由于BIM的快速发展和建筑遗产维护的要求，HBIM(历史建筑信息理论)与MR(混合现实)的融合已成为一个重要课题。HBIM-MR技术通过虚拟环境中的历史建筑信息模型(HBIM)数据对建筑遗产进行评估管理。然而对于实现HBIM-MR技术在建筑遗产评估管理中的应用，最重要最具有科学依据的是历史建筑信息模型(HBIM)数据采集信息，建筑遗产数据信息采集的完整性、科学性和准确性是建筑遗产评估管理的依据。

建筑遗产评估管理中的数据信息对于理解和判断风险状态至关重要。通过构建一个专门的数据信息结构，实现检索和提供适合与HBIM连接的系统中评估管理的建筑遗产信息。在HBIM-MR技术中建筑遗产信息的数据采集方面，从目前的研究来看，知识本体论作为对领域知识的概念化、规范化的表达已经成功应用于建筑领域，已知知识本体论与BIM系统之间的映射关系是建筑数据采集管理主要研究方向，并在许多领域取得了良好的效果。但在建筑遗产的风险管理学术研究和实践应用很少。

研究通过在知识本体的视角下映射HBIM系统中数据采集结构，将建筑遗产的有关特征信息形成知识本体提升HBIM在建筑遗产数据信息采集效率。以此建立建筑遗产数据信息与知识本体论的知识映射，通过形成知识本体框架，实现建筑遗产评估管理的数据化、规范化的分类与查询，从而充分利用知识本体论对建筑遗产评估管理中数据信息进行知识推理。本文研究通过知识本体论生成建筑遗产评估管理研究中HBIM数据信息采集框架(5W1H模型)，使用HBIM-MR技术提供建筑遗产、用户和虚拟环境中的交互相关的建筑遗产内容可视化数据信息。

知识本体可以定义为结构化信息，便于搜索、描述、使用和管理信息资源。到目前为止，许多机构已经定义了自己的知识本体并相应地积累了丰富的数据信息采集方法。知识本体定义为可用于对实体的情况进行字符化的数据信息采集，从而制定系统、科学和规范的数据信息采集结构。知识本体论作为对领域知识的概念化、规范化的表达已经成功应用于建筑领域。

针对现有HBIM的建筑遗产数据采集结构的局限性，通过对建筑遗产进行知识本体解读，提出了在HBIM系统设计中使用统一的5W1H模型进行建筑遗产评估管理的数据采集结构。知识本体与HBIM的映射关系，在建筑遗产的评估管理中非常重要，因为它能够有效地应对给定的风险状态。因此，评估管理领域中的知识本体应用于HBIM系统应包括描述各种场所的数据信息结构，以确保有效地呈现和检索信息。

HBIM系统是一个集成了历史建筑的历史信息，并将风险信息构建与链接到3D模型的数据库的管理系统。虽然HBIM的数据结构对浏览评估管理信息和更新现场文化遗产的时效性不足，但HBIM系统在整合历史文献、监测数据、结构数据和保护状态等遗产信息方面具有优势，可用于保护、管理和监测工作。到目前为止，研究人员已尝试应用HBIM来支持与历史建筑相关的保护和监测工作。

起初HBIM用于归档和可视化几何信息，利用HBIM的参数化库将历史建筑的点云和摄影测量数据转换为3D模型。由于仅几何信息本身就缺乏文化遗产管理所需信息的多样性，因此建议将非几何信息整合起来，以便在历史建筑管理中利用HBIM，这使得数据更加丰富。

混合现实(MR)顾名思义是增强现实(AR)和虚拟现实(VR)两种图像技术的综合体。在建筑领域，混合现实技术被用于建筑数据可视化，以支持实时决策和维护数据管理。在历史建筑领域，混合现实技术是一种有效的认知工具，是用户在虚拟环境中与虚拟遗产和遗产信息交互的基本媒介。具体而言，MR技术在建筑遗产评估管理领域的应用也具有一定的优势：首先，它允许人们进行交互并直观地共享关键信息并安排维修操作。其次，它使许多专业人员能够在虚拟环境中进行协作，允许专家查看和记录用于评估管理决策的集成数据以此用于建筑遗产评估管理。

同时，如果MR与HBIM系统相关联，这是一种有效的风险信息管理工具，那么混合现实的优势就可以最大化发挥。HBIM数据已用于虚拟环境，以解决诸如异构数据共享和管理者与专家之间的通信等问题。由于HBIM包含各种类型的信息以及可以集成到混合现实环境中的数据库，因此它允许用户集成、管理和检索信息。

