综述:沉浸式技术与数字孪生在建筑遗产中:知识结构与应用路径的科学计量综述(2007–2025)

《Buildings》:Immersive Technologies and Digital Twins in Architectural Heritage: A Scientometric Review of Knowledge Structures and Application Pathways (2007–2025)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月03日 来源:Buildings 3.4

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  沉浸式技术和数字孪生为建筑遗产的记录、阐释和保护提供了新的机遇。然而,这一跨学科领域的知识结构和演化路径仍未被充分理解。本研究利用CiteSpace对2007年至2025年间发表的273篇文章进行了科学计量分析,以探究出版趋势、合作网络、共被引结构和关键词演化

  
沉浸式技术和数字孪生为建筑遗产的记录、阐释和保护提供了新的机遇。然而,这一跨学科领域的知识结构和演化路径仍未被充分理解。本研究利用CiteSpace对2007年至2025年间发表的273篇文章进行了科学计量分析,以探究出版趋势、合作网络、共被引结构和关键词演化。结果表明,建筑遗产中沉浸式技术与数字孪生的研究已从数字记录和可视化发展为集成化信息管理与智能保护。该领域的知识基础主要围绕三个相互关联的领域构建:三维数据采集、历史建筑信息模型(HBIM)和数字孪生支持的保护管理。合作与共被引分析揭示了一个跨学科的知识基础,涵盖建筑保护、建筑信息学、遥感、计算机科学和人机交互,但也表明合作结构相对分散。关键词演化进一步表明,从摄影测量和虚拟现实向HBIM、扩展现实、物联网和数字孪生应用的转变。基于这些发现,本研究提出了一个初步的跨领域技术适应框架,以组织数据采集、语义信息建模、沉浸式交互、数字孪生分析和面向遗产的应用之间的潜在关系。该框架代表概念性综合而非经过验证的技术转移模型,为未来的实证研究和可持续建筑遗产保护提供了方向。
1. 引言

建筑遗产包含历史及传统建筑、乡土建筑、考古遗迹、遗产结构以及其中蕴含的空间、材料和建造知识。这些资产构成了建筑史、地域认同、工程知识和文化延续的重要记录。然而,它们日益受到材料退化、结构老化、环境变化、自然灾害、城市转型以及传统建造知识逐渐丧失的威胁。传统的记录方法,包括二维图纸、照片、文字记录和静态档案,仍然是遗产保护的基础,但往往不足以表示复杂的几何形状、随时间变化的条件、建造顺序、空间关系和隐含的工艺知识。因此,能够支持更详细记录、阐释、监测和保护决策的数字技术在建筑遗产研究和实践中变得日益重要。

建筑遗产的数字化转型涉及多个互补但概念上不同的技术层。摄影测量(photogrammetry)、地面激光扫描(terrestrial laser scanning)、无人机(UAV)和点云处理支持遗产资产的几何采集和状况记录。历史建筑信息模型(HBIM)在结构化数字模型中组织几何、语义、历史和材料信息。沉浸式技术——包括虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)和扩展现实(XR)——提供交互式界面,用户可通过其可视化、导航、阐释和参与遗产环境。数字孪生(digital twins)通过状态更新、监测、分析、预测以及在更成熟的实现中提供反馈或决策支持,在物理遗产资产与数据驱动的数字表示之间建立持续关系。这些技术可能在同一个遗产项目中集成,但不应被视为可互换。

这些技术的应用已扩展到高精度记录、扫描到HBIM(scan-to-HBIM)、虚拟重建、结构和环境监测、预防性保护、风险评估、修复规划、公众阐释、旅游、教育和工艺导向学习。这一交叉领域的研究现已涵盖建筑学、土木工程、遥感、计算机科学、考古学、遗产研究、教育学和环境工程。然而,由此产生的文献在概念和方法上仍较为分散。沉浸式界面、信息模型、仿真平台和数字孪生常被归入“数字技术”的广义范畴,尽管它们的技术功能和证据要求不同。类似地,几何精度、语义完整性、结构性能、可用性、临场感、学习成就和保护有效性等评价指标,尽管代表性能的不同维度,有时也被放在一起讨论。

