淺析古建筑測(cè)繪的傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)

周斌+向瑞

摘要：文章首先對(duì)武漢曇華林改造及東湖綠道古建筑改造概況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并分析了古建筑測(cè)繪的意義，然后分別從傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)兩個(gè)方面，對(duì)古建筑測(cè)繪方法分類進(jìn)行了相應(yīng)的探討，最后闡述了古建筑測(cè)繪的具體內(nèi)容，希望對(duì)相關(guān)研究有所幫助。

關(guān)鍵詞：古建筑；測(cè)繪；傳統(tǒng)方法；現(xiàn)代技術(shù)

引言

建筑遺產(chǎn)的保護(hù)需要有建筑物的真實(shí)尺寸、各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和各組成部分的實(shí)際尺寸、整體與各組成部分的真實(shí)比例關(guān)系等數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，即建筑物的平、立、剖圖。重大古建筑在大規(guī)模修復(fù)前也要求進(jìn)行精確的測(cè)繪工作，以取得較完備的科學(xué)記錄檔案，為古建筑保護(hù)和修復(fù)提供第一手資料，并且為將來(lái)的古建筑研究提供重要數(shù)據(jù)。古建筑測(cè)繪是通過(guò)測(cè)量取得實(shí)地實(shí)物的尺寸和數(shù)據(jù)，繪制出一套完整的圖紙并且撰寫(xiě)測(cè)繪報(bào)告，即綜合運(yùn)用測(cè)量和繪圖技術(shù)來(lái)記錄和表達(dá)古代建筑。本文就古建筑的測(cè)繪作簡(jiǎn)單的探討。

1武漢曇華林改造及古建筑改造概況

從城市文化表象上看，曇華林對(duì)于武漢有著非同尋常的意義，曇華林總面積為1.2平方公里，共52棟優(yōu)秀歷史建筑和200多家商鋪。2015年1月，其改造設(shè)計(jì)方案中期審查通過(guò)；同年6月，武漢市政府規(guī)委會(huì)審批通過(guò)；11月，武漢武昌文化旅游發(fā)展有限責(zé)任公司啟動(dòng)對(duì)曇華林瑞典教區(qū)片的征收。而有別于一般的商業(yè)開(kāi)發(fā)，該工程將對(duì)其3.7公頃范圍進(jìn)行歷史文化街區(qū)保護(hù)性開(kāi)發(fā)，改造范圍僅占整個(gè)曇華林總面積很小的一部分。具體而言，3.7公頃范圍包括真理中學(xué)舊址、懿訓(xùn)女校舊址、瑞典教區(qū)舊址等15棟優(yōu)秀歷史建筑、10多家商鋪和400余戶居民樓。此次改造按照“修舊如故”的原則，使得改造風(fēng)格與整個(gè)歷史街區(qū)保持一致，不輕易動(dòng)一磚一瓦，保護(hù)它原有的煙火氣息和文化氣息。

2古建筑測(cè)繪的意義

在對(duì)古建筑進(jìn)行研究與改造時(shí)，其要做的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作就是古建筑測(cè)繪。在古建筑測(cè)繪中引入現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，可以很好地解決建筑測(cè)繪中的誤差與問(wèn)題，對(duì)于建立科學(xué)的古建筑測(cè)繪體系，在探索古建筑測(cè)繪新途徑，保護(hù)和開(kāi)發(fā)古建筑遺跡等方面都具有一定的積極作用。古建筑測(cè)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)，同時(shí)又為建筑歷史與理論研究、建筑史教學(xué)提供真實(shí)的基礎(chǔ)資料，對(duì)繼承發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)建筑文化與探索有中國(guó)特色的現(xiàn)代建筑創(chuàng)作具有十分重要的意義。對(duì)于文物建筑而言，要想確保工作的順利進(jìn)行，就要做好檔案記錄工作，這是一切工作實(shí)施的基礎(chǔ)，而在檔案記錄工作中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是古建筑的測(cè)繪。因?yàn)橹挥袦y(cè)繪圖紙可以最為詳盡地展現(xiàn)出文物建筑的現(xiàn)狀，這是任何文字表述無(wú)法替代的。

3古建筑測(cè)繪方法分類

3.1傳統(tǒng)的方法

傳統(tǒng)的古建筑測(cè)繪以直尺和角尺、垂球等工具直接量取建筑物及其構(gòu)件的尺寸，獲取的最終資料是“圖樣”和一些文字記錄。從測(cè)繪的角度看，這種方法優(yōu)點(diǎn)是原始簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是精度低、沒(méi)有明確的精度指標(biāo)，且登高測(cè)量有對(duì)測(cè)量員來(lái)說(shuō)具有一定的危險(xiǎn)性，并會(huì)對(duì)建筑物的完好無(wú)損構(gòu)成威脅。例如，在對(duì)建筑物的高度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其測(cè)量過(guò)程的難度比較大，且具有極高的危險(xiǎn)性。所以，在當(dāng)代社會(huì)中，傳統(tǒng)的測(cè)繪方法已經(jīng)很少被使用，但是傳統(tǒng)方法在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的古建筑測(cè)繪中具有十分重要的作用，是不可缺少的一個(gè)土方法。

3.2現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)

伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與更新，測(cè)繪技術(shù)也得到了一定的發(fā)展。在現(xiàn)代測(cè)繪中，直尺、角尺以及垂球等直接量取建筑物及其構(gòu)件尺寸的工具已經(jīng)很少被使用，而是被現(xiàn)代攝影技術(shù)與激光三維掃描技術(shù)所替代，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用可以獲取古建筑物的尺寸信息，并能夠?qū)⑵浞湃腚娔X中進(jìn)行整理與計(jì)算，以此來(lái)完成古建筑的測(cè)繪。與傳統(tǒng)測(cè)繪方法相比，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)來(lái)得更便捷，更安全，更精確，并且由于測(cè)量?jī)x器與工具很少直接接觸建筑物，故很少會(huì)破壞建筑物。

3.2.1近景攝影測(cè)量

近景攝影測(cè)量是通過(guò)攝影和攝影測(cè)量處理以獲取被攝目標(biāo)形狀、大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一門(mén)技術(shù)。與傳統(tǒng)古建筑測(cè)繪方法相比，近景攝影測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)攝影來(lái)研究古建筑，屬于非接觸性測(cè)量手段，不傷及古建筑，不干擾古建筑的自然狀態(tài)，可在惡劣條件下作業(yè)。它基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摵同F(xiàn)代的軟硬件，是高精度與高可靠性的測(cè)量手段，可提供1‰～1%的精度，有明確的精度指標(biāo)。但是，它也存在一定的缺陷，其不能直接獲得三維模型，而需要通過(guò)影像的匹配與計(jì)算。另外，近景攝影測(cè)量技術(shù)含量較高，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作；相關(guān)硬件設(shè)備價(jià)格昂貴，投入比較大；影像獲取過(guò)程中極易受光源的影響；在測(cè)量時(shí)需要在建筑物上布置與設(shè)置控制點(diǎn)標(biāo)志，這就會(huì)對(duì)古建筑產(chǎn)生一定程度的破壞。

3.2.2激光三維掃描測(cè)量

近年來(lái)，隨著長(zhǎng)距離激光三維掃描技術(shù)在獲得多目標(biāo)空間點(diǎn)陣數(shù)據(jù)方面的突破，激光三維掃描技術(shù)已在機(jī)載激光測(cè)高和城市三維影像模型建立等方面得到應(yīng)用。目前，激光三維掃描系統(tǒng)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(cè)量的效率。激光三維掃描技術(shù)已經(jīng)在復(fù)雜的古建筑測(cè)繪中得到了應(yīng)用，與傳統(tǒng)測(cè)繪方法相比，激光三維掃描技術(shù)在測(cè)量中具有快速、高效的優(yōu)勢(shì)，并在三維立體建模與模型化精度以及數(shù)據(jù)處理方面起著極其重要的作用。對(duì)于三維激光掃描技術(shù)來(lái)說(shuō)，其可以在任何復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行掃描操作，并可以把各種實(shí)體的三維數(shù)據(jù)采集到電腦中，以為后續(xù)工作的進(jìn)行提供必要的資料。

4古建筑測(cè)繪的具體內(nèi)容

4.1前期勘測(cè)

在進(jìn)行古建筑近景測(cè)量時(shí)，其首要步驟就是進(jìn)行前期勘測(cè)，這同時(shí)也是進(jìn)行近景攝影測(cè)量的基礎(chǔ)。通常來(lái)說(shuō)，在開(kāi)展古建筑測(cè)繪工作時(shí)，首先應(yīng)對(duì)古建筑的大體位置進(jìn)行確定，并要設(shè)置好古建筑的特征點(diǎn)與古建筑所在區(qū)域的控制點(diǎn)等。就攝影方面來(lái)說(shuō)，還要確定相機(jī)的位置，攝影的角度，高度以及路線等等。這些前期勘探所收集到的數(shù)據(jù)對(duì)于后期的測(cè)繪過(guò)程具有十分重要的意義。

4.2測(cè)繪過(guò)程

在完成前期勘測(cè)之后，就要實(shí)施古建筑測(cè)繪的第二步，也就算測(cè)繪過(guò)程。在實(shí)際測(cè)繪過(guò)程中主要包含兩個(gè)方面，即內(nèi)業(yè)測(cè)繪與外業(yè)測(cè)繪。在進(jìn)行外業(yè)測(cè)繪時(shí)，應(yīng)根據(jù)古建筑現(xiàn)場(chǎng)情況，來(lái)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的一些古建筑基本特征點(diǎn)以及高程等；在開(kāi)展內(nèi)業(yè)測(cè)繪工作時(shí)，主要是在儀器中運(yùn)用相關(guān)的電子軟件對(duì)古建筑的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和圖片處理等等。測(cè)繪過(guò)程是實(shí)現(xiàn)古建筑測(cè)繪的關(guān)鍵，在這個(gè)過(guò)程中不僅需要盡量減少由于測(cè)量不準(zhǔn)確而造成的誤差，還需要有相關(guān)的應(yīng)變能力，處理好在測(cè)量的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的突發(fā)情況。

4.3后期信息處理

在古建筑測(cè)繪中，后期信息處理是其最后一個(gè)步驟，同時(shí)也是最后的整理階段。在對(duì)后期數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理時(shí)，測(cè)量人員不但需要重新整理、編輯與處理內(nèi)業(yè)測(cè)量的結(jié)果，還要根據(jù)具體的要求來(lái)對(duì)投影圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換與補(bǔ)充。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，古建筑的測(cè)繪工作是其修復(fù)、保護(hù)的基礎(chǔ)性工作，為了更好地保護(hù)與修復(fù)古建筑，就要保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用科學(xué)的測(cè)繪方法，不斷提高測(cè)繪精度，以便為古建筑保護(hù)和修復(fù)提供第一手資料，并且為將來(lái)的古建筑研究提供重要數(shù)據(jù)。

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