综上所述，当HBIM系统通过5WIH模式数据结构反映出内容时，在混合现实应用程序中搜索和共享场所信息变得很容易，遗产管理者和保护者可以更快、更准确地应对建筑遗产评估管理。

本研究建立以知识本体论与HBIM之间映射关系的视角，研究提出了5W1H(What、When、Where、Who、Why和How)基于知识本体的HBIM数据结构用于建筑遗产评估管理数据信息采集，并提出HBIM-MR技术应用相连接的框架，该框架能够远程共享和检索风险与历史数据信息。

在建筑遗产评估管理中，知识本体下的信息检索数据结构提供的信息可用于在用户和应用程序之间的交互中描述实体(如个人、场所或任何其他相关对象)的特征。在虚拟环境中，数据信息结构在建筑遗产信息检索中发挥着重要作用。数据结构由POI、节点和内容组成。它们使用5W1H模型进行分类。

5W1H统一模型通过将复杂的知识本体分为六类(What、When、Where、Who、Why和How)来感知用户在不同环境中的情况的应用程序。统一数据结构对于建筑遗产评估管理有几个优势：第一，它提供了一组以用户为中心的基本元素。第二，根据5W1H语义结构，可以生成涉及传感器的各种情况，如GPS、用户和服务。第三，它具有用于动态生成建筑遗产组件的层次结构。最后，在任何环境中开发所有系统设计时都很容易使用是因为它具有结构化元素。5W1H模型的这些优点有利于在HBIM应用等系统中重新定义和组织建筑遗产信息结构。

POI包括关于真实空间的信息、可视化的混合现实内容以及包含混合现实可视化说明的节点。内容按类型分为三层：地理信息层包含有关空间的信息。实体层包含几种类型的信息：建筑、组件等；在这种情况下，节点可以检索与POI相关的内容。资料层是指媒体内容和数据文件，可以包括文本、图纸、照片、视频和3D模型(图1)。

在建筑遗产评估管理中，数据信息结构在提供决策所需的信息方面发挥着重要作用。首先，数据信息结构用于连接数据并具有表示实体之间关系属性。例如，它将组件和多个管理数据连接为管理历史记录。其次，数据信息结构可以通过连接不同层和分类之间的实例来表示实例的层次结构。例如，它表示帧组和列之间的关系(图1)。第三，它还可以表示实体之间的语义关系，特别是领域知识可以通过因果关系反映出来。例如，在柱构件腐蚀的情况下，可以将其连接到地板构件上。

对于历史建筑信息内容的定义，我国传统建筑的构造和组件类别被定义为代表历史建筑的结构以及组件和风险之间的关系(图2)。为了确定我国历史建筑的组成分类，通过参考了建筑书籍、修复报告和专家意见。在知识本体模型中，应用文物古迹损毁诊断系统(Monument Damage Information System，MONDIS)来表示评估管理的因果关系。

建筑遗产数据信息包分为构造类和组件类(图2)。建筑和构件类别根据5W1H模型定义，该模型显示了评估管理的基本描述和特性。建筑信息的分类包括年龄、用途和建筑风格的分类。构件信息类中的1类属性分为5组(基础组、框架组、支架组、屋顶组、装饰组)，2类属性按传统历史建筑分类法分为18组(图2)。建筑物及其构件的维修性质包括评估管理信息，可分为损害表现形式、评估管理类型、评估管理历史、风险因素、风险严重性、风险应对和应对方法。用于描述评估管理信息，建立损害与风险的因果关系。

研究提出了一种在虚拟环境下使用建筑遗产评估管理过程的框架。传统的评估管理流程如下：遗产管理人检查组件的损坏情况和拍照，并将组件的状态记录在纸上。然后将管理者记录的数据传输给保护人员。保护人员根据数据进行分析和诊断，以此判断损坏的原因，并在讨论后决定采取合理的保护的措施。所有流程都记录在报告中(纸质)。本研究基于HBIM与MR技术将传统的历史建筑评估管理转变为在虚拟环境中执行此过程。

该框架包括一个内容数据库、一个HBIM系统、一个包括移动设备和一个头戴式显示器(HMD)的用户界面以及一个云数据服务器(图3)。

HBIM-MR技术的建筑遗产评估管理框架的工作流程分为风险评估识别(室外)、网络内容数据库和风险评估分析与响应(室内)三个阶段，具体可以描述为将建筑遗产数据采集信息从现场HBIM-MR应用程序传输到远程HBIM-MR应用程序的过程(图3)。

在建筑遗产评估管理中，风险评估识别(室外)阶段，建筑管理者在现场HBIM-MR应用程序中，移动设备的传感器(GPS)首先识别遗产管理者的位置，然后选择特定的建筑物。接下来应用程序通过服务器查询网络内容数据库中的HBIM系统信息，以便它可以向遗产管理者提供建筑物的历史信息。然后，建筑管理者通过移动设备将检查表和损坏的照片上传到内容数据库。

