古建筑測(cè)繪工作的內(nèi)容及測(cè)繪技術(shù)研究

洪越

浙江樹(shù)人大學(xué) 浙江 杭州 310000

引言

根據(jù)古建筑測(cè)繪工作的特點(diǎn)能夠得知，通過(guò)積極運(yùn)用先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的保護(hù)與修復(fù)的工作提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。在古建筑測(cè)繪工作當(dāng)中，測(cè)繪人員要根據(jù)建筑項(xiàng)目的整體建設(shè)規(guī)模，有針對(duì)性地選擇先進(jìn)技術(shù)，在提升各項(xiàng)測(cè)繪數(shù)據(jù)精確性的同時(shí)，不斷提升古建筑項(xiàng)目保護(hù)水平，確保古建筑項(xiàng)目的藝術(shù)價(jià)值得到良好體現(xiàn)。

1 研究意義分析

古建筑作為古代建筑技術(shù)和藝術(shù)的完美結(jié)晶，是人類文明發(fā)展的核心標(biāo)志，具備特別高的經(jīng)濟(jì)與歷史文化價(jià)值。為了進(jìn)一步提升建筑項(xiàng)目保護(hù)，制定出完善的保護(hù)規(guī)劃方案，做好精細(xì)化測(cè)量工作特別重要。通過(guò)加強(qiáng)古建筑測(cè)繪力度，將各項(xiàng)準(zhǔn)確的測(cè)繪數(shù)據(jù)建立成檔案，可以為后續(xù)的考證工作提供有效支撐，確保古代文化遺產(chǎn)教育與宣傳等活動(dòng)可以順利進(jìn)行。

在項(xiàng)目測(cè)繪過(guò)程之中，要求測(cè)量人員全面考慮古建筑項(xiàng)目的空間位置，包括其外形狀態(tài)，提前進(jìn)行外業(yè)測(cè)量，并根據(jù)各項(xiàng)外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制出相應(yīng)的平面圖與立面圖。在以往的古建筑測(cè)繪工作之中，測(cè)繪人員應(yīng)用全站儀比較多，此種測(cè)繪方式精度比較低，而且消耗較多的人力與物力，測(cè)繪人員需要密切接觸古建筑，存在一定危險(xiǎn)性。通過(guò)積極應(yīng)用先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，能夠明顯提高各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)的規(guī)范性與準(zhǔn)確性。

2 古建筑測(cè)繪內(nèi)容

2.1 古建筑群體總平面圖

和單體古建筑不同，群體古建筑包含的內(nèi)容更多，常見(jiàn)的主要有建筑牌坊與道路，牌坊和道路是古建筑群章中的核心配件，在繪制群體建筑平面圖的過(guò)程之中，要求測(cè)繪人員加強(qiáng)細(xì)心，避免出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象，并重點(diǎn)核對(duì)各項(xiàng)配套設(shè)施具體位置是否準(zhǔn)確，確保古建筑群體更加完整。同時(shí)，在古建筑群體項(xiàng)目測(cè)繪工作當(dāng)中，測(cè)繪人員要加強(qiáng)測(cè)量力度，合理確定出不同單體建筑間的距離，從而保證古建筑群體的整體布局更加合理。

2.2 單體古建筑平面圖

在繪制單體古建筑平面圖的過(guò)程之中，由于涉及的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，測(cè)量人員無(wú)須使用復(fù)雜的測(cè)量工具，可以采用尺子或者卷尺進(jìn)行有效測(cè)量，并根據(jù)實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)，合理繪制出樓層平面圖。

2.3 單體古建筑各個(gè)立面

測(cè)繪人員以單體古建筑平面圖為基礎(chǔ)，繪制古建筑立面圖，進(jìn)而確保古建筑的結(jié)構(gòu)得到更好體現(xiàn)。在繪制單體古建筑正立面與側(cè)立面圖的過(guò)程之中，測(cè)繪人員要具備良好的立體感，應(yīng)運(yùn)用新型的測(cè)量技術(shù)，采用合理的輔助設(shè)備，對(duì)最終的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，從而確保單體古建筑的立面圖繪制更為準(zhǔn)確[1]。