与建造相关的工艺,包括木框架、榫接、木工、砌筑和构件组装,是建筑遗产数字化中重要但更专业化的子领域。只有当它们直接与建成遗产的记录、阐释、保护、维护或传承相关时,才属于本研究的范围。这一边界是必要的,因为更广泛的非物质文化遗产领域包含许多与建筑建造无关的实践。尽管沉浸式技术在表示建造顺序和支持情境学习方面具有巨大潜力,但这些方法在多大程度上得到了实证评估并与HBIM或数字孪生系统系统性集成,目前尚不清楚。

科学计量分析(scientometric analysis)和科学知识图谱为研究复杂且跨学科领域的发展提供了有效方法。通过分析出版趋势、合作网络、共被引关系、关键词结构和主题演化,这些方法可以识别有影响力的贡献者、知识基础、主要研究社区和新兴研究方向。本研究使用CiteSpace 7.0.R0(64位高级版;陈超美,费城,宾夕法尼亚州,美国)进行科学计量分析和知识图谱可视化。它支持网络可视化、共被引聚类、时间映射和突现检测。现有的综述和知识图谱研究已分别考察了沉浸式技术、HBIM、数字孪生或更广泛的数字遗产研究。然而,在建筑遗产范围内专门针对沉浸式技术和数字孪生的集成化科学计量评估仍然有限。此外,宽泛的搜索策略可能引入来自医学、制造业、服装、通用教育或非建筑文化遗产的不相关研究,从而模糊建筑遗产领域的知识结构。

另一个方法论问题涉及科学计量网络的解释。共现、共被引和聚类可以揭示知识关联、主题邻近性和新兴研究社区,但它们本身并不能证明一项技术已被成功转移、适应并在遗产环境中得到验证。技术适应应得到关于原始方法、遗产特定修改、应用背景和相应评价结果的可追溯证据的支持。因此,本研究用更谨慎的“应用路径”(application pathways)概念取代了经过验证的“跨领域技术适应”这一较强概念,指的是数据采集、语义信息建模、沉浸式交互、数字孪生分析以及面向遗产的结果之间可能连接的关系。

本研究做出三项主要贡献。首先,基于修订的搜索策略、相关性筛选、元数据清洗、作者姓名标准化和明确报告的CiteSpace参数,提供了一个更透明、可重复的科学计量工作流程。其次,区分了沉浸式技术、HBIM、静态数字模型和数字孪生的功能角色,从而减少了现有文献中的概念模糊性。第三,开发了一个初步的应用路径综合框架,将数据采集、语义信息建模、沉浸式交互、数字孪生监测与分析、以及建筑遗产成果联系起来。该综合框架旨在组织现有证据并识别未来研究机会;它并非作为经过外部验证的理论框架提出。

本文其余部分组织如下。第2节定义概念范围、数据来源、搜索和筛选程序、数据清洗方法以及科学计量参数。第3节呈现关于出版发展、学科分布、合作网络、共被引结构、关键词模式和主题演化的结果。第4节讨论主要知识结构,区分沉浸式技术、HBIM和数字孪生的角色,开发初步的应用路径综合框架,并考察启示、证据缺口和研究局限性。第5节总结主要结论并提出未来建筑遗产研究的优先方向。

2. 数据与方法

2.1. 数据来源与选择过程

文献记录于2026年7月16日从Web of Science核心合集(科睿唯安,伦敦,英国)检索获得。选择Web of Science核心合集是因为它提供了标准化的书目元数据、机构和作者信息、参考文献字段以及与科学计量和共被引分析兼容的文档级标识符。最终数据集包含科学引文索引扩展版(SCI-EXPANDED)、新兴来源引文索引(ESCI)、艺术与人文引文索引(A&HCI)和社会科学引文索引(SSCI)中索引的记录。由于个别期刊可能被多个数据库索引,相应的索引计数并非互斥。

