数学工具在中国古建筑修复专业应用

中国古建筑物是祖先留给我们的最可宝贵的文化遗产之一，古建筑修复难度之高在于有很多需要修复的部分已经不复存在，除了对现存的古建筑物和建筑物数据进行保护，我们需要建立以年代为主线的各类中国古建筑数据库；利用数学工具对中国古建筑物进行分类，对古建筑物的各个主要部分的数据进行科学的保存；根据工匠的风格，利用数学工具，模拟工匠的风格，更好对古建筑物的丢失的部分进行科学的修复。

　　中国古建筑物是祖先留给后代的最宝贵文化的礼物之一，对现存的古建筑物的数据进行有效的勘测和保护是我们这代人应尽的责任和义务，古建筑保护和修复需要大量的建筑业的人才，建筑职业院校应为国家多培养古建筑修复建筑方面的人才，更好担当相应的责任。参与古建筑修缮主要有方案设计、辅助设计、工程负责人、工匠这几个层面。方案设计需要有扎实的建筑史理论基础、正确的文化遗产保护理念、了解古建筑工艺技术、具备一定的历史文化修养，可以通过考建筑史或文化遗产保护专业研究学习，并在工作中不断研究、学习。辅助设计是帮助设计师做测绘、画图等辅助工作，需要掌握相应技能，熟练运用各种仪器工具及软件，具备基本的古建筑常识和审美能力，一般建筑史专业毕业也会兼做这类工作，或者是非专业人员经实践培训参与。
　　从事这一工作除了应具有建筑工程相关专业背景，方案设计更要借助数学工具，进行修复工作，并在工作中都应从助理开始逐渐学习。更好地进行古建筑物的修缮，我们才能更好尊重历史。如何更科学对中国古建筑物进行修复，科学方案设计问题要求利用数学工具对现有的数据保存整理和对丢失的数据进行恢复。
　　一、利用数学工具对现存的各类古建筑物的重要数据进行保存
　　需要建立全国各类古建筑的数据库，这是个系统工程，需要全国各个文物保护部门提供建筑物的外形和内部建筑的详细的视频和所用建筑材料（推测）和建筑工艺等各种测绘数据，利用数学工具依年代为主线或依建筑物类型为主线或建筑物的地域为主线，便于数据的查询；利用数据库里这些数据，便于利用数学工具Mathematica软件，Mathematica提供了方便在3D打印上使用的zpr输出格式，利用3D打印机，制作出其建筑物实体模型。当然古建筑物的材质和工艺的复原需要我们材料科学和古法工艺方面的专家进行研究和数据的保存，随着年代的流逝，风化和腐蚀古建筑物不断的受损，国家需要不断地投入和保护，我们离不开这些关键的数据保存，例如：如不保存很多珍贵的工匠的手工工艺都会失传，如能保存的工艺数据，现在要做好工作。同时要收集以年代为主线的中国古建筑有关的历代画作为参考资料，建立中国古建筑物的历史研究资料库。
　　二、利用数学工具对丢失的各类古建筑物的重要数据进行修复
　　对各类古建筑物的修复，关键在于对过去工匠风格的模拟，通过现存的工匠的造型风格，利用数学工具对丢失部分的造型恢复，利用数学工具建立建筑物的3D模型。通过各个年代的数据库的建立，各个建筑物都有各个年代鲜明的特征，利用这个数据库对丢失部分进行修复具有参考价值，如何更科学的修复我们课题组要根据工匠的风格数据库，借助模糊数学和神经网络数学算法等数学工具进行数据修复，也是我们要研究的重点中的重点，通过课题组的研究，真实和可靠的。特别对人的头像的修复具有不可多得的技术手段。
　　三、利用数学工具对现存的各类古建筑物的风化和腐蚀推演
　　数据库保存各个时期的建筑物的腐蚀程度的数据，这样便于我们对现存的各类建筑物的风化和腐蚀的推演，利用数学工具对当地的气候和人为破坏对建筑物的腐蚀研究，进行数学推演，建立长期的监控体系，主要借助的数学工具是利用线性和非线性的理论建立数学模型，为了更好保护文物，为各个文物保护部门提供科学的建议，其意义十分重大。
　　四、中国古建筑物修复存在问题
　　在中国很多地方在修复古建筑物的过程中，有部分地区不尊重历史，不考虑年代的鲜明特色，一看全是模仿明代的建筑风格，这种态度是极不责任的。参与古建筑修缮主要有古建筑方案设计、辅助设计、工程负责人、工匠这几个层面，现在的古建筑修复方兴未艾，但现在的古建筑修复人才还是奇缺的，如何还原古建筑物的历史原貌，利用数学工具和资料库的检索，来科学还原古建筑物的本来面貌的是设计单位科学态度；对古建筑物修复现代人的历史责任，古建筑的方案设计要经得起历史的检验，利用数学工具对古建筑物进行修复是具有科学的理论依据的，我们修复工作要借鉴意大利文物修复经验又要充分考虑本地区“土法”和本地区建筑风格问题，同时要有一些创造性的工作方法。
　　五、中国古建筑物修复中材料问题
　　材料科学日新月异，设计研究单位要对古建筑物现存的材料进行科学的化验和分析。替代材料的使用，要考虑对古建筑物现存的部分有多大的损伤。古建筑物的大体积的木材使用较多，是否在巴西等木材资源丰富的国家建立木材干燥加工厂是值得关注的问题。中国古建筑设计单位必须参股砖瓦的烧制工艺复杂性加工工厂等强制性的措施，不然很难保证建筑施工的质量，建立独立的中国古建筑物建筑施工监管部门。
　　不可否认，中国的古建筑物修复，有很多精品，修复技术在有些领域领先于其他国家，国家政府对古建筑物的修复日益重视，其弘扬了中国文化。由于对中国古建筑物的修复，涉及的金额巨大，资金来源于国家拨款和民众捐赠，为了科学的修复，需要国家相关部门要建立中国古建筑物资源数据库。这样为现在的文物保护和将来的文物修复，提供最可宝贵的原始资料。另外国家在审批古建筑物修复工作中，要小心谨慎。要求文物修复设计单位充分尊重历史，本着对历史负责态度，一丝不苟地科学的修复，当然要借助数学这一强有力的工具进行数据专业修复。国家也是逐步再推出一系列的政策和制度，不断完善监管体制。