GIS与遥感在历史文化遗产保护中的应用ppt课件.ppt
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1、GISGIS和和RSRS技术在历史文化遗产技术在历史文化遗产保护中的应用保护中的应用 联合国教科文组织(UNESCO)世界遗产中心为文化遗产点管理的设计定义了四项标准:l研究(研究(Research): Documentation of historical and physical condition issues;l分析(分析(Analysis): Assessment of physical conditions, cultural significance and the social and administrative context;l响应(响应(Response): Prepa
2、ring conservation and management strategies.l实现(实现(Implementation): Carrying out, monitoring and evaluating management policies. 使用GIS和RS能够辅助支持UNESCO提出的四项标准中的每一步的每一方面。使用GIS和RS作为标准工具,管理人员可以做到:l Create records of relevant features in heritage sites;l Assess and perceive easier the relation of a site t
3、o its natural surroundings;l Simulate development plans and conservation proposals;l Undertake monitoring procedures and improve management in general.为什么在文化遗产保护中运用为什么在文化遗产保护中运用GISGIS和和RS?RS?GISGIS和和RSRS技术在历史街区保护规划中的应用技术在历史街区保护规划中的应用l 近年来,随着经济快速发展、人口的增加,正日益侵蚀着历史街区文化遗产赖以生存的环境;l 因各种利用目标、操作观念、技术水准等参差不一
4、,造成了对历史街区基础资料收集的不完整,特别是在目前的历史街区保护规划中采用大多是传统方法和手段,无法做出科学的分析和决策;l 历史街区保护是一项长期的、动态的过程,需要全过程的动态管控和调整;l 20世纪90年代以来,联合国教科文组织将GIS和RS等高新技术应用于文化遗产保护规划与管理。l 目前,我国历史街区及文化遗产保护和管理中, GIS和RS的应用还不是非常成熟,特别是在编制保护规划方面的应用还很少见。 对历史街区的现状调查建立以GIS技术为平台,以道路街巷为脉络,以院落和单独建筑单体为调查对象,人、地、房相结合的调查方法。道路街巷调查道路街巷调查 历史街区的街道格局是构成城市纹理并体现
5、该地区个性的重要要素。 对历史街区的街道格局进行调查和分析,了解和弄懂各种相关问题及其相互关系,建立历史街区道路街巷的数据库(包括图形和属性数据),在此基础依据道路数据库的属性资料,可进行道路街巷系统专题分析图的绘制。现状建筑调查现状建筑调查 建筑调查包括建筑年代、层数、布局形式、建筑结构、建筑风格、建筑质量、建筑风貌等建筑基本属性,以及房屋产权、使用功能等社会属性。对现状建筑进行综合的价值评定价值评定,调查与建筑价值评价相关多个因子的数据多个因子的数据。 对地块和建筑进行编号,实现图形数据、属性数据和图像的关联。人口信息的调查人口信息的调查 历史街区的人口信息除了解一些总的信息,如人口的数量
6、、年龄结构、性别结构、受教育程度、和职业等情况外,更需要知道每一个院落和独立建筑单体的具体人口分布信息,建立人口信息与建筑的关联。GISGIS技术在历史街区现状调查中的应用技术在历史街区现状调查中的应用土地利用调查土地利用调查 依据城市用地分类与规划建设用地标准对街区内各类用地进行划分。应用GIS分析技术,实现在历史街区现状调查过程中建筑、人口信息和土地利用性质相关联的调查方法。与历史风貌相关的构筑物调查与历史风貌相关的构筑物调查 与历史风貌相关的构筑物,如古井、桥、古树等,调查时按点状地物来对待,在调查图上绘出这些构筑物的位置,并进行编号和拍照,相关的属性数据调查按与历史风貌相关的构筑物调查
7、表内容填写。 通过编号实现图形数据与属性数据和图像数据的关联,构成完整的空间数据库。建筑与人口信息、建筑信息、建筑图像数据的关联GISGIS技术在历史街区现状调查中的应用技术在历史街区现状调查中的应用 GIS GIS具有拓扑结构分析和强大的空间分析功能,能完成历史街区现具有拓扑结构分析和强大的空间分析功能,能完成历史街区现状调查资料的输入、存储、管理和利用现状数据库绘制历史街区保护规状调查资料的输入、存储、管理和利用现状数据库绘制历史街区保护规划所需要现状分析图,实现图形与属性数据的双向查询、检索、分析。划所需要现状分析图,实现图形与属性数据的双向查询、检索、分析。GISGIS技术在历史街区保
8、护规划编制中的应用技术在历史街区保护规划编制中的应用 GIS能够在多源数据集成的基础上,进行综合评价和判断综合评价和判断,避免由于认识局限性所造成的保护规划失误,并给决策者提供多种保护方案,从而提高历史街区保护规划成果的科学性和综合性。绘制现状专题分析图绘制现状专题分析图 在历史街区的保护规划编制过程中,需要绘制大量的现状分析图,应用GIS数据库的属性数据可方便快捷地生成专题图和属性的分析图。CAD显然是难以完成现状专题分析图的制作。历史街区建筑保护与整治方式中的应用历史街区建筑保护与整治方式中的应用 历史街区建筑的保护与整治要在对现状建筑充分调查研究的基础上,提出针对每一幢建筑适宜的保护与整