文献类型限制为Article。检索过程中未施加语言限制,以避免排除以英语以外语言发表的具有区域重要性的建筑遗产研究。检索窗口最初设置为2006-2025年。然而,2006年没有符合条件的文章发表;因此,本综述中分析的有效时间段为2007-2025年。

为使数据集与研究修订后的范围一致,搜索策略要求每条记录至少包含一个沉浸式技术或数字孪生术语,以及至少一个建筑遗产术语。最终的主题查询表述如下:TS = ((“virtual reality” OR “virtual environment*” OR “augmented reality” OR “mixed reality” OR “extended reality” OR “digital twin*” OR “immersive technolog*”) AND (“architectural heritage” OR “built heritage” OR “historic building*” OR “historical building*” OR “heritage building*” OR “heritage architecture” OR “traditional building*” OR “traditional architecture” OR “vernacular architecture” OR “historic structure*” OR “historical structure*” OR HBIM OR (“intangible cultural heritage” OR “traditional craft*” OR “construction craft*” OR “building craft*” OR “architectural craftsmanship”) AND (“timber frame*” OR “timber structure*” OR “timber joint*” OR “mortise and tenon” OR “mortise-and-tenon” OR dougong OR carpentry OR masonry OR “wood construction” OR “building assembly” OR “traditional construction” OR “architectural construction”)) 。识别和筛选过程使用PRISMA风格工作流程进行记录,以确保透明度和可重复性。书目数据于2026年7月16日从Web of Science核心合集检索,初始时间跨度设为2006-2025年。检索得到304条源记录。随后应用以下筛选和清洗程序:

1. 重复检查:比较DOI字段、Web of Science入藏号和标准化标题以识别重复出版物。未检测到完全重复的源记录。

2. 时间范围验证:排除了3条分配给2026年的早期访问记录,因为它们超出了预定义出版期。

3. 范围筛选:手动审查标题、摘要、作者关键词和Keywords Plus以评估主题相关性。排除了28条与建筑遗产、历史或传统建筑、遗产结构或建造相关工艺无关的记录。

经过这些程序,保留了273篇文章用于最终科学计量分析。尽管初始搜索期始于2006年,但该年没有符合条件的文章发表;因此,有效分析期为2007-2025年。273篇收录文章的完整元数据和参考文献以纯文本格式导出,用于描述性分析和CiteSpace处理。

对作者共被引分析进行了额外清洗。共移除了402条归属于“[Anonymous]”的参考文献条目,但未删除其出现的源文章。此外,标准化了172个高置信度的被引作者姓名变体,以减少因缩写、标点和拼写差异造成的碎片化。共享相同姓氏和首字母的模糊作者在缺乏足够证据的情况下未进行合并。初始相关性筛选由第一作者进行,随后由第二作者审查。分歧通过讨论解决。由于筛选未独立并行进行,未计算评价者间一致率统计量。完成的PRISMA 2020检查表见补充表S2。

2.2. 研究方法

按照2.1节描述的筛选过程(根据PRISMA 2020系统综述声明进行),对最终273篇文章的数据集进行了数据清洗和预处理,以提高元数据一致性并确保后续科学计量分析的可靠性。系统综述中包含的273项研究的特征总结于补充表S1。此程序侧重于减少书目信息中的结构噪声,而非进一步细化数据集的主题范围。

首先,检查了基本元数据(包括作者、机构、出版年份、关键词、来源期刊和参考文献)的完整性和一致性。交叉核对DOI信息、Web of Science入藏号和文章标题以确保记录一致性。未识别出重复记录。随后标准化了作者姓名和机构隶属关系,以减少因缩写、简写和命名格式差异造成的碎片化。

