古建筑保護中信息化測繪技術(shù)的應用研究

陳銘

摘 要：古建筑是文化傳承的關(guān)鍵載體之一，是當時工匠工藝水平的真實體現(xiàn)。為了進一步提高古建筑保護力度，該領(lǐng)域已逐漸引入了現(xiàn)代信息化測繪技術(shù)。文章在分析信息化測繪技術(shù)的基礎(chǔ)上，探索了古建筑保護信息化測繪技術(shù)，并指出古建筑保護中應用信息化測繪技術(shù)應注意的事項，期望能促進古建筑保護水平及質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：古建筑保護;信息化測繪技術(shù);應用

千百余年文化發(fā)展歷史上遺留下來的古建筑，彰顯了古代匠人的工藝水平，是一項價值極高的文物。開展古建筑保護工作，是尊重歷史，也是保存歷史文化發(fā)展的必要措施。要想將古建筑更好地保存并利用，有必要借助信息化測繪技術(shù)開展相關(guān)工作，并妥善處理對應信息。在詳細處理信息記錄的過程中，以測繪獲取的數(shù)據(jù)為依據(jù)，能夠更好地對古建筑搬遷及維護展開技術(shù)處理，能促進古建筑保護工作成效的提升。

1 信息化測繪技術(shù)概述

信息化測繪時代，以“3S”技術(shù)（GPS、RS、GIS）為基礎(chǔ)的測繪作業(yè)手段，包含計算機、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）以及全站儀等技術(shù)設備。將信息化測繪技術(shù)應用于古建筑保護，能以古建筑為對象展開立體化的數(shù)據(jù)收集與整理，這樣在后續(xù)維修保護工作的開展中便能取得真實可靠的數(shù)據(jù)信息。①近年來，古建筑受損的事件頻頻發(fā)生，要想為古建筑提供安全保障，使其能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應用信息化測繪技術(shù)開展古建筑保護工作的帷幕早已拉開。在現(xiàn)代化技術(shù)設備的運用下對古建筑的地理位置及空間數(shù)據(jù)進行記錄，可將豐富的數(shù)據(jù)信息應用于古建筑測繪及保護。

2 古建筑保護信息化測繪設備與技術(shù)

2.1 電子全站儀

電子全站儀這一測量設備能夠進行古建筑的高差測量、角度測量及距離測量，包括測量古建筑斜距、水平角及垂直角的基礎(chǔ)功能，還能在固化軟件的幫助下完成各種測量功能的構(gòu)建。例如，利用電子全站儀，能夠全面計算古建筑的三維坐標，即計算高差、平距及鏡像站點，同時還支持面積計算、偏心測量、懸高測量以及對邊測量等工作的開展。

2.2 數(shù)字近景攝像

數(shù)字近景攝像技術(shù)引入攝像機進行拍攝，在獲取相關(guān)數(shù)字影像后，轉(zhuǎn)用計算機進行處理，取得的數(shù)字圖像與攝像十分精確、清晰。將數(shù)字近景攝像技術(shù)應用于古建筑保護的測繪工作，在人機協(xié)調(diào)措施的配合下，能將古建筑的三維立體模型真實地還原在計算機上，不僅能夠更加精確、有效地對古建筑內(nèi)繁雜的幾何變化展開描述，還能幫助保護維修人員更清楚地了解古建筑的構(gòu)造，提高保護與維修成效。

2.3 三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描需要軟件和三維激光掃描儀。測繪工作開展期間，利用該技術(shù)能自動、有效且連續(xù)地獲取古建筑的各個空間材料，整體性地提升古建筑測繪的效率。在古建筑保護中應用三維激光掃描技術(shù)，能更精準、全面且綜合地實施測量，無須進行布控，即可快速獲取三維信息數(shù)據(jù)并運用于三維立體模型的創(chuàng)建，為保護維修人員提供真實的模型參考。該技術(shù)相對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言，優(yōu)勢更加突出。

2.4 遙感影像處理技術(shù)

所有物體都能將電磁波向外反射或輻射，這是遙感技術(shù)的基本原理，也是遙感影像處理技術(shù)的根本原理。不同物體有不同的入射光波長及物理化學特征，所以也有不同的入射光反射率，遙感影像處理技術(shù)在獲取目標信息時便是以這一原理為基礎(chǔ)，通過探測目標對象反射的電磁波實現(xiàn)的。在識別遠距離物體時，結(jié)合計算機、目視解譯方可達成該目標。

