三维几何数据成果空间基准应采用2000国家大地坐标系和1985国家高程基准。采用地方坐标系和地方高程基准的现有成果，应与2000国家大地坐标系和1985国家高程基准建立联系。5.4.3三维几何数据成果时间基准应采用公元纪年和北京时间。5.4.4点云数据成果格式应采用通用的TXT、E57、PLY、PTS、LAS、XYZ等常用格式以及可支持AutoCAD使用的RCS、RCP等格式。5.4.5网格模型数据成果格式应采用通用的OBJ、OSGB、PLY、3DS、MAX等常用格式。5.4.6三维点云模型、三维网格模型等几何数据采集成果应符合5.4对应等级的精度要求。5.4.7成果制作完毕后，应根据实际需求及模型复杂程度，对模型精度进行合理充分的检查。5.4.8使用三维激光扫描技术得到的文物建筑整体点云模型成果应保留单站数据。5.4.9使用摄影测量技术得到的文物建筑点云模型或网格模型应保留摄影底片数据。5.4.10利用点云构建不规则三维网格模型，应采用孔填充、边修补、简化和细化、光滑处理等技术手段优化三维网格模型。5.4.11文物建筑三维几何数据成果交付内容及格式应符合表3的规定。表3文物建筑三维几何数据成果交付内容及格式），——DB43/T2638—20236MP4、AVI、WMV等6非几何数据采集6.1前期准备6.1.1现场作业前应收集、分析采集对象的相关资料，并现场初步踏勘，核对已有资料的真实性。相关资料包含下列内容：a)图像、录音和录像等资料；b)卫星影像图或地形图等能反映建筑位置信息的资料；c)历史地图、历史文献、设计图档、已有测绘图等资料；d)其他资料。6.1.2应根据采集要求，结合已有资料、实地踏勘情况及相关的规范要求，编制采集方案，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)已有的档案资料情况、引用文件及作业依据；c)技术难点与解决方案；d)各级文物建筑信息登记表；e)采集等级、采集对象、采集深度、采集范围；f)主要技术指标与规格、软硬件配置要求、作业人员配置；g)作业流程和进度安排；h)文物保护措施、安全保障措施、质量控制措施；i)成果归档要求。6.1.3检校相关仪器及附属设备，确保仪器在检校合格有效期内，仪器各部分及附件齐全，外观良好，存储卡、电池容量充足，保证拍摄仪器曝光、对焦正常。6.2采集要求6.2.1非几何数据采集时，采集和数据处理过程应符合相关设备或技术对应的现行国家标准或行业标6.2.2非几何数据采集过程中，涉及到历史资料与图像采集记录的过程，采集要求宜参考附录D-H的规定。6.2.3暂时无法获取某种非几何数据或对该数据无要求时，可不采集，但应标记为缺失或未采集，并在相应的数据登记表中标记出无对应数据项。6.3各级具体要求DB43/T2638—202376.3.1第一级第一级采集作业应获取文物建筑与环境的基础信息和性能信息。6.3.1.1第一级采集作业应获取的基础信息主要为不可移动文物记录档案1)要求的有关信息，归纳总结为以下几个方面：保护标志、保护机构现状、保护规划、地理位置、自然与安全保卫工作情况等；b)文物保护利用相关的信息，包括基本情况、价值评估、调查、发掘、保护工程、文物展示情况、保护范围、建设控制地带及建设项目控制情况；c)附属文物、历史环境要素、重要文物藏品、古树名木的相关信息；d)历史档案资料，包括设计图纸、测绘图纸和历史照片等；e)未列入上述类别的其他信息。