其次,进行关键词标准化以提高共现分析中的语义一致性。在适当情况下统一了单复数形式、缩写、拼写差异和密切相关的表达,同时保留了概念上不同的术语,如虚拟现实(virtual reality)、HBIM和数字孪生(digital twins),以避免误导性的概念合并。

第三,对作者共被引分析进行了额外清洗。共移除了402条归属于“[Anonymous]”的参考文献条目,因为它们无法可靠地分配给可识别作者。同时,标准化了172个高置信度的被引作者姓名变体,以减少作者碎片化。在缺乏足够证据的情况下未合并模糊的作者身份。然后将清洗后的数据集导入CiteSpace,用于后续的合作、共被引和关键词分析。

为揭示建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生的知识结构、演化模式和新兴研究趋势,本研究采用CiteSpace 7.0.R0(64位高级版)作为主要科学计量分析工具。选择CiteSpace是因为它集成了多种文献计量功能,包括合作网络分析、共被引分析、关键词共现分析、时间演化可视化和引文突现检测,能够系统性地调查跨学科领域内的知识结构和研究前沿。

2.3. 文献计量分析工具:CiteSpace

使用2007年至2025年间发表的273篇出版物的清洗后数据集进行分析。公共参数配置如下:时间切片设置为2007年至2025年,每年一个切片;节点选择标准设置为每切片Top 50;修剪方法Pathfinder用于简化网络复杂性,同时保留基本结构关系。分析的节点类型包括国家/地区、机构、作者、被引参考文献、被引作者、被引期刊和关键词。

对于网络解释,进行合作分析以识别主要贡献者以及国家、机构和作者之间的合作关系。进行共被引分析以揭示该领域的知识基础和影响力知识来源。应用关键词共现、时间线图、时区图和突现检测分析来识别研究热点、主题演化和新兴方向。

聚类标签使用对数似然比(LLR)算法生成,随后根据每个聚类中的代表性文章和高频术语进行审查。网络特征使用结构指标进行评估,包括网络密度、模块度Q和加权平均轮廓值。这些指标被解释为所选CiteSpace参数下网络组织和聚类一致性的描述性度量,而非显著性统计检验或外部有效性。

合作、共被引和基于关键词的分析相结合,提供了建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生的发展轨迹、知识结构和应用路径的全面映射。

3. 结果

3.1. 出版统计

3.1.1. 出版量分析

图2展示了2007年至2025年建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生研究的年度出版产出。总体而言,出版趋势显示出逐渐增加,表明数字技术与建筑遗产保护整合的研究兴趣正在扩大。为描述方便,根据年度出版变化可将出版轨迹分为四个阶段。

阶段1(2007-2016年):初始探索阶段。在此期间,出版物数量相对较低,年产出通常在1到5篇之间。研究主要集中于数字可视化、虚拟重建和三维记录在遗产背景下的初步应用。有限的出版产出反映了数字方法在建筑遗产记录和表示方面的早期探索。

阶段2(2017-2020年):逐步增长阶段。从2017年到2020年,年出版物从7篇增加到15篇。这一增长与HBIM、虚拟现实、摄影测量和数字建模等技术在遗产研究中的应用日益增多相对应。这一时期的研究逐渐从数字表示扩展到信息管理和交互式可视化。

阶段3(2021-2023年):快速扩展阶段。2021年后出版产出显著增加,2021年达到23篇,2022年29篇,2023年43篇。这一增长反映了沉浸式技术、HBIM和数字孪生概念在建筑遗产研究中的整合增强。此阶段的研究涵盖了数字记录、虚拟重建、保护评估和遗产信息管理。

阶段4(2024-2025年):持续发展阶段。出版量继续增加,2024年达到48篇,2025年65篇。该领域未达到稳定平台期,而是保持了增长趋势,表明研究活动仍在扩大。近年研究日益聚焦于数据采集、语义建模、沉浸式交互和基于数字孪生的监测方法的整合。