2.4 古建筑剖面與仰視圖

在繪制單體古建筑剖面的過(guò)程之中，測(cè)繪人員要結(jié)合具體的測(cè)量數(shù)據(jù)，有針對(duì)性地進(jìn)行，平面繪古制建筑不同層面間的構(gòu)造關(guān)系完整體現(xiàn)，幫助相關(guān)人員進(jìn)一步掌握古建筑內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn)。因?yàn)榇蟛糠止沤ㄖ?xiàng)目的屋頂具有一定的特點(diǎn)，故在實(shí)際測(cè)繪工作當(dāng)中，測(cè)量人員可直接將屋頂看為一個(gè)單獨(dú)個(gè)體，采取單獨(dú)繪制的方法，從而確保古建筑剖面與仰視圖繪制更加準(zhǔn)確。

3 各項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)的具體運(yùn)用

3.1 全站儀測(cè)繪技術(shù)的具體運(yùn)用

在古建筑距離測(cè)量過(guò)程之中，全站儀測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用較多，同時(shí)在測(cè)量建筑高差與角度時(shí)，采取此項(xiàng)測(cè)量技術(shù)也能夠取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。該項(xiàng)技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠幫助測(cè)繪人員準(zhǔn)確測(cè)得建筑項(xiàng)目的豎角與直角，包括項(xiàng)目斜向距離。在處理各項(xiàng)測(cè)繪數(shù)據(jù)的過(guò)程當(dāng)中，測(cè)量人員可采取固化軟件，實(shí)現(xiàn)多功能測(cè)量目標(biāo)。例如，通過(guò)采用全站儀測(cè)繪技術(shù)加固化軟件模式，可以幫助測(cè)繪人員更加全面地了解古建筑項(xiàng)目的高差與平距，進(jìn)而準(zhǔn)確計(jì)算出古建筑項(xiàng)目的實(shí)際面積。在單體項(xiàng)目測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，為了確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精確性，測(cè)量人員可以采取免棱鏡全站儀當(dāng)中對(duì)邊測(cè)量技術(shù)。

3.2 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的具體運(yùn)用

（1）合理確定出航拍范圍。在古建筑項(xiàng)目測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，測(cè)繪人員需要合理確定出具體的航拍范圍，如果某項(xiàng)目位于農(nóng)村地區(qū)，測(cè)繪人員通過(guò)分析衛(wèi)星地圖后，沒(méi)有找到衛(wèi)星圖像，再加上古建筑項(xiàng)目周圍的參照物比較少，會(huì)影響航拍范圍的確定，故測(cè)繪人員需要結(jié)合古建筑項(xiàng)目所在區(qū)域的具體情況，合理確定出具體的航拍范圍。同時(shí)，測(cè)繪人員還要提前進(jìn)行試飛，更為全面地了解建筑項(xiàng)目周圍各項(xiàng)障礙物的實(shí)際高度，加強(qiáng)隱患排除力度。做好上述準(zhǔn)備工作之后，測(cè)繪人員需要合理制定航線規(guī)劃，進(jìn)一步確定出實(shí)際的測(cè)量范圍，并嚴(yán)格控制飛行高度[2]。

（2）加強(qiáng)區(qū)域航拍。通過(guò)在古建筑項(xiàng)目所在地區(qū)進(jìn)行試飛后，測(cè)繪人員可以初步確定項(xiàng)目在地圖上的具體位置，并運(yùn)用相關(guān)軟件，對(duì)古建筑項(xiàng)目的拍攝范圍進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，通常來(lái)講，軟件可以結(jié)合測(cè)繪人員提供的數(shù)據(jù)，直接規(guī)劃出多條航線。確定好具體的航線之后，方可進(jìn)行全面航拍。在航拍攝影的過(guò)程當(dāng)中，測(cè)繪人員可以采用加強(qiáng)折線型組合飛行模式，進(jìn)而在垂直方向上獲得大面積的影像。

（3）細(xì)節(jié)處理。航拍工作結(jié)束后，針對(duì)某部分單體古建筑細(xì)節(jié)部位，測(cè)繪人員需要進(jìn)行補(bǔ)拍。例如，通過(guò)運(yùn)用DJI GO4軟件，針對(duì)古建筑具體規(guī)模，采取手動(dòng)拍攝方式。通過(guò)加強(qiáng)細(xì)節(jié)處理力度，可以為后續(xù)的圖形繪制提供諸多便利[3]。

