【摘要】古建筑是國家和民族的文化遺產(chǎn),是國家和民族的歷史傳統(tǒng)的一種載體,它們經(jīng)歷歲月的滄桑,自然和人為的破壞,亟待保護(hù),準(zhǔn)確的測繪圖樣是古建筑保護(hù)工作的基礎(chǔ)。本論文主要是論述測繪古建筑的方法,以及與傳統(tǒng)測量方法的區(qū)別。 

  【關(guān)鍵詞】手工測量;測繪技術(shù) 

  一、古建筑測繪技術(shù)方法 

  在古建筑的測繪工作中,傳統(tǒng)的手工測量實(shí)際就是將大部分的測量工作變?yōu)榫嚯x測量,主要利用卷尺進(jìn)行簡易的高程測量和距離測量,通過距離交會(huì)法和直角坐標(biāo)法對(duì)古建筑進(jìn)行平面定位。而現(xiàn)在,各種現(xiàn)代化的技術(shù)也相繼出現(xiàn),主要有以下幾種: 

  1、電子全站儀。這是集對(duì)古建筑的距離測量、高差測量和角度測量于一體的一種測量設(shè)備,它的基本功能是測量古建筑的豎直角、水平角和斜距,并且可以借助固化軟件,組成多種測量的功能,比如,可以顯示并計(jì)算古建筑的三維坐標(biāo),即高差、平距和鏡站點(diǎn),并且進(jìn)行懸高測量、對(duì)邊測量、偏心測量和面積計(jì)算等。在單體的古建筑測量過程中,可以采用免棱鏡全站儀中的對(duì)邊測量或懸高測量等。 

  2、遙感影像處理技術(shù) 

  遙感的基本原理:一切物體,都具有向外反射、輻射電磁波的特點(diǎn),由于每一種物體的物理和化學(xué)特性以及入射光的波長不同,因此他們對(duì)入射光的反射率也不同,遙感就是根據(jù)這個(gè)原理來探測目標(biāo)對(duì)象反射和發(fā)射的電磁波,獲取目標(biāo)的信息,通過計(jì)算機(jī)或者目視解譯完成遠(yuǎn)距離物體識(shí)別的技術(shù)。 

  遙感影像處理技術(shù)作為一種快速、高效、經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)獲取手段,在古建筑測繪中,利用衛(wèi)星遙感或者航空遙感,獲取古建筑遺跡的影像資料,運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)對(duì)這些影像進(jìn)行增強(qiáng)和處理。同時(shí),根據(jù)古建筑遺址范圍內(nèi)的地面現(xiàn)狀和光譜成像的規(guī)律等相互關(guān)系,對(duì)影像的色調(diào)、紋理、圖案及其時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行研究,制作大范圍,大場景的影像地圖,提供不同尺度的空間數(shù)據(jù)模型,判定遺跡或建筑的位置、分布等特征,進(jìn)行遺址探查、測量等。目前,高精度的衛(wèi)星遙感影像的地面分辨率已達(dá)到50cm,航空遙感影像的精度已可以達(dá)到10cm,在對(duì)精度要求不高的情況下可進(jìn)行相關(guān)測繪(例如可進(jìn)行長城的地形測繪工作)。而對(duì)于規(guī)模較小,場景范圍有限的古建筑,近景攝影測量便凸顯出優(yōu)勢。 

  4、三維激光掃描技術(shù) 

  三維激光掃描儀是將無合作目標(biāo)激光測距儀與角度測量系統(tǒng)組合的一種自動(dòng)化快速測量系統(tǒng)。激光掃描儀獲取的點(diǎn)數(shù)據(jù)一般均勻分布于研究對(duì)象的表面。 

  由于古建筑結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn),建筑內(nèi)部光線條件較差、場地狹窄的部位較多,攝影測量則會(huì)因?yàn)楣饩不足或場地限制受影響,而激光掃描儀就會(huì)表現(xiàn)出較高適應(yīng)性。古代建筑結(jié)構(gòu)和布局上呈現(xiàn)分層錯(cuò)落的特點(diǎn),攝影測量技術(shù)對(duì)于分層感較大的建筑結(jié)構(gòu)信息提取和解譯工作不理想,而激光掃描儀則可以靈活選取觀測位置,盡可能詳盡的掃描因分層、遮擋的結(jié)構(gòu)或建筑。 

  古建筑研究工作需要完整記錄主要建筑結(jié)構(gòu)信息、附屬構(gòu)件信息,通過對(duì)激光掃描獲取的數(shù)據(jù)建?梢酝暾峁└鞣N建筑本體幾何信息。通過拍攝建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件影像,利用3DMAX等軟件可以對(duì)模型進(jìn)行紋理材質(zhì)的貼賦。帶有豐富表面紋理特征的構(gòu)件模型可以作為電子文獻(xiàn)記錄等基礎(chǔ)性資料存入數(shù)據(jù)庫。 

  二、古建筑測繪各種技術(shù)與方法探析 

  古建筑測繪是保護(hù)、發(fā)掘、整理和利用古代優(yōu)秀建筑遺產(chǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),為建筑遺產(chǎn)保護(hù)提供科學(xué)記錄的檔案,使保護(hù)工作科學(xué)、有效地進(jìn)行,同時(shí)又為建筑歷史與理論研究、建筑史教學(xué)提供翔實(shí)的基礎(chǔ)資料,為繼承發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)建筑文化、探索有中國特色的現(xiàn)代建筑創(chuàng)作提供借鑒。 