在建筑遗产评估管理中，风险评估分析与响应(室内)阶段，建筑保护者通过HBIM-MR应用程序从网络内容数据库下载建筑管理者先前上传的评估管理数据信息。然后，应用程序查询远程数据库并向保护人员提供历史和现场评估管理数据信息，以及遗产管理者对保护人员的遗产现状评解。根据提供的信息，保护人员随即诊断虚拟环境中的建筑遗产损坏程度。以此分析和诊断风险因素，并提出修复损害的建议。此过程累积的信息可用于计划未来的维修或适用于其他情况。

同时，在该框架中，服务器在连接现场和远程HBIM-MR应用程序与传输信息方面发挥着数据存储作用。创建远程内容数据库是为了存储和传递有关HBIM-MR应用程序的现场评估信息、过去的管理信息和历史的信息。该数据库不仅提供和积累评估管理信息，还提供从HBIM-MR应用程序的历史信息。远程内容数据库中的数据和媒体信息以及HBIM系统中的数据和媒体信息共享以5W1H模型结构采集的建筑遗产数据的公共属性。

具体应用而言，通过对HBIM-MR技术在建筑遗产评估管理框架的逻辑分析，利用鼓浪屿“汇丰公馆”的建筑遗产评估管理为例，研究知识本体视角下HBIM-MR技术在建筑遗产评估管理的应用模型。

由于该建筑遗产是由许多构件组装而成的，拆卸前很难知道确切的形状。因此，修复报告中的图纸、CAD蓝图和照片被用来创建虚拟建筑。虚拟建筑使用3ds Max软件建模，然后使用SketchUp软件对其进行转换，以构建可在Revit软件中使用的HBIM数据(图4)。构件族是根据构件分类法使用Revit软件创建的。每个组件都有属于自己的参数，这些参数是根据知识本体论基于5W1H模型数据信息结构定义。通过参考维修报告和检查表，将建筑遗产评估管理信息插入每个组件。

HBIM-MR技术提供了能够连接HBIM系统、数据库和MR应用的数据链。该数据链的实现步骤如下：1)HBIM数据通过DB-Link插件转换成Excel格式；2)数据导出到MySQL数据库；3)URL地址导入到MySQL数据库；4)用户在虚拟环境中选择POI时，相关信息导出到MR应用程序(图4)。从而实现HBIM系统和数据库的MR应用程序之间的数据交互体验。MR应用程序的内容数据库是在关系型数据库MariaDB上设计的，用于数据和相关媒体信息的云存储和云管理。为了将知识本体下的数据结构应用到相关数据库，表格被划分为POI、节点、链接器和资产。这些资产包括媒体资料、建筑、组件和管理表。每个表都有一个唯一的编号(ID列)和与HBIM数据库连接的URL，用于检查附加的BIM数据信息(图5)。

实施应用程序用于以下过程：首先，在现场HBIM-MR应用程序中，访问历史建筑的遗产管理者可以浏览该遗产的基本信息，检查每个组成部分的潜在风险，并使用现场审查建筑物的评估管理历史HBIM-MR应用程序。遗产管理者还可以通过单击多媒体图标来参考多媒体内容。在现场HBIM-MR应用程序中，遗产管理者可以同时拍照并检查清单上的项目。其次，在远程HBIM-MR应用中，遗产保护者检查组件的状况信息和周围环境。然后，保护人员确定并记录建筑物的状况、风险因素、损坏的严重程度以及适当的风险响应。最后，遗产保护者在虚拟组件上记录文本或语音评论，以描述任何必要的评估工作以及修复指导，所有的数据信息交流都保存在远程内容数据库中。

在建筑遗产评估管理中，在建筑遗产保护过程中，传统的评估管理手段在时间、空间以及科学性方面无法满足大数据时代的要求。利用先进的计算机数据管理技术包括历史建筑信息模型(HBIM)和混合现实(MR)，简称HBIM-MR技术，基于知识本体论与HBIM之间映射关系的视角下，提出5W1H模型的HBIM数据信息结构用于建筑遗产数据信息采集，并提出HBIM-MR技术应用相连接的建筑遗产评估管理框架。最后，通过“汇丰公馆”的建筑遗产评估管理为例，开发基于HBIM-MR技术的建筑遗产评估管理应用模型，突破时间空间限制提供科学全面的评估管理指导。本体论视角下HBIM-MR技术在建筑遗产评估管理中具有系统性、便利性、直观性和专业性，提高建筑遗产评估管理的使用经济效率。