9、治方式针对每一幢建筑适宜的保护与整治方式。 根据历史街区建筑保护价值综合评价的影响因素,建立现状建筑保护价值的综合评价指标;在此基础上,通过实地调查,录入指标数据,制作各指标的专题图,进行专题分析,实现多因子的综合评定;在综合评定中,采用多源数据可提高价值评定的科学性和准确性。GISGIS技术在历史街区保护规划编制中的应用技术在历史街区保护规划编制中的应用辅助划定历史街区保护等级范围边界辅助划定历史街区保护等级范围边界 历史街区现状专题分析图和综合评价分析图能反映出相关的多学科资料,评价不同保护规划方案保护等级范围边界效果,应用GIS的空间迭加分析功能,获得不同方案下各种分析资料,依据这些分析
10、的数据做出评价,提出正确的保护等级边界。保护规划中各种数据的分析和汇总保护规划中各种数据的分析和汇总 在历史街区保护规划中,经常需要进行一些专题数据的统计分析工作,如各种保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积。公共基础设施规划中的应用公共基础设施规划中的应用 规划一些基础设施,如停车场、消防栓、管网管线等,应用GIS给出历史街区现状公共设施分布状况与容量的综合评价,为公共设施空间布局规划提供科学依据。预算规划预算规划 GIS有助于提高预算规划的准确性。通过比较土地费用,评价出具体项目的费用/效率比。现状每个消防栓的覆盖范围现状每个消防栓的覆盖范围规划后每个消防栓的覆盖范围规划后每个消防栓的覆
11、盖范围GISGIS技术在历史街区日常保护和管理中的应用技术在历史街区日常保护和管理中的应用 GIS应用于历史街区的管理,将为历史街区日常的保护和管理控制提供技术支撑平台,深化和完善历史街区的保护和管理工作,实现历史街区的动态、现时的管理和控制。快速的信息查询快速的信息查询 基于GIS的历史街区保护管理信息系统可以为管理人员提供一种快速查询的可视化方法,可快速获得现状和规划的图形、图像和文字等信息。修复和维护计划修复和维护计划 使用GIS系统中数据能够很容易地判别出建筑物保护和维修的优先级别建筑物保护和维修的优先级别。一个建筑物总的重要性评价,需要建立一个多因子综合评价公式。从建筑物各组成部分的
12、真实性和状况得出优先级别,制定保护和维修的计划。监视建筑状况监视建筑状况 为了监视历史街区建筑状况,每隔一定时间,对历史街区所有建筑进行调进行调查查。掌握不同时期的信息,实现对历史街区建筑动态的、现时的管理和控制动态的、现时的管理和控制。与公众信息的交流与公众信息的交流 GIS用作与公众交流保护策略及促进与相关政府部门合作的工具。对公众和政策制定者显示分析结果、保护区和保护政策的最新信息。三维激光扫描与历史文物遗产保护三维激光扫描与历史文物遗产保护三维激光扫描技术的基本原理三维激光扫描技术的基本原理三维激光扫描技术特点三维激光扫描技术特点 三维激光扫描系统是目前国际上最先进的获取地面空间多目标
13、三维数据的长距离影像的测量技术。 该技术具有非接触测量、数据采样率高、主动发射扫描光源、具有高分辨率、高精度、数字化采集和结构紧凑等特点。三维激光扫描技术的基本原理三维激光扫描技术的基本原理 三维激光扫描仪主要采用TOF脉冲测距法(Time of Flight)。基本原理:基本原理:根据发射出去的激光束的水平方向角度和垂直方向角度,由发射到反射被接收的时间计算扫描点到仪器的距离,确定扫描点的三维空间坐标;根据反射的激光强度对点进行颜色灰度的匹配。测量点坐标计算测量点坐标计算生产厂家生产厂家OptechLeicaMensi产品ILRIS-36DHDS3000GX RD200+激光安全性Class
14、 1 1500nmClass 3Class 3 532 nm距离精度7mm100m单点4mm50m单点7mm100m定位精度8mm100m6mm50m单点12mm100m最小测量距离1.5 m1 m1 m最大测量距离1500, 1000, 80080% 40% 20%DR型 2600m300m90%134m18%200m-90%350m扫描角度110V360H270V360H60V360H内置数码相机600万像素100万 2424共111幅图像一体化彩色摄像机5.5倍光学变焦后处理软件Polyworks/InspectorCycloneRealworks建模精度3mm2mm2mm典型的地面三维
15、激光扫描仪中远距离毫米级仪器典型的地面三维激光扫描仪中远距离毫米级仪器近距离的毫米级仪器装备近距离的毫米级仪器装备KINICA MINOLTA VIVID9il扫描范围0.52.5m;l有可变换的望远、中焦、广角镜头,适用大小不同的物体,可获得850m的测量精度;l物体形状的测量通过三角测量,转换为3D网格图而获得,同时采集表面形态和颜色数据。FARO三维激光扫描测量臂三维激光扫描测量臂(Laser ScanArm)l1.2m长度测量臂可获25 m50 m的测量精度;l通常用于如彩俑头、佛头、青铜器、御玺等国宝级文物进行微米级精细扫描及建模。n 传统的离散点测量数据很难重建目标原态的三维模型,
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