遙感影像處理技術(shù)獲取數(shù)據(jù)十分快速、高效，將其應用于古建筑測繪，通過航空遙感或衛(wèi)星遙感的運用，即可順利獲取古建筑影像資料，后續(xù)通過相關(guān)處理技術(shù)完成影像處理。①同時，在遵循光譜成像規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合古建筑周邊地形，能夠制作范圍更大的場景影像地圖，可用于影像紋理、色調(diào)等內(nèi)容的研究。在構(gòu)建了各尺度空間數(shù)據(jù)模型后，依照模型測量古建筑或判定位置等。目前，衛(wèi)星遙感影像與航空遙感影像具備較高的精度，兩者在地面分辨率上分別能夠達到50厘米和10厘米的精度，基本上能滿足精度要求不是極高的工作任務需求。如在測繪長城地形這一工作中，通過該技術(shù)即可順利完成。而對場景范圍有限且規(guī)模相對偏小的古建筑進行測繪，近景攝影測量技術(shù)更適用。

3 古建筑保護中應用信息化測繪技術(shù)的注意事項

3.1 前期勘測

古建筑保護中，在近景攝影測量時首當其沖的便是前期勘測這個環(huán)節(jié)，這也是近景攝影測量的基礎(chǔ)。通常情況下，在測繪具體的古建筑時，首先需要明確古建筑大概位置、特征點及所處區(qū)域控制點等內(nèi)容。而在攝影方面，需要確定相機位置和攝影高度、角度、路線等。前期勘測采集的數(shù)據(jù)在后續(xù)測繪中發(fā)揮著不可忽視的作用，能在很大程度上影響古建筑保護及維修工作的開展質(zhì)量。

3.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

當前，一些城市為了滿足自身建設需要或躲避自然災害，有時會對古建筑進行保護搬遷。②此時，采集外業(yè)數(shù)據(jù)必須精確、全面。目前，在以全野外數(shù)字化模式為主的外業(yè)數(shù)據(jù)采集中，搜集古建筑信息時，由于運用了信息采集軟件，所以能確保信息的全面性和完整性。這一過程中，需要遵循以下流程開展工作：首先，以古建筑重要位置及邊緣為目標安裝控制點，結(jié)合紅外探測器掃描功能，確?？刂泣c安裝位置準確無誤，以便更精確地描繪古建筑。其次，碎步測量。通過該流程最終能取得精度更高的測繪成果，完整地展現(xiàn)古建筑內(nèi)部細節(jié)。③具體實施中涉及全站儀的使用，依托漫反射方式反復測繪后，逐步縮小誤差區(qū)間。再次，我國古建筑最開始建造時普遍采用了梁、柱、墩等結(jié)構(gòu)，碎步測量基本無法全面測量這些結(jié)構(gòu)的角度及位置，所以還需要三棱鏡反射測量的配合。最后，外業(yè)測繪完成后，向計算機中傳輸各類數(shù)據(jù)信息，并將測量數(shù)據(jù)等比縮?。?∶100），結(jié)合數(shù)據(jù)及符號逐步完成模型的構(gòu)建。

3.3 測繪過程

具體測繪是由外業(yè)與內(nèi)業(yè)兩方面的測繪組成。外業(yè)測繪是以古建筑現(xiàn)場為對象，將古建筑基本特征點、高程等作為測量內(nèi)容。內(nèi)業(yè)測繪主要是通過儀器中相關(guān)電子軟件的運用，以古建筑空間結(jié)構(gòu)為對象，展開建模處理、圖片處理。在測繪中，測繪過程是關(guān)鍵所在，同時也是決定后期保護維修工作質(zhì)量的要點之一。該過程需要將測量不準確引起的誤差盡可能地減少，同時提高相關(guān)的應變能力。

4 結(jié)語

將現(xiàn)代化測繪技術(shù)引入古建筑保護測繪工作，能夠更精確地完成古建筑的測繪，進而為古建筑保護、維修及重建工作等提供更準確、可靠的數(shù)據(jù)支持。具體測繪中，相關(guān)人員應在參照古建筑規(guī)模的基礎(chǔ)上，通過各類技術(shù)方法的應用，精確、清晰且完整地繪制古建筑模型，這樣也能為后續(xù)保護維修工作的開展提供堅實的基礎(chǔ)。