數(shù)學(xué)工具在中國古建筑修復(fù)專業(yè)應(yīng)用

中國古建筑物是祖先留給我們的最可寶貴的文化遺產(chǎn)之一，古建筑修復(fù)難度之高在于有很多需要修復(fù)的部分已經(jīng)不復(fù)存在，除了對現(xiàn)存的古建筑物和建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，我們需要建立以年代為主線的各類中國古建筑數(shù)據(jù)庫；利用數(shù)學(xué)工具對中國古建筑物進(jìn)行分類，對古建筑物的各個(gè)主要部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的保存；根據(jù)工匠的風(fēng)格，利用數(shù)學(xué)工具，模擬工匠的風(fēng)格，更好對古建筑物的丟失的部分進(jìn)行科學(xué)的修復(fù)。

　　中國古建筑物是祖先留給后代的最寶貴文化的禮物之一，對現(xiàn)存的古建筑物的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的勘測和保護(hù)是我們這代人應(yīng)盡的責(zé)任和義務(wù)，古建筑保護(hù)和修復(fù)需要大量的建筑業(yè)的人才，建筑職業(yè)院校應(yīng)為國家多培養(yǎng)古建筑修復(fù)建筑方面的人才，更好擔(dān)當(dāng)相應(yīng)的責(zé)任。參與古建筑修繕主要有方案設(shè)計(jì)、輔助設(shè)計(jì)、工程負(fù)責(zé)人、工匠這幾個(gè)層面。方案設(shè)計(jì)需要有扎實(shí)的建筑史理論基礎(chǔ)、正確的文化遺產(chǎn)保護(hù)理念、了解古建筑工藝技術(shù)、具備一定的歷史文化修養(yǎng)，可以通過考建筑史或文化遺產(chǎn)保護(hù)專業(yè)研究學(xué)習(xí)，并在工作中不斷研究、學(xué)習(xí)。輔助設(shè)計(jì)是幫助設(shè)計(jì)師做測繪、畫圖等輔助工作，需要掌握相應(yīng)技能，熟練運(yùn)用各種儀器工具及軟件，具備基本的古建筑常識和審美能力，一般建筑史專業(yè)畢業(yè)也會兼做這類工作，或者是非專業(yè)人員經(jīng)實(shí)踐培訓(xùn)參與。
　　從事這一工作除了應(yīng)具有建筑工程相關(guān)專業(yè)背景，方案設(shè)計(jì)更要借助數(shù)學(xué)工具，進(jìn)行修復(fù)工作，并在工作中都應(yīng)從助理開始逐漸學(xué)習(xí)。更好地進(jìn)行古建筑物的修繕，我們才能更好尊重歷史。如何更科學(xué)對中國古建筑物進(jìn)行修復(fù)，科學(xué)方案設(shè)計(jì)問題要求利用數(shù)學(xué)工具對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)保存整理和對丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。
　　一、利用數(shù)學(xué)工具對現(xiàn)存的各類古建筑物的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行保存
　　需要建立全國各類古建筑的數(shù)據(jù)庫，這是個(gè)系統(tǒng)工程，需要全國各個(gè)文物保護(hù)部門提供建筑物的外形和內(nèi)部建筑的詳細(xì)的視頻和所用建筑材料（推測）和建筑工藝等各種測繪數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)工具依年代為主線或依建筑物類型為主線或建筑物的地域?yàn)橹骶€，便于數(shù)據(jù)的查詢；利用數(shù)據(jù)庫里這些數(shù)據(jù)，便于利用數(shù)學(xué)工具M(jìn)athematica軟件，Mathematica提供了方便在3D打印上使用的zpr輸出格式，利用3D打印機(jī)，制作出其建筑物實(shí)體模型。當(dāng)然古建筑物的材質(zhì)和工藝的復(fù)原需要我們材料科學(xué)和古法工藝方面的專家進(jìn)行研究和數(shù)據(jù)的保存，隨著年代的流逝，風(fēng)化和腐蝕古建筑物不斷的受損，國家需要不斷地投入和保護(hù)，我們離不開這些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)保存，例如：如不保存很多珍貴的工匠的手工工藝都會失傳，如能保存的工藝數(shù)據(jù)，現(xiàn)在要做好工作。同時(shí)要收集以年代為主線的中國古建筑有關(guān)的歷代畫作為參考資料，建立中國古建筑物的歷史研究資料庫。