6.3.1.2第一级采集作业应获取的性能信息为：a)场地的环境基础信息，包括地质、水文、气象（气候区划、温湿度、降水、天气现象、主导风向级频率）等资料；b)场地的水、电、气等基础设施的信息；c)环境监测信息及设备的具体位置，如温湿度、PM2.5、一氧化碳、挥发性有机化合物（VOC）、PH值、光照强度、紫外线、风向、风速、土壤水分等；d)周边交通情况，车流及人流量大小。6.3.2第二级第二级采集作业应获取单体建筑的基础信息和性能信息。6.3.2.1第二级采集作业应获取的基础信息为：a)时间，单体建筑始建时间、现存建筑建造时间；b)位置，单体建筑在建筑群中的位置；c)建筑功能，包括建筑的历史功能和现状功能；d)建筑形制，包括建筑面积、占地面积、建筑层数、开间与进深数、高度、屋架形式、屋结构形式、风格式样等；e)使用人或产权人信息；f)保存状况，包括单体建筑保存是否完整，结构和围护构件是否完好；g)历史信息，包括单体建筑历史沿革，与建筑相关的历史人物或发生的重大历史事件；h)历次维修情况，包括维修时间和维修内容；i)重要文物藏品；j)未列入上述类别的其他信息。6.3.2.2第二级采集作业应获取的性能信息要求同6.4.1.2。6.3.3第三级第三级采集作业应获取建筑部位的基础信息、性能信息和材料信息。6.3.3.1第三级采集作业应获取的基础信息为：a)时间，现存各部位的建造时间；b)位置，各部位在建筑中的位置；c)类型，建筑各部位的形式；DB43/T2638—20238d)工艺，建筑各部位的整体建造工艺；e)装饰信息，建筑各部位的主要装饰做法；f)保存状况，建筑各部位保存是否完整，有无损毁情况；g)历史信息，建筑各部位作为载体所见证的重大历史事件；h)历次维修情况，包括维修时间和维修内容；i)未列入上述类别的其他信息。6.3.3.2第三级采集作业应获取的性能信息为：a)场地内环境基础信息：要求同6.4.1.2；b)系统信息：采集建筑内部水、电、照明、消防、安防、网络等设备设施的情况及具体位置。6.3.3.3第三级采集作业应获取的材料信息为各部位的主要材料种类，大致可以分为天然石材、烧土制品、玻璃及熔融制品、胶凝材料、砂浆及混凝土、硅酸盐制品、金属、植物质材料、沥青材料、合成高分子材料及复合材料。材料的鉴别方法应符合相应的技术标准。6.3.4第四级第四级采集作业应获取建筑构件的基础信息、性能信息、材料信息和残损信息。6.3.4.1第四级采集作业应获取的基础信息为：a)时间，现存构件的制作/更换年代；b)位置，构件在建筑中所处的位置；c)类型，根据构件的工艺、形状、材料、功能、位置等要素的差异，对其进行分类；d)形状，指构件的形状；e)工种，采集对象属于大木作、小木作、油作、砖作、石作、瓦作、泥作、彩画作、铜铁作、土作中的哪一种；f)构造，构件自身的组合层次与顺序，重要的采集对象或构造做法应绘制图纸；g)工艺做法，单一材料构件的加工方法或组合材料构件的做法，重要的采集对象或工艺做法应绘制图纸；h)装饰信息，构件的装饰手法，重要的采集对象或装饰信息应绘制图纸；i)历史信息，构件直接展现出的或通过研究其形制、特征、制作工艺等要素考证出的相关信息；j)历次维修情况，包括维修时间和维修内容；k)未列入上述类别的其他信息。6.3.4.2第四级采集作业应获取的性能信息为：a)系统信息，采集建筑内部水、电、照明、消防、安防、网络等情况及相关设备、设施的具体位置；b)建筑结构安全检测信息，按相关行业规范对不同结构类型的建筑进行结构安全检测；c)监测系统信息，包括裂缝、沉降、变形、白蚁等信息及监测设备的具体位置。6.3.4.3第四级采集作业应获取的材料信息为：a)材料类别，指建筑的主要建造材料和装饰材料（抹灰、油饰），大致可以分为天然石材、烧土制品、玻璃及熔融制品、胶凝材料、砂浆及混凝土、硅酸盐制品、金属、植物质材料、沥青材料、合成高分子材料及复合材料，材料的鉴别方法应符合相应的技术标准，宜绘制图纸表达构件材料种类；b)材料产地；c)材料性能，获取各类材料的主要物理、化学性能，测定方法应符合相应的技术标准。