总之,建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生的研究已从早期技术探索发展到更广泛的跨学科应用。2021年后出版物的持续增加表明数字技术与遗产保护之间关系受到越来越多的学术关注。未来研究可能进一步探讨标准化数据框架、HBIM与数字孪生之间的互操作性以及实际遗产应用的评估方法。

3.1.2. 出版类别分析

表1展示了2007年至2025年排名前15的出版类别。类别分布表明该研究领域涉及多个学科,包括工程学、建筑学、遥感、考古学和计算机科学。

在已识别的类别中,土木工程(Engineering, Civil)排名第一,有71篇出版物,其次是建筑与建造技术(Construction & Building Technology,62篇)和建筑学(Architecture,44篇),表明工程和建筑学科构成了该领域的主要知识基础。这些类别与遗产记录、HBIM开发、结构评估和数字信息管理密切相关。

人文学科相关类别,包括人文科学多学科(Humanities, Multidisciplinary,43篇)和考古学(Archeology,19篇),展示了沉浸式遗产研究的文化和历史维度。这些领域的研究主要集中于遗产阐释、虚拟表示和公众参与。

技术导向类别,如遥感(Remote Sensing)、计算机科学跨学科应用(Computer Science, Interdisciplinary Applications)和计算机科学信息系统(Computer Science, Information Systems),突显了数据采集、计算方法和数字建模日益增长的作用。摄影测量、激光扫描和三维重建为遗产记录和建模提供了重要技术支持。

同时,与材料科学(Materials Science)、环境科学(Environmental Sciences)以及绿色与可持续科学技术(Green & Sustainable Science & Technology)相关的类别表明数字遗产研究正向材料保护、环境评估和可持续管理扩展。总体而言,类别分布证实了建筑遗产中的沉浸式技术和数字孪生是一个整合工程学、建筑学、遗产研究和信息技术的跨学科研究领域。

3.2. 合作网络

进行合作分析以考察建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生领域内机构、国家和作者之间的合作关系。通过可视化合作网络,该分析识别了主要贡献者、知识交换模式以及不同地区和组织的科研活动分布特征。

3.2.1. 机构合作分析

表2展示了机构合作网络中排名前15的机构,包括出版数量、中介中心性值和首次出现年份。结果显示研究活动分布在欧洲和亚洲,多个机构在该领域形成活跃的合作节点。

米兰理工大学(Polytechnic University of Milan)以18篇出版物排名第一,其次是塞维利亚大学(University of Sevilla,8篇)、博洛尼亚大学(University of Bologna,7篇)和瓦伦西亚理工大学(Universitat Politècnica de València,7篇)。这些机构在沉浸式技术、数字记录、HBIM和遗产保护研究方面表现出实质性参与。意大利和西班牙的大学在高排名机构中占相当比例,反映了欧洲研究团体在建筑遗产数字化方面的强参与。

中国机构在该领域的参与度也在增加。北京建筑大学(Beijing University of Civil Engineering and Architecture)以7篇出版物排名第五,而香港科技大学(Hong Kong University of Science and Technology)和同济大学(Tongji University)出现在前15名机构中。其研究活动主要集中于数字记录、三维重建、结构评估和基于信息的遗产保护。

在中介中心性方面,包括香港科技大学(0.03)和米尼奥大学(Universidade do Minho,0.03)在内的几个机构显示出相对较高的网络连接性,表明它们在连接不同合作团体方面可能发挥的作用。然而,整体中心性值仍然相对较低,表明该领域的机构合作仍是分布式的,而非集中于少数主导枢纽。

总体而言,机构合作网络展示了一个涉及欧洲和亚洲机构的地理多样化研究结构。当前合作模式主要集中于数字建模、沉浸式可视化和遗产保护实践的整合,而更广泛的国际合作仍是未来发展的重要方向。