　　二、利用數(shù)學(xué)工具對丟失的各類古建筑物的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)
　　對各類古建筑物的修復(fù)，關(guān)鍵在于對過去工匠風(fēng)格的模擬，通過現(xiàn)存的工匠的造型風(fēng)格，利用數(shù)學(xué)工具對丟失部分的造型恢復(fù)，利用數(shù)學(xué)工具建立建筑物的3D模型。通過各個(gè)年代的數(shù)據(jù)庫的建立，各個(gè)建筑物都有各個(gè)年代鮮明的特征，利用這個(gè)數(shù)據(jù)庫對丟失部分進(jìn)行修復(fù)具有參考價(jià)值，如何更科學(xué)的修復(fù)我們課題組要根據(jù)工匠的風(fēng)格數(shù)據(jù)庫，借助模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)算法等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)，也是我們要研究的重點(diǎn)中的重點(diǎn)，通過課題組的研究，真實(shí)和可靠的。特別對人的頭像的修復(fù)具有不可多得的技術(shù)手段。
　　三、利用數(shù)學(xué)工具對現(xiàn)存的各類古建筑物的風(fēng)化和腐蝕推演
　　數(shù)據(jù)庫保存各個(gè)時(shí)期的建筑物的腐蝕程度的數(shù)據(jù)，這樣便于我們對現(xiàn)存的各類建筑物的風(fēng)化和腐蝕的推演，利用數(shù)學(xué)工具對當(dāng)?shù)氐臍夂蚝腿藶槠茐膶ㄖ锏母g研究，進(jìn)行數(shù)學(xué)推演，建立長期的監(jiān)控體系，主要借助的數(shù)學(xué)工具是利用線性和非線性的理論建立數(shù)學(xué)模型，為了更好保護(hù)文物，為各個(gè)文物保護(hù)部門提供科學(xué)的建議，其意義十分重大。
　　四、中國古建筑物修復(fù)存在問題
　　在中國很多地方在修復(fù)古建筑物的過程中，有部分地區(qū)不尊重歷史，不考慮年代的鮮明特色，一看全是模仿明代的建筑風(fēng)格，這種態(tài)度是極不責(zé)任的。參與古建筑修繕主要有古建筑方案設(shè)計(jì)、輔助設(shè)計(jì)、工程負(fù)責(zé)人、工匠這幾個(gè)層面，現(xiàn)在的古建筑修復(fù)方興未艾，但現(xiàn)在的古建筑修復(fù)人才還是奇缺的，如何還原古建筑物的歷史原貌，利用數(shù)學(xué)工具和資料庫的檢索，來科學(xué)還原古建筑物的本來面貌的是設(shè)計(jì)單位科學(xué)態(tài)度；對古建筑物修復(fù)現(xiàn)代人的歷史責(zé)任，古建筑的方案設(shè)計(jì)要經(jīng)得起歷史的檢驗(yàn)，利用數(shù)學(xué)工具對古建筑物進(jìn)行修復(fù)是具有科學(xué)的理論依據(jù)的，我們修復(fù)工作要借鑒意大利文物修復(fù)經(jīng)驗(yàn)又要充分考慮本地區(qū)“土法”和本地區(qū)建筑風(fēng)格問題，同時(shí)要有一些創(chuàng)造性的工作方法。
　　五、中國古建筑物修復(fù)中材料問題
　　材料科學(xué)日新月異，設(shè)計(jì)研究單位要對古建筑物現(xiàn)存的材料進(jìn)行科學(xué)的化驗(yàn)和分析。替代材料的使用，要考慮對古建筑物現(xiàn)存的部分有多大的損傷。古建筑物的大體積的木材使用較多，是否在巴西等木材資源豐富的國家建立木材干燥加工廠是值得關(guān)注的問題。中國古建筑設(shè)計(jì)單位必須參股磚瓦的燒制工藝復(fù)雜性加工工廠等強(qiáng)制性的措施，不然很難保證建筑施工的質(zhì)量，建立獨(dú)立的中國古建筑物建筑施工監(jiān)管部門。
　　不可否認(rèn)，中國的古建筑物修復(fù)，有很多精品，修復(fù)技術(shù)在有些領(lǐng)域領(lǐng)先于其他國家，國家政府對古建筑物的修復(fù)日益重視，其弘揚(yáng)了中國文化。由于對中國古建筑物的修復(fù)，涉及的金額巨大，資金來源于國家撥款和民眾捐贈，為了科學(xué)的修復(fù)，需要國家相關(guān)部門要建立中國古建筑物資源數(shù)據(jù)庫。這樣為現(xiàn)在的文物保護(hù)和將來的文物修復(fù)，提供最可寶貴的原始資料。另外國家在審批古建筑物修復(fù)工作中，要小心謹(jǐn)慎。要求文物修復(fù)設(shè)計(jì)單位充分尊重歷史，本著對歷史負(fù)責(zé)態(tài)度，一絲不茍地科學(xué)的修復(fù)，當(dāng)然要借助數(shù)學(xué)這一強(qiáng)有力的工具進(jìn)行數(shù)據(jù)專業(yè)修復(fù)。國家也是逐步再推出一系列的政策和制度，不斷完善監(jiān)管體制。