随着捐款的涌入,以帮助重建被大火破坏的巴黎圣母院,法国政府开始讨论是否要重建这个850年历史的地标,工程师们,建筑师和承包商可以利用3D激光扫描巴黎圣母院的数据,来帮助政府承诺在五年内重建这座建筑。

“激光扫描(圣母大学)对于缩短重建时间至关重要,”John Russo说,他是建筑资源咨询公司的总裁兼首席执行官,也是美国建筑文献研究所的总裁。“如果你没有这些数据,你该去哪里?”你要回到可能不存在的手绘图,那些将是二维的,没有那么多的信息。至于回答问题和缩短修复工作的时间,3D扫描将节省大量的时间。”

2015年,纽约北部瓦萨学院(Vassar College)艺术史教授安德鲁·塔隆(Andrew Tallon)与同事一起在圣母大学(Notre Dame)完成了激光扫描过程。塔伦使用安装在三脚架上的徕卡C10扫描仪,花了5天时间绘制巴黎圣母院的地图。结合扫描和高分辨率的全景照片,塔隆为他的数据添加了色彩,为潜在的项目工程师和承包商提供了更多的信息。

塔隆的圣母大学项目,让他重新放置了50次扫描仪,创造了超过10亿个数据点——一个圣母大学的高分辨率数字蓝图。

“激光扫描可以测量和表面巨大的准确性,你永远不可能希望得到,如飞拱的曲率,”迈克尔·戴维斯说,椅子的建筑研究,挂载在马萨诸塞州霍利约克大学艺术史教授,和Tallon的前同事。“我认为激光扫描提供了一个非常有用的文件的结构状态。你可以看到它的行为,如果它不正常,如果一切都在它应该在的地方。

“它以极高的精确度创建或记录建筑的现状。”

Russo说,这个空间的3D图像包含了现有条件下的所有维度信息。“你有关于颜色的信息,你有非常精确的测量,”他说。“扫描足够精确,可以捕捉到结构上的细微偏差,从工程角度来看,这对了解结构上的载荷是很重要的。”

塔隆曾说,这种扫描的精确度在5毫米以内。

Russo说,虽然3D扫描确实需要一个受过训练的人来获取有用的信息,“但学者们所做的对工程师和承包商来说绝对是有价值的。”

虽然扫描提供了很高的精度,但对于一项雄心勃勃的五年重建巴黎圣母院的计划来说,它们并不能回答所有的问题。人们已经开始讨论该建筑是应该重建成它原来的样子,还是应该有一个不同的尖顶。此外,由于施工中存在如此多的缺陷,Russo想知道官员们希望在多大程度上坚持原来的施工方法。政府会允许更多的现代建筑技术来弥补这些缺陷吗?“关于如何实现这一目标,可能会有非常激烈的辩论,”罗素说。

“我们要重建哪座圣母院?”戴维斯问道。“这是一种美丽的弗兰肯斯坦,所有这些不同的部分,12th, 13th, 14th和19th世纪的部分,所以我们要修复或者这是一个机会来撤销19世纪的一些修复th一个我们认为他们搞错了,并纠正我们已经发现的错误的世纪?这是一个棘手而复杂的决定。”

戴维斯举了一个例子,1984年发生火灾后,英国约克大教堂(York Cathedral)被重建,官员们按照以前的审美标准重建了这座建筑,但增加了灭火系统。

麻省理工学院(MIT)建筑、城市与环境工程系教授、罗马美国科学院(American Academy in Rome)现任院长约翰•奥奇森多夫(John Ochsendorf)指出,材料的选择本身就会在设计过程中带来不确定性。他说,他的同事塔隆(Tallon)所做的扫描,提供了建筑中使用的石头和木材的复杂信息,这导致了更多的问题。

Ochsendorf说:“(扫描)可能对修复历史上的木质屋顶非常有用,但知道几何形状只是一个方面。”“要获得所需大小的橡木木材并不容易。几个世纪前,皇家木匠从国王的森林中采集大橡木元素,让它们可以生长几个世纪。今天,很难找到所需尺寸的坚固橡木木材。这些元件的横截面为2英尺× 2英尺,长度为20 - 30英尺。”

Russo说,扫描只捕捉到物体的表面,工程师可能需要查看历史记录的图纸,以更详细地描述完整的组装方法。

是否从灾难性的事件,如在巴黎或纽约,或者改造的努力,比如Russo的团队致力于在华盛顿联合车站,在激光扫描提供了一个关键部分的文档,以确保保护历史古迹,激光扫描已经成为一个重要的方式来帮助文档-并可能保存历史。

罗素说:“这将帮助那些打算修复受损结构的人缩短他们的时间,帮助他们更准确地修复它。”“在很多情况下,这些历史遗迹都没有文献记录。当这种情况发生时,我甚至不知道你将如何回去重建它,它将永远消失。”