6.3.4.4第四级采集作业应获取的残损信息为：DB43/T2638—20239a)残损类型，指材料的裂纹和变形、材料缺失、变色和沉积物、生物侵蚀、风化等病害现象，应运用科学办法进行残损勘察，并绘制相关图纸；文物等特殊对象的图示方法应符合GB/T30237、GB/T30688、WW/T0006、WW/T0063等b)残损原因；c)残损程度，量化残损程度，如长度、宽度、面积、构件的完整度（截面缺失百分比）等信息，宜绘制图纸直观表达残损程度。6.3.5第五级第五级采集作业应获取构件细部的基础信息、性能信息、材料信息和残损信息。6.3.5.1第五级采集作业应获取的基础信息为：a)时间，构件细部的制作/更换年代；b)位置，构件细部所处的位置；c)形状，指构件细部的形状；d)构造，构件细部的组合层次与顺序，重要的采集对象或构造做法应绘制图纸；e)工艺做法，构件细部的加工方法或组合方式，重要的采集对象或工艺做法应绘制图纸；f)装饰信息，构件细部的装饰手法，重要的采集对象或工艺做法应绘制图纸；g)历史信息，构件直接展现出的或通过研究其形制、特征、制作工艺等要素考证出的相关信息；h)历次维修情况，包括维修时间、维修内容和具体修缮措施；i)未列入上述类别的其他信息。6.3.5.2第五级采集作业应获取的性能信息a)系统信息，要求同6.4.4.2中a）；b)建筑结构安全检测信息，要求同6.4.4.2中b）；c)监测系统信息，要求同6.4.4.3中c）。6.3.5.3第五级采集作业应获取的材料信息为：a)材料类别，要求同6.4.4.3中a）；b)材料产地，要求同6.4.4.3中b）；c)材料性能，要求同6.4.4.3中c）；d)材料成分，各类材料的具体品种、复合材料的配比。6.3.5.4第五级采集作业应获取的残损信息为：a)残损类型，要求同6.4.4.4中a）；b)残损原因，要求同6.4.4.4中b）；c)残损程度，要求同6.4.4.4中c）。6.4成果要求6.4.1成果内容文物建筑非几何数据采集成果内容应符合表4的规定。DB43/T2638—2023表4文物建筑非几何数据采集成果内容●●●●●●●●●●●●●●●◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎○○○○○6.4.2成果要求6.4.2.1非几何数据采集成果应符合下列通用要求：a)采集原始资料的处理包含数据整理、表格编制、图像和影音数据优化处理、纸质资料电子化等工作内容；b)文本资料、文献、图片、图纸可通过采集、扫描、文字录入、描绘等电子化方式收集和处理，文本、表格文件应保存为PDF、XML、TXT等通用格式；c)采集过程涉及的所有实验报告、监测报告及检测报告等应电子化；d)电子化的资料应进行分类和建立索引；e)文件夹宜按照“编号_文物保护单位名称_资料类别”的格式命名；电子化的资料文件宜按照“编号_文物保护单位名称_资料类别_资料序号”的格式命名；编号应根据文物保护单位公布后的编号。6.4.2.2非几何数据信息登记表编制可参考附录D-H。6.4.2.3图像成果要求6.4.2.3.1图像采集应完整、清晰，易识别，应为PNG、JPG、TIF等通用格式，电子化的图片、图像精度不应低于300dpi，单张图像分辨率不小于2000万像素。6.4.2.3.2应尽可能完整地拍照记录采集对象，并收集相应的历史照片，各级具体要求如下：a)第一级，应采集各个整体外立面、多角度鸟瞰照片；b)第二级，应采集单体建筑各个外立面、屋顶照片、多角度鸟瞰照片；c)第三级、第四级、第五级，应适当反映对象之间的连接方式、相对位置。