机构合作网络旨在识别建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生领域研究组织之间的合作模式和主题结构。如图3所示,该网络呈现出清晰的聚类结构,模块度Q值为0.9275,加权平均轮廓值为0.9364,表明聚类间分离度高且内部一致性高。

机构合作网络揭示了几个具有不同主题导向的研究社区。“文化遗产保护实践”(#0)代表沉浸式技术在遗产保护中的应用导向方向。塞维利亚大学、同济大学、上海交通大学和巴里理工大学等机构为该聚类做出贡献,聚焦于将数字方法整合到遗产记录、修复支持和保护管理中。该聚类反映了数字技术从可视化工具向实际保护工作流程的转变。

“数字记录”(#1)聚焦于遗产信息的采集、组织和表示。伦敦大学、伦敦大学学院、爱丁堡大学和香港科技大学等机构与此研究方向相关,强调三维记录、数字建模和基于信息的历史建筑表示。这些研究为后续的沉浸式可视化和数字孪生应用提供了必要的数据基础。

“生成纹理模型”(#2)突显了三维重建和视觉建模在建筑遗产研究中的作用。香港中文大学、北京建筑大学、清华大学和东南大学等机构为此聚类做出贡献,聚焦于纹理模型生成、数字重建和表示复杂遗产环境的可视化技术。

“结构健康监测”(#7)代表数字技术与结构评估和性能评价的整合。亚琛工业大学、萨拉曼卡大学和米兰理工大学等机构参与此聚类,探索与结构监测、条件评估和数据支持的历史建筑保护决策相关的方法。

总体而言,机构合作网络表明当前研究活动围绕四条主要路径组织:遗产保护实践、数字记录、三维模型生成和结构健康监测。这些聚类展示了技术发展和应用场景的不同重点。未来研究可能受益于加强这些社区之间的联系,将数字记录、沉浸式交互、结构监测和基于数字孪生的管理整合到更全面的遗产保护工作流程中。

3.2.2. 区域合作分析

图4展示了建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生研究的国家/地区合作网络。该网络的特点是欧洲的强势存在,同时亚洲、北美和中东也有活跃贡献。节点大小代表出版产出,而中介中心性表示国家或地区在合作网络中的潜在桥梁位置。

如表3所示,意大利的出版物数量最多(72篇),其次是西班牙和中国,各45篇。意大利的高产出反映了其在HBIM、数字记录、虚拟可视化和面向保护的信息管理方面的持续参与。代表性研究包括HBIM与虚拟工具在历史建筑管理中的整合,以及遗产建筑数字孪生方法的开发。

西班牙将相对较高的出版产出与可观的中介中心性(0.49)相结合。西班牙的研究涵盖沉浸式重建、基于HBIM的信息存储库、实时遗产诊断和跨学科保护管理。这种组合表明西班牙既是主要贡献者,也是研究团体之间的重要连接者。

中国也贡献了45篇出版物,但其在所选CiteSpace参数下的中心性值为零。因此,其贡献更多地体现在出版量而非网络中介方面。涉及中国机构的代表性研究探索了通过整合激光扫描、倾斜摄影测量、BIM、几何数据和语义信息来支持建筑考古学的数字孪生,如四川玄罗廊案例所示。

英国出版物较少(14篇),但网络中心性最高(0.62),而葡萄牙显示出同样突出的桥梁位置(中心性=0.56,11篇出版物)。这些值表明两国可能连接了原本分离的合作团体。涉及英国和葡萄牙研究人员的研究特别考察了结构完整性保护、条件监测和遗产数字孪生的评估。

沙特阿拉伯也占据了一个显著的中介位置(中心性=0.24),尽管其出版产出相对较小。

总体而言,出版量和网络中心性揭示了区域参与的不同方面。意大利、西班牙和中国代表主要出版贡献者,而英国、葡萄牙和西班牙在合作结构中占据更强的桥梁位置。结果表明这是一个国际分布但不均衡的网络,其中高研究产出并不一定对应高合作中心性。高产和高度连接区域之间更广泛的合作可能支持记录、沉浸式阐释、结构监测和基于数字孪生的遗产管理的整合。