（4）建立模型。測(cè)繪人員將之前拍攝的照片，準(zhǔn)確上傳到平臺(tái)中，圖片上傳之后，該平臺(tái)能夠結(jié)合圖片所反映的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)建模。為了確保模型建立的準(zhǔn)確性，測(cè)繪人員要重點(diǎn)檢查照片是否透明、是否出現(xiàn)反光現(xiàn)象、是否有模糊現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)照片不符合規(guī)定要求，要及時(shí)進(jìn)行更新。

（5）數(shù)據(jù)處理與分享。測(cè)繪人員通過(guò)認(rèn)真分析模型特點(diǎn)，在云平臺(tái)處理器中加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理力度，各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理完畢后，系統(tǒng)會(huì)采取郵件的模式，通知測(cè)繪人員調(diào)整模型，社會(huì)人員結(jié)合平臺(tái)所發(fā)出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，更新或改正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享[4]。

（6）注意事項(xiàng)。第一，在應(yīng)用此項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)之前，要求測(cè)繪人員對(duì)古建筑項(xiàng)目所在地區(qū)的地理環(huán)境進(jìn)行全方位調(diào)查，并采用多平臺(tái)定位方式，準(zhǔn)確定位出具體的測(cè)繪范圍。在試飛的過(guò)程當(dāng)中，要求測(cè)繪人員全面考慮無(wú)人機(jī)是否具備良好的續(xù)航能力，應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，不斷提升數(shù)據(jù)采集效率。第二，在拍攝前，測(cè)繪人員還要制定出完善的飛行計(jì)劃，為了確保模型精度得到顯著提高，可以采取多航線拍攝模式，但是，由于攝影數(shù)量的不斷增加，操作成本也會(huì)隨之增加，故測(cè)繪人員可以適當(dāng)提升無(wú)人機(jī)的飛行高度，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)完善力度，一旦發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較多缺失，要及時(shí)補(bǔ)充。通過(guò)適當(dāng)降低航向，或者適當(dāng)減少拍攝照片的數(shù)量，可以明顯提升模型的精度。第三，合理運(yùn)用Altizure平臺(tái)，通過(guò)科學(xué)運(yùn)用此平臺(tái)，能夠幫助測(cè)繪人員更加全面的了解古建筑周圍環(huán)境，顯著降低瀏覽成本，確保各項(xiàng)測(cè)繪數(shù)據(jù)得到高效利用[5]。

3.3 三維激光掃描技術(shù)的具體運(yùn)用

（1）采集外業(yè)數(shù)據(jù)。在采集外業(yè)數(shù)據(jù)的過(guò)程之中，工作人員要注意以下問(wèn)題。①加強(qiáng)實(shí)地勘察力度。因?yàn)楣沤ㄖ?xiàng)目涉及的范圍比較大，主要表現(xiàn)為古建筑全體，通過(guò)運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)，不僅能夠提升各項(xiàng)測(cè)繪數(shù)據(jù)的完整性，而且可以顯著減少數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象的發(fā)生。在具體測(cè)量之前，測(cè)繪人員要采集外業(yè)數(shù)據(jù)，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)更加完整。②加大控制測(cè)量力度，通過(guò)進(jìn)行合理的控制測(cè)量，將多個(gè)掃描點(diǎn)的數(shù)據(jù)合理拼接，能夠進(jìn)一步準(zhǔn)確的確定出掃描點(diǎn)具體位置，提高古建筑項(xiàng)目三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。③運(yùn)用三維激光進(jìn)行掃描，在古建筑項(xiàng)目之中，測(cè)繪人員通過(guò)合理確定掃描站點(diǎn)，并在其上部架設(shè)三維激光掃描儀，實(shí)現(xiàn)三維掃描，在短時(shí)間內(nèi)獲取準(zhǔn)確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。④獲取紋理，通過(guò)在三維激光掃描儀裝置上部安裝同步相機(jī)，在掃描點(diǎn)云的過(guò)程當(dāng)中，測(cè)繪人員可以獲得準(zhǔn)確的紋理信息。同時(shí)，針對(duì)群體古建筑當(dāng)中的單體項(xiàng)目，可以進(jìn)行集中拍攝，如果出現(xiàn)漏拍現(xiàn)象，要及時(shí)補(bǔ)拍。