  從古建筑測繪上述概念出發(fā),其工程目的其實(shí)質(zhì)就是真實(shí)客觀地反映古建筑的原貌,為古建筑提供詳盡、系統(tǒng)的資料,作為技術(shù)檔案保存,為日后的修復(fù)、重建提供可靠的資料,同時(shí)為研究一個(gè)國家、民族或地區(qū)的建筑群的傳統(tǒng)、特征、特點(diǎn)提供詳盡可靠的資料,按照需要測制不同比例尺的平面圖、側(cè)面圖及等值圖等,是保護(hù)、發(fā)掘、整理和利用古代建筑遺產(chǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),可為建筑歷史與理論研究、建筑史教學(xué)提供翔實(shí)的基礎(chǔ)資料,可為繼承發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)建筑文化、探索有中國特色的現(xiàn)代化建筑創(chuàng)作提供借鑒。我們?nèi)绻麖臏y繪學(xué)的角度真實(shí)客觀地反映古建筑的原貌,往往不會(huì)考慮工程目的深層次意義,可能造成古建筑測繪工程目的部分流失,所以要更多地是從建筑學(xué)的角度來要求測繪內(nèi)容。 

  古建筑測繪中手工測量實(shí)質(zhì)上是把大多數(shù)測量問題都轉(zhuǎn)化為距離測量,主要利用卷尺進(jìn)行距離測量和簡易高程測量,通過直角坐標(biāo)法或距離交會(huì)法進(jìn)行平面定位。電子全站儀是集距離測量、角度測量、高差測量于一體的測量設(shè)備。全站儀的基本功能是測量水平角、豎直角和斜距,借助于內(nèi)固化軟件,可以組成多種測量功能,如可以計(jì)算并顯示平距、高差以及鏡站點(diǎn)的三維坐標(biāo),進(jìn)行偏心測量、懸高測量、對(duì)邊測量、面積計(jì)算等。在單體建筑測量中可用免棱鏡全站儀的懸高測量、對(duì)邊測量等功能。數(shù)字近景攝影測量方法是由攝影機(jī)拍攝的數(shù)字影像為基礎(chǔ),通過計(jì)算機(jī)分析與處理,獲取數(shù)字圖形和數(shù)字影像的攝影測量技術(shù)。 

  在古建筑測繪中,利用數(shù)字近景攝影測量技術(shù),采用人機(jī)協(xié)調(diào)策略在電腦上還原三維立體模型,可以借以精確描述古建筑復(fù)雜的幾何變化。三維激光掃描系統(tǒng)方法主要由三維激光掃描儀和系統(tǒng)軟件組成,在獲取空間信息方面提供了一種全新的技術(shù)手段,使傳統(tǒng)的單點(diǎn)采集數(shù)據(jù)變?yōu)檫B續(xù)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù),從而提高了測量的效率;它還具有測量精度高、全天候、多方位、無需布控制等優(yōu)點(diǎn),在快速獲取三維數(shù)據(jù)并建立三維立體模型方面有著無可比擬的優(yōu)越性。根據(jù)工程實(shí)施的目的要求,這兩種方法由模型可生成立面圖、平面圖、等值圖、投影圖、透視圖等,可為古建筑測繪成果的數(shù)字化進(jìn)而最終建立古建筑保護(hù)工程管理系統(tǒng),提供高效的管理、查詢與分析功能。 

  從古建筑測繪的工程目的出發(fā),我們應(yīng)盡可能地采用數(shù)字近景攝影測量方法和三維激光掃描系統(tǒng)方法測繪古建筑圖件,它對(duì)于古代建筑的保護(hù)、維修或重建工程是最合適和最理想的方法,也是其它方法所無法替代的。是古建筑測繪實(shí)踐應(yīng)提倡的方法。如果我們不僅僅重視測繪的結(jié)果,還更重視測繪的過程、重視對(duì)古建筑設(shè)計(jì)的體念,就應(yīng)該采用手工測量方法更為合適,但應(yīng)加入免棱鏡全站儀測量技術(shù),主要是全站儀對(duì)邊測量技術(shù)、懸高測量技術(shù)等,可以對(duì)一些手工難以量測的部位進(jìn)行快速測量,從而提高作業(yè)效率。在工程實(shí)施中,應(yīng)吸收有測繪類與建筑類經(jīng)歷的人共同參加古建筑測繪工作,同時(shí)還要求有測繪背景的人有一定的建筑知識(shí)、有建筑背景的人有一定的測繪知識(shí),并根據(jù)工程規(guī)模的大小采用相應(yīng)的測繪技術(shù)方法,才能滿足古建筑測繪的目的與要求,從而取得良好的工程實(shí)施效益。 

  綜上所述,基于古建筑測繪工作的最終目的,我們要盡可能多的采用較為現(xiàn)代化的測繪技術(shù)手段,如近景攝影測量的方法、三位激光掃描等,更好的測繪古建筑的圖件,更好進(jìn)行古建筑的維修、保護(hù)或者是重建,在測繪工作過程中,還要吸收有相關(guān)教育和經(jīng)驗(yàn)的人一起進(jìn)行測繪工作,根據(jù)實(shí)際古建筑的規(guī)模,采取相對(duì)應(yīng)的技術(shù)方法,滿足古建筑測繪的要求和目的,從而獲得良好的工程效益。 

  參考文獻(xiàn): 

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