《Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage》:A Diachronic Approach to Scan-to-BIM Modelling: HBEP Protocols for the Stratigraphic Analysis of the Church of San Benedetto in Salerno
编辑推荐:
•提出了一种 HBIM(遗产建筑信息模型)方法,用于管理分层遗产的历时演化。•引入遗产 BIM 执行计划(HBEP),作为可复制的管理规程。•将第四维(4D)向后重新定义为一种分析性的虚拟发掘过程。•将 NorMaL 病理映射整合进三维构件,并实现自动化的费用调度。•勘察、地
- •
提出了一种 HBIM(遗产建筑信息模型)方法,用于管理分层遗产的历时演化。
- •
引入遗产 BIM 执行计划(HBEP),作为可复制的管理规程。
- •
将第四维(4D)向后重新定义为一种分析性的虚拟发掘过程。
- •
将 NorMaL 病理映射整合进三维构件,并实现自动化的费用调度。
- •
勘察、地层学与病害诊断汇聚为一个单一的操作管理模型。
引言
近几十年来,建筑遗产的保护与管理经历了深刻变革,从孤立的物理性保存行为转向多学科、数据驱动的方法(Penjor and Banihashemi, 2024)。数字化记录不再局限于几何形态的复制,而是日益致力于涵盖并传递内嵌于历史肌理之中、赋予身份认同的无形价值(Shim et al., 2024)。从这一视角看,数字化勘察与建模并非单纯的技术演练,而是一种诠释行为:记录历史建筑,就是使其遗留痕迹重新变得可读,并将其重新嵌入一个可获取、可交流的语义系统之中(Hutson, 2024)。历史建筑并非静止的物体,而是持续演化的生命有机体,是复杂变迁过程的产物;其正确管理取决于认识和诠释其层叠历史的能力(Historic England, 2017)。这一认识不仅对修复决策至关重要,对长期设施管理与保护规划同样关键(UNESCO, 2013)。
尽管数字工具与政策框架日益丰富——包括《2020–2030 年欧洲文化议程》通过共享数据空间与公私合作推动文化遗产数字化(European Commission, 2018)——但在全球范围内,历史资产的保存、建筑价值提升与有效管理仍存在显著缺陷(UNESCO, 2023)。在此背景下,遗产建筑信息模型(HBIM)已成为一个强大的框架,用于将几何、历史与材料数据整合进单一操作环境。
然而,在时间的数字化表征方面仍存在重大缺口:参数化建模软件最初是为优化新建工程与工业流程而开发的,并不原生支持传达历史建筑历时演化所需的逻辑(Brumana et al., 2018)。历史阶段的信息化转译仍难以在数字模型中找到有机而结构化的整合方式,这限制了其在层积分析与循证修复中的效用。
本文针对该缺口提出了一种历时 HBIM 方法,并以专门的遗产 BIM 执行计划(HBEP)作为支撑——这是一套结构化操作规程,用于治理分层建筑遗产的认知、设计与管理过程。HBEP 对第四维——时间——进行了再诠释:不像传统 BIM 中作为施工调度工具,而是作为一件分析工具,用于透过建筑的层叠变迁逆向追溯其"生平史"。
该方法被应用于意大利坎帕尼亚大区萨莱诺的圣贝内代托教堂(图 1)——一座由伦巴第人建立的修道院建筑群,层积复杂度极为突出:从被萨拉森人毁坏、罗马式重建,到彻底改造为剧院、军事军营,最终又经由建筑师埃齐奥·布鲁诺·德·费利切的著名"再修复"干预而恢复为礼拜场所。这种历史密度使该建筑成为检验一种能够管理"过去时间第四维"复杂性的数字建模方法的理想试验场。
本研究围绕四个主要阶段展开:(i) 对 HBIM 标准、历时方法与既往案例的现状进行综述;(ii) 案例的数字勘察与 Scan-to-BIM 建模;(iii) 在 HBIM 环境中定义并应用历时建模方法;以及 (iv) 对当前保护状态进行批判性分析,最终生成一个面向管理的建筑数字复刻体。
章节摘录
从 BIM 到 HBIM:范式转换与标准