3.2.3. 作者合作分析

图5展示了建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生领域的作者合作网络。网络密度为0.004,表明合作结构相对稀疏和分散。结果表明当前研究活动主要围绕几个专业作者团体组织,而非高度互联的全球合作网络。

一个突出的合作聚类围绕Bruno, Silvana、Moyano, Juan、De Fino, Mariella和Fatiguso, Fabio形成。该团体主要聚焦于HBIM开发、数字记录和建筑遗产信息管理工作流程。他们的研究为结构化数字信息与面向保护的历史建筑决策过程的整合做出了贡献。

另一个活跃的合作团体包括Nieto-Julian, Juan E、Gil-Arizon, Ignacio及相关研究人员,其工作强调HBIM生成、数字重建以及结构化信息模型在修复项目中的应用。这些研究为连接几何数据、语义信息和保护过程提供了方法论支持。

总体而言,作者合作网络表明该领域的研究以具有强内部联系但社区间互动有限的专门化合作团体为特征。未来研究可能受益于加强数字记录、沉浸式可视化、结构分析和数字孪生应用研究人员之间的合作。

表4列出了建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生领域排名前10的合作作者。结果显示研究合作主要集中于几个作者团体,关键贡献者聚焦于数字记录、HBIM开发和遗产信息管理。

Banfi, Fabrizio以13篇出版物排名第一,其次是Stanga, Chiara(6篇)、Bruno, Silvana(5篇)和Moyano, Juan(4篇)。这些高合作作者对数字遗产工作流程的发展做出了实质性贡献,包括扫描到BIM流程、基于HBIM的信息整合以及历史建筑的虚拟表示。

在这些贡献者中,Banfi及相关研究人员探索了三维测量技术、信息模型和扩展现实方法在建筑遗产记录和可视化中的整合。Bruno和Moyano聚焦于HBIM方法论,强调在遗产管理框架内组织几何信息、语义数据和保护知识。

3.3. 共被引状态

3.3.1. 作者共被引分析

图6展示了建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生领域的作者共被引网络。该网络由1545个节点和4857条链接组成,模块度Q=0.8797,加权平均轮廓值S=0.9083,表明清晰的聚类结构和已识别知识团体之间的强内部一致性。

“文化遗产保护实践”(#0)聚类反映了该领域的应用导向知识基础。该聚类内的研究聚焦于数字技术与遗产记录、保护流程和历史建筑管理的整合。这些研究为在遗产应用中结合数字模型、空间信息和保护知识提供了理论支持。

“数字记录”(#1)聚类突显了数据采集、三维重建和信息组织在遗产研究中的重要性。无人机摄影测量、点云处理和参数化建模为遗产记录、状况评估和后续数字分析提供了可靠的几何基础。

“数字应用”(#4)、“地理空间平台”(#16)和“数字文化遗产”(#17)等聚类反映了空间数据、HBIM、传感技术和分析平台的日益整合。这些发展表明从孤立的数字表示向更集成化的信息管理、监测和决策支持环境的转变。

作者共被引网络揭示,建筑遗产中的沉浸式技术和数字孪生受到涉及虚拟现实、数字记录、遗产保护和空间信息技术的跨学科知识结构的支持。已识别的聚类说明了从数字表示向集成化遗产信息管理和智能保护的演化。

表5列出了建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生领域排名前15的被引作者。共被引结果揭示了支持当前研究的主要知识贡献者和理论基础。高被引作者主要与HBIM、数字记录、三维重建和遗产信息管理相关。

(1)Banfi F以43次共被引排名第一,其次是Murphy M、Brumana R和Moyano J。他们的突出地位反映了HBIM、语义信息组织、沉浸式交互和面向保护的建模在该领域知识结构中的核心作用。代表性研究已将HBIM从几何记录扩展到交互式可视化和结构信息管理。

