امتداد CityGML لنمذجة العمارة الخشبية الصينية القديمة ثلاثية الأبعاد بمعلومات دلالية

لماذا تحتاج المعابد الخشبية القديمة إلى أدوات رقمية جديدة

في أنحاء الصين تقف قاعات ومعابد خشبية عمرها قرون، وأسقفها متعددة الطبقات ودعاماتها المعقدة صمدت أمام الزلازل والحروب والطقس. ومع ذلك تظل هذه التحف هشة، ولم يعد حفظها يعتمد على النجارة وحدها. تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة لوصف مثل هذه المباني في ثلاثة أبعاد بحيث تفهمها الحواسيب ليس فقط من حيث المظهر، بل أيضاً ما هو كل جزء وكيف ينسجم مع البقية، ما يؤسس لسبل أكثر ذكاءً للحفاظ والبحث.

تحويل الحرفة القديمة إلى لبنات رقمية

تتبع العمارة الخشبية الصينية التقليدية منطقاً منظماً: قاعدة مرتفعة، هيكل خشبي من أعمدة وعوارض، وسواك أو أبواب محيطة، وسقف معقد. تسمح مجموعة دعائم خشبية خاصة تُدعى دوغونغ وموصلات الوصل والتجويف لأن تتكيف المباني أثناء الزلازل وفي الوقت نفسه تحمل الأسقف المكسوة بالقرميد الثقيل. يجادل المؤلفون بأنه لكي نحمي هذا التراث حقاً، يجب أن تلتقط النماذج الرقمية هذه التسلسلات الهرمية والمفردات التقليدية، وليس الشكل الخارجي فقط. النماذج ثلاثية الأبعاد الحالية وحتى العديد من نماذج معلومات المباني الموجهة للتراث تسجل الأشكال بدقة لكنها تمحو أو تتجاهل التصنيفات التقليدية التي يستخدمها الحرفيون، مما يصعّب طرح أسئلة مثل أي العناصر تنتمي إلى طبقة السقف أو كيف ترتبط مجموعة دعائم معينة بالأعمدة القريبة.

إضافة معنى إلى نماذج المدن ثلاثية الأبعاد

لسد هذه الفجوة، وسع الباحثون معيار CityGML الدولي المستخدم لوصف المدن ثلاثية الأبعاد بإنشاء ملحق متخصص سُمّي امتداد نطاق تطبيق العمارة الخشبية الصينية (CTAADE). يقدم هذا الامتداد أربع طبقات رئيسية — الأساس، الإطار الخشبي، الحايدة العمودية، والسقف — و17 نوع مكون رئيسي، بما في ذلك القواعد والأعمدة والعوارض والرامات والقرميد والجدران والنوافذ والدوغونغ. يمكن لكل كائن رقمي أن يحمل معلومات مثل الفترة التاريخية، النمط، مستوى الحماية، والأبعاد، ويرتبط بسطوح هندسية في الفضاء. من خلال تعشيق هذه المكونات في هرمية واضحة، يتيح CTAADE للحواسيب «أن تعرف» أن عارضة معينة تنتمي إلى قاعة معينة، وتقع في طبقة الإطار الخشبي، وتربطها مجموعة أعمدة وأجزاء سقف محددة.

من ملفات التصميم إلى نماذج تراثية غنية دلالياً

بناءً على هذا الإطار، ابتكر الفريق خط سير لتحويل نماذج معلومات المباني التراثية القائمة إلى نماذج مدن متوافقة مع CTAADE. انطلاقاً من نموذج ثلاثي الأبعاد مفصل أنشئ في برامج تصميم تجارية، يستخرجون تلقائياً أشكال وسمات كل كائن. وبما أن النموذج الأصلي يوسم العناصر بتصنيفات واسعة فقط، يصنف الخبراء بعد ذلك كل قطعة — مثل التمييز بين القواعد، والأبواب، والعوارض، أو مجموعات الدعائم الفردية — باستخدام جدول تطابق متماشى مع 17 نوع مكوّن في CTAADE. تقوم سكربتات مخصصة أخيراً بترميز كل هذه الهندسة والمعنى إلى ملفات CityGML، بحيث يمكن قراءة النتيجة بواسطة نظم المعلومات الجغرافية القياسية وأدوات التصور.

تجريب المنهج في قاعة معبد رئيسية

لتوضيح ما يمكن لنهجهم تحقيقه، طبق المؤلفون CTAADE على قاعة الرحمة العظيمة في معبد تشونغشان في تاييوآن بمقاطعة شانشي، وهي قاعة خشبية كبيرة من عصر مينغ ذات حواف متعددة وزخرفة خشبية غنية. حوّلوا نموذج معلومات المبنى التراثي إلى نموذج مدينة ثلاثي الأبعاد قائم على CTAADE احتوى على 4,704 مكونات دلالية وأكثر من نصف مليون سطح مثلثي. باستخدام عارضات متخصصة، تأكدوا أن الملف يتبع قواعد CityGML وأن البوادئ الهندسية كانت شبه صالحة تماماً. والأهم من ذلك، أن البرنامج تمكن من عرض شجرة المكونات، وتحديد عناصر فردية مثل مجموعة دعامة واحدة أو طبقة سقف، وعرض سماتها وعلاقاتها، مما أمّن استعلامات غنية كانت مستحيلة مع مجرد شبكة مضلعية.

ما يعنيه هذا لحماية المباني التاريخية

بمصطلحات يومية، يمنح هذا العمل حفظة الآثار والمخططين والباحثين لغة مشتركة قابلة للقراءة بالحاسوب للتحدث عن المعابد الخشبية المعقدة. بدلاً من معاملة القاعة كقشرة صلبة، يكسر CTAADEها إلى أجزاء ذات معنى يمكن البحث فيها وتحليلها وربطها ببيانات أخرى مثل محاكاة الهيكل أو التعرض للطقس. وفي حين يركّز النموذج الحالي على نوع مبنى رئيسي واحد ولا يزال يعتمد على الخبرة البشرية في تصنيف المكونات، يمكن توسيعه إلى هياكل أخرى وإقرانه بالذكاء الاصطناعي لتسريع التعرف. في النهاية، قد يدعم هذا النهج الثلاثي الأبعاد الدلالي التوائم الرقمية لمواقع التراث، مساعداً المجتمع في تخطيط الإصلاحات، وتقييم المخاطر، والحفاظ على المعرفة المضمنة في النجارة القديمة للأجيال القادمة.

الاستشهاد: Zhang, J., Hou, M., Chen, J. et al. A CityGML ADE for modeling ancient chinese timber architecture in 3D with semantic information. npj Herit. Sci. 14, 271 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02535-2

الكلمات المفتاحية: العمارة الخشبية الصينية القديمة, النمذجة الدلالية ثلاثية الأبعاد, CityGML ADE, حفظ التراث الثقافي, تكامل HBIM