6.4.2.3.3应拍照记录各级采集内容的如下类别信息：a)第一级，保存现状、保护区划界桩、保护标志、附属文物、历史环境要素及古树名木的相关信b)第二级，屋架形式、屋顶形式、结构形式、风格式样、保存状况、历史信息历次维修情况、重要文物藏品；DB43/T2638—2023c)第三级，类型、工艺、装饰信息、保存状况、历史信息、历次维修情况；d)第四级，类型、形状、构造、工艺做法、历史信息、历次维修情况、残损类型；e)第五级，形状、构造、工艺做法、装饰信息、历史信息、历次维修情况、残损类型、残损程度。6.4.2.4图纸成果要求图纸成果应符合下列规定：a)保护区划底图宜为1:500的数字线划图，若该片区无1:500的数字线划图（DLG），也可选用比例尺不小于1:2000的数字线划图或数字正射影像(DOM)；b)文物建筑重要节点详图和记录材料信息、残损信息所绘制的各类图纸应电子化，图形文件应保存为DWG、DXF等通用矢量文件格式。6.4.2.5影音信息成果要求影音信息的成果应符合下列规定：a)音频文件宜储存为MP3、WAV等通用格式；视频文件宜储存为MP4、AVI等开源、通用格式；b)音频编码速率不宜低于128Kpbs，采样率不宜低于22kHz，视频编码速率不宜低于2Mpbs，分辨率不宜低于720p；c)语音清晰，无明显杂音；影像清晰，无明显抖动；d)无冗余、无效信息。DB43/T2638—2023各级采集作业具体对象表A.1各级采集作业具体对象墙柱DB43/T2638—2023表A.1各级采集作业具体对象（续）柱梁枋斗翘栱昂升DB43/T2638—2023表A.1各级采集作业具体对象（续）罩门窗椽檩DB43/T2638—2023表A.1各级采集作业具体对象（续）DB43/T2638—2023图像信息采集技术要求及数据处理要求B.1图像信息采集技术要求图像信息采集的技术要求应符合下列规定：a)宜选择在光线柔和、分布均匀的天气下采集，避免在光线反差过高或逆光的条件下采集，避免在能见度过低或光线过暗的条件下采集；采集光线不足时，可进行补光；光比过大时可使用HDR采集技术。b)采集方向应接近采集面中心点的法向，避免透视过大的采集视角；因建筑体量过大或受限于采集空间时，可采用移轴镜头或后期处理的方法减轻透视。c)宜一次性获取采集对象的全部信息；当条件不允许时，可采用照片拼接合成的方式获取图像信d)宜遵循“先整体后局部”的原则采集图像，图像分辨率不应小于1920×1080像素。e)采集图像应尽量避免障碍物遮挡，无法避免时采用多角度采集相关信息。f)采集图像应具有位置信息，且有一定的重叠和关联，或有明显的参照物。g)周边环境和屋顶信息宜采用无人机空中采集，对于有空域限制或周边环境限制无法航拍的，可采用全景采集、数码相机环拍。B.2图像信息的处理要求图像信息的处理应符合下列规定：a)图像出现曝光过度、曝光不足、阴影、相邻图像间的色彩差异等现象时，应进行色彩调整，保持图像反差适中、色彩一致。b)使用色卡时，应参照色卡进行色彩调整。c)因视角或镜头畸变引起变形影响使用时，应对图像变形部分作纠正处理。d)处理后的图像应与实际情况相符，具实反映实际材质的图案、质感、颜色及透明度。e)图像出现明显的遮挡时，应对图像进行后期处理。f)应将处理后的图像转换为常用格式，格式应符合附录C的规定。DB43/T2638—2023文物建筑数字化成果格式和命名表C.1几何数据数字化成果格式和命名要求—等TIFF等常用图像格式，视频应为MP4、AVI等常用视—等—TIF