（2）加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理。對(duì)于測(cè)繪人員來(lái)講，針對(duì)外業(yè)獲取的各項(xiàng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，需要實(shí)施預(yù)處理， John噪聲點(diǎn)與無(wú)關(guān)點(diǎn)去除，由于噪聲點(diǎn)與無(wú)聲點(diǎn)是掃描設(shè)備自身原因所產(chǎn)生的，與具體的掃描對(duì)象無(wú)明確關(guān)系，為了更好地減少數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象的發(fā)生，測(cè)繪人員在制作成果的過(guò)程當(dāng)中需要將這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)及時(shí)剔除[7]。在數(shù)據(jù)處理的過(guò)程當(dāng)中，測(cè)量人員要將不同測(cè)區(qū)的點(diǎn)云成果進(jìn)行集中處理，形成一個(gè)穩(wěn)定的整體，并進(jìn)行有效的賦色，進(jìn)而獲得更為完善的三維模型[6]。

（3）繪制圖件。通過(guò)采用三維掃描儀進(jìn)行掃描，可以幫助測(cè)繪人員獲得海量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，各項(xiàng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較高，測(cè)繪人員可以將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到繪圖軟件中，病按相應(yīng)比例，在三維模型當(dāng)中提取出古建筑結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)與特征面，從而繪制出各項(xiàng)基礎(chǔ)圖件[8]。

（4）建模。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析，并建立相應(yīng)的三維仿真模型，將準(zhǔn)確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件之中，通過(guò)合理利用此軟件，可以繪制出古建筑項(xiàng)目的外部輪廓圖，并制作古建筑的主體結(jié)構(gòu)，形成更為完整的三維模型。同時(shí)，社會(huì)人員也可以利用3ds Max專業(yè)軟件，對(duì)建筑幾何模型進(jìn)行完善。通過(guò)運(yùn)用GIS技術(shù)，不僅可以有效地展示出古建筑項(xiàng)目的輪廓線，而且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化存檔目標(biāo)，為古建筑項(xiàng)目后續(xù)的保護(hù)與維修提供良好數(shù)據(jù)支撐。

（5）驗(yàn)證測(cè)繪精度。為了進(jìn)一步驗(yàn)證出此次三維激光掃描成果是否準(zhǔn)確，在古建筑項(xiàng)目較為明顯的部位，社會(huì)人員可以選擇15個(gè)特征點(diǎn)，在各個(gè)特征點(diǎn)位置分別設(shè)置全站儀，并將最終的測(cè)繪結(jié)果和三維模型當(dāng)中的坐標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，如果各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合規(guī)定的誤差要求，則表明測(cè)繪精度較高，若各項(xiàng)數(shù)據(jù)不滿足誤差要求，測(cè)繪人員需要進(jìn)行二次測(cè)繪[9]。

根據(jù)古建筑項(xiàng)目測(cè)繪特點(diǎn)能夠得知，通過(guò)應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)，可以明顯提高測(cè)繪工作效率，真正實(shí)現(xiàn)多方位測(cè)繪目標(biāo)，進(jìn)而幫助測(cè)繪人員更為全面的了解古建筑三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立科學(xué)的模型。在應(yīng)用此項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，由于該技術(shù)屬于非接觸式測(cè)量模式，不會(huì)對(duì)古建筑項(xiàng)目產(chǎn)生破壞，而且能夠保障測(cè)繪人員自身的安全，故此項(xiàng)技術(shù)具有良好的推廣價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)古建筑測(cè)繪工作的內(nèi)容及測(cè)繪技術(shù)的具體運(yùn)用進(jìn)行全方位分析，例如全站儀測(cè)繪技術(shù)的具體運(yùn)用、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的具體運(yùn)用、三維激光掃描技術(shù)的具體運(yùn)用等等，可以確保古建筑測(cè)繪工作順利進(jìn)行，明顯減少錯(cuò)誤測(cè)繪數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。對(duì)于測(cè)繪人員而言，要全面考慮古建筑項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模，有針對(duì)性地選擇測(cè)繪技術(shù)，從而為古建筑項(xiàng)目后期維修與保護(hù)工作提供更多便利。