建筑信息模型(BIM)最初被构想为优化新建建筑的设计、施工与运营的工具,遵循"由模型到实体建造"的路径;而 HBIM 则从根本上颠倒了这一范式:它从实体构件出发走向数字模型,遵循所谓"逆向建模"的路径(Guidi et al., 2010)。对层积建筑遗产的分析需要一种系统性且跨学科的方法。
案例研究:萨莱诺的圣贝内代托教堂
圣贝内代托教堂坐落于萨莱诺历史核心区的圣贝内代托街,紧邻该市省立考古博物馆(图 2),作为验证本研究所提方法的范例案例。该遗址最初属于一座重要的伦巴第人修道院建筑群,最早可追溯至公元 818 年有文献记载(Peduto, 2024)。选择该遗址基于三项相互关联的主要标准,凸显其适用于高级数字……
遗产 BIM 执行计划(HBEP)
作为本研究的主要方法学贡献,遗产 BIM 执行计划(HBEP)充当一项关键的操作规程,旨在弥合僵化、面向未来的工业软件与层积建筑遗产追溯性、复杂性需求之间的数字鸿沟(Historic England, 2017)。在这一框架下,记录并不被视作中立的登记行为,而被理解为一种涵盖选择、表征与传播的诠释过程,在此过程中……
历时 HBIM 模型:地层层与参数化逻辑
这种参数化丰富性将模型从"数字影子"转化为一种操作管理工具。为证明该框架的实证有效性,该方法被部署于圣贝内代托教堂,产出一个统一的 HBIM 数据库,将度量的精确性与遗产管理的多维逻辑联结起来。所生成的模型涵盖教堂的全部体量,基准 LOD 为 200/300,其中中殿左侧包体发展至 LOD……
讨论
本研究的主要方法学贡献在于在建筑地层学与参数化 BIM 之间建立了互操作性。通过在 Autodesk Revit 中系统化表征时间的推移以及历史建造与拆除周期的管理,HBEP 规程为修复专业人员提供了一种立足于经量化、具有空间参照的科学数据而非单纯审美直觉的诊断工具。该集成……
结论
本文提出了一种历时 HBIM 方法以及配套的 HBEP 规程,用于对高度层积的建筑遗产进行整合管理,并应用于萨莱诺的圣贝内代托教堂。研究证明,BIM 的第四维——时间——可以被重新分析性地使用,作为一种虚拟考古工具,从而实现对建筑的结构化解读,将其视为一部层叠共存、相互作用并彼此启示的叠刻本(palimpsest)。
主要……
CRediT 作者贡献声明
Mariarosaria Villani:监督、验证、项目管理。Rocio Alejandra Reynoso:构思、形式化分析、调查、方法学、资源、软件、可视化、初稿撰写。Clara Amoedo:监督、验证。Sara Antinozzi:数据整编、方法学、项目管理、构思、调查、审稿与编辑、监督。
未引用参考文献
Banfi et al., 2019; Yu et al., 2025; Cocchieri, 2006; García-Valldecabres et al., 2021; Russo et al., 2011; UNI, 2004; ISO, 2018; Manzelle and Trovó, 2022; Organizacion de las Naciones Unidas para la Educación la Ciencia y la Cultura, 2013; Dell'Amico and Dellabartola, 2025; Parrinello, 2024a.
利益冲突
作者声明不存在任何可能影响本文所报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文所报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究在萨莱诺大学(UNISA)与科尔多瓦国立大学(UNC)之间的双学位项目框架下开展。
作者感谢萨莱诺大学土木工程系"模型实验室——面向环境与文化遗产的勘察与地理制图"为本次历史建筑数字化勘察提供不可或缺的技术资源与设备。
Rocio Alejandra Reynoso|Mariarosaria Villani|Clara Amoedo|Sara Antinozzi