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研究生:曾欣郁
研究生(外文):Tseng, Hsing-Yu
論文名稱:三維雷射掃瞄技術應用於傳統建築灰泥壁畫破壞檢測
論文名稱(外文):The 3D Laser Scanning Technique for Damage Detection of Mortar Wall-Painting in Traditional Buildings
指導教授:吳宗江吳宗江引用關係
指導教授(外文):Wu, Tsung-Chiang
口試委員:陳文福陳春盛
口試委員(外文):Chen, Wen-FuChen, Chun-Sung
口試日期:2012-07-03
學位類別:碩士
校院名稱:國立金門大學
系所名稱:土木與工程管理學系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:131
中文關鍵詞:灰泥壁畫三維雷射掃瞄點雲等值圖破壞類型
外文關鍵詞:Mortar Wall-Painting3D Laser ScanPoint CloudContour MapDamage Type
相關次數:
  • 被引用被引用:6
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古蹟或歷史建築物的破壞檢測及調查工作為實際進行修復時的重要參考依據,近年來先進的科技檢測技術陸續加入文化保存的領域,也成為調查及研究階段不可或缺的輔助工具。傳統歷史建築除在建築硬體上充分表現建築匠作的高超技術外,在建築物內外的裝飾元素亦可展現當時的工藝美學,如「灰泥壁畫」即屬於傳統歷史建築的裝飾藝術之一,兼具了歷史、教育與藝術的價值,其保存工作應視為與建築本體同等重要。現階段對於灰泥壁畫的破壞程度判定方式,常藉由目視及經驗值推測來取決;而三維雷射掃瞄技術具有快速、大量及高密度獲取受檢物體的表面精準坐標之特性,掃瞄後可即時組成三維坐標點雲模型,直接量測所需之尺寸。對於灰泥壁畫而言,壁體相當容易因氣候環境因素而發生變化及損壞,造成壁體表面因破壞而形成不規則變異,故本研究運用三維點雲模型來分析其壁體的表面變異量,進而探討壁體表面變異量與破壞類型及程度之間的關係,嘗試為灰泥壁畫的破壞檢定提供具有科技效益的判別方式。
本研究先以臺南地區著名古蹟之灰泥壁畫為案例,先以紅外線熱影像儀取該壁畫之溫度差異影響,發現已產生破壞之位置其溫度較為未破壞處低,可作為輔助視覺判斷之初步破壞篩選;另於實驗室製作灰泥壁畫常見之破壞類型實驗試體如酥鹼、空膨、龜裂、起甲、及其他等五類,再以三維雷射掃瞄取得相關之點雲資料,藉由不規則三角網技術計算相關試體表面變化之等值圖,發現不同之破壞類型於等值圖上呈現具有該破壞類型之特徵圖樣;此圖樣經由與掃瞄案例之比對分析可以獲得灰泥壁畫破壞類型及相關位置之判釋。研究成果顯示,以非接觸式溫度及三維雷射掃瞄技術可以進行輔助灰泥壁畫表面破壞類型及三維位置之判釋,有效提升古蹟修護之精準度與時效性,未來有助於快速並準確進行相關破壞偵測工作之推行。
The traditional building walls usually were covered by mortar that become beautifying the space basis. Some paintings of walls are a symbol of cultural heritage and family spirit, at the same time, the wall-painting show increasing living fun and creation, education and art value. For the conservation site, the decorations of historical buildings saved should be regarded as equally important with the building structure. Owing environment factors, the mortar-wall and wall-painting are damaged including humidity variation and water seepage. To the traditional building culture value, the phenomenon is a significant impact. So the investigation and repair for mortar wall-painting is important item for maintenance of historic buildings.
The damage detection and investigation of historical buildings is an important reference for restoration and conservation. In recent years, the technology detection system has become the one of essential method in the cultural field. This research is based on the research spirit to use scientific methods to assist professional judgment, trying to capture the space information of point clouds of pre-selected mortar wall-painting using high-precision 3D laser scanning, including 3D coordinates and digital image data.
The cases study of the mortar wall-painting is in Tainan area. In the first instance it is using of the handy thermo to obtain the surface temperature of mortar wall-painting for the initial analysis. The result shows that temperature will be lower in the damaged area. Moreover, making 5 types of damage specimen that included powdering, bulging, chapping, flaking and others subsequently obtain the surface data by using 3D laser scanner. Applications on Triangulated irregular networks technology related to the specimen surface changes in the contour maps and detected that the characteristic feature of the different type that coincide the scanning cases.
In this study, checking and statistics the success rate of detecting damaged area by infrared temperature sensor and 3D laser scanning technique. Show the reliability of detection technology of this research. So, the research result are joined the existed investigation method and repair damaged mortar wall-painting process to play auxiliary function of science.
摘要
ABSTRACT
謝誌
表目錄
圖目錄

第一章 緒論
1.1 研究說明
1.1.1 研究動機
1.1.2 研究目的
1.1.3 研究範圍
1.2 研究方法與流程
1.2.1 研究方法
1.2.2 研究流程
1.3 研究架構
第二章 文獻回顧
2.1 傳統建築灰漿材料與配比
2.2 傳統建築壁畫裂化原因與現象
2.2.1 傳統建築壁畫裂化原因
2.2.2 傳統建築壁畫裂化現象
2.3 三維雷射掃瞄原理與技術
2.3.1 三維雷射掃瞄之基本原理
2.3.2 三維雷射掃瞄之技術應用
2.4 三維雷射掃瞄技術於傳統建築保存之應用
第三章 研究內容與方法
3.1 研究案例
3.2 研究工具
3.3 研究案例現地檢測
3.3.1 檢測方法與流程
3.3.2 檢測步驟與內容
3.4 灰泥壁畫破壞類型實驗
3.4.1 試體製作與破壞形態模擬
3.4.2 試體表面資料擷取
3.5 六參數坐標轉換套合
第四章 研究成果分析與討論
4.1 壁畫破壞目視判釋與說明
4.2 壁體表面變異量與輻射溫度的比對驗證與討論
4.2.1 三維點雲資料及熱影像資料彙整
4.2.2 掃瞄及熱影像資料之坐標轉換
4.2.3 轉換後之掃瞄及熱影像資料線性迴歸分析
4.2.4 綜合討論
4.3 壁體表面變異量與破壞類型特徵點的比對驗證與討論
4.3.1 實驗三維點雲資料表面變異量分析
4.3.2 案例三維點雲資料表面變異量分析
4.3.3 表面變異量與破壞特徵點比對分析
4.3.4 綜合討論
第五章 結論與建議
參考文獻
附錄一 案例圖資分析表
附錄二 案例現場檢測記錄表

中文參考文獻
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