(2)Barazzetti L、Pepe M和Remondino F与三维测量和数字重建的方法论流紧密相关。该流派强调无人机摄影测量、点云采集、几何处理和参数化建模作为遗产记录和分析的基础。

(3)Angjeliu G和Moyano J与遗产信息模型和结构评估之间日益增长的联系相关。近年研究进一步展示了HBIM、有限元建模、基于摄像头的监测、模态分析和地震模拟在面向保护的数字孪生应用中的整合。

总体而言,作者共被引网络表明,建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生的知识基础主要围绕三个相互关联的领域构建:HBIM与信息建模、三维数字记录以及历史建筑结构分析。这些知识领域为从数字记录向智能遗产保护的转变提供了理论和方法基础。

3.3.2. 期刊共被引分析

图7展示了期刊共被引网络,包含772个节点和2719条链接。该网络揭示了支持建筑遗产中沉浸式技术和数字孪生研究的主要出版来源和知识基础。

左侧蓝/绿色聚类,以Virtual Real-London和Comput Hum Behav为中心,代表该领域的核心技术基础和人机交互层,聚焦于虚拟现实算法架构、交互式图形引擎、用户体验指标和计算机辅助工程工作流程。

期刊共被引结构展示了该研究领域的跨学科特征。与摄影测量、遥感和空间信息科学相关的期刊构成了重要的知识基础,以The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences和ISPRS International Journal of Geo-Information为代表。这些期刊为三维数据采集、空间重建和基于地理信息的遗产记录提供了方法论支持。

同时,聚焦于建造、建筑和遗产保护的期刊,包括Automation in Construction、Buildings和Journal of Cultural Heritage,为HBIM、数字建模和面向保护的应用提供了理论和实践基础。这些期刊上发表的研究促进了建筑信息模型、数字测量和遗产管理工作流程的整合。

Sustainability和Remote Sensing等期刊的存在表明数字遗产技术与可持续保护实践之间的联系日益增强。当前研究正逐渐从数字表示扩展到历史建筑的长期监测、预防性保护和生命周期管理。

表6列出了数据集中排名前15的被引期刊。高被引期刊的分布证实,建筑遗产中的沉浸式技术和数字孪生受到多个学科领域的支持,包括遥感、建筑信息学、遗产科学和可持续性研究。

Journal of Cultural Heritage以99次引用排名第一,表明其在为遗产记录、保护策略和文化遗产管理提供理论和方法基础方面的重要作用。与摄影测量和空间信息科学相关的期刊,包括The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences和ISPRS International Journal of Geo-Information,在引用网络中占据高位,突显了三维测量、空间数据处理和数字重建方法在遗产研究中的重要性。

工程导向期刊,特别是Automation in Construction和Journal of Building Engineering,代表了将BIM、数字孪生和计算方法整合到建筑环境中的技术基础。这些期刊上发表的研究促进了HBIM工作流程、数字建模方法和基于性能的历史建筑分析的发展。

同时,Sustainability、Buildings、Sensors和Remote Sensing等期刊表明数字遗产技术与可持续保护、环境监测和基于传感器的数据采集之间的联系日益增强。这些研究表明当前研究正逐渐从数字记录扩展到智能监测和面向生命周期的遗产管理。ACM Journal on Computing and Cultural Heritage的存在进一步反映了计算机科学和交互技术对遗产表示和用户导向数字体验的贡献。总体而言,期刊共被引结构表明,建筑遗产中的沉浸式技术和数字孪生受到一个整合遗产保护、空间信息科学、建筑信息学和数字技术的多学科知识体系的支持。

3.3.3. 参考文献共被引分析

图8展示了参考文献共被引网络,包含1461个节点和4047条链接。该网络显示模块度Q=0
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