淺談古建筑測繪傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)

范震

（合肥市測繪設(shè)計(jì)研究院 安徽合肥 230000）

淺談古建筑測繪傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)

范震

（合肥市測繪設(shè)計(jì)研究院 安徽合肥 230000）

古建筑測繪是一門建筑學(xué)與測繪學(xué)交叉的學(xué)科，是建筑類專業(yè)教學(xué)階段中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。目前的古建筑測繪中存在著一些問題，無論從建筑學(xué)角度還是測繪學(xué)角度，在實(shí)際建筑測繪環(huán)節(jié)中都缺乏一定的整體性認(rèn)知與規(guī)范。為了提升古建筑測繪技術(shù)，需要嘗試將古建筑傳統(tǒng)測繪與現(xiàn)代技術(shù)相分工。基于此，本文將對(duì)古建筑測繪的傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行研究。

古建筑測繪；傳統(tǒng)方法；現(xiàn)代技術(shù)；研究

前言

古建筑測繪對(duì)于古建筑維修、保護(hù)以及古建筑考察等都有幫助，是建筑研究中的重點(diǎn)方式。隨著科技不斷發(fā)展，對(duì)于古建筑測繪的方法研究中，傳統(tǒng)的研究方法不能與時(shí)俱進(jìn)，在實(shí)際測繪中的精度比較低。近年來，很多高科技設(shè)備被研發(fā)，應(yīng)用于古建筑測繪中，為此，本文將對(duì)古建筑測繪的傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行分析。

1 古建筑測繪的傳統(tǒng)方法與技術(shù)

1.1 古建筑測繪傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)的古建筑測繪中所涉及到的測量工具比較常見，有測量長度的尺，如皮卷尺、鋼卷尺等。還有測量角度的儀器，大型量角器等。其輔助工具有：竹竿、梯子、鉛筆、垂球、指北針等。以上這些傳統(tǒng)的工具一般都需要通過牽拉、讀數(shù)等實(shí)現(xiàn)建筑測量，并對(duì)建筑參數(shù)進(jìn)行拍照，以獲得相應(yīng)的影像記錄、尺寸數(shù)據(jù)、文字記錄等資料。最后測繪人員通過對(duì)數(shù)據(jù)、圖形等進(jìn)行編輯，繪制出測繪圖紙，編寫測繪報(bào)告。該種測繪方法在科技高隨發(fā)展的今天逐漸被淘汰，由于大部分的數(shù)據(jù)測量都是在人工操作之下，而且儀器設(shè)備較為簡陋，其誤差比較大，難以實(shí)現(xiàn)更加精密的測量。但是該種測量方式有一個(gè)好處就是成本較低，簡單便捷[1]。

1.2 古建筑測繪傳統(tǒng)表達(dá)方式

1.2.1 草圖

草圖的描繪是傳統(tǒng)古建筑測繪中的第一步驟，草圖在實(shí)際描繪環(huán)節(jié)中的精度要求比較低。在實(shí)際測繪環(huán)節(jié)中，需要進(jìn)行觀察與目測，草圖測繪主要包含總平面、各個(gè)立面、剖面、節(jié)點(diǎn)等。草圖只是對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行大致記錄，對(duì)基本協(xié)調(diào)比例需求不高，能夠?qū)⒐沤ㄖ恼w、局部的大致關(guān)系、構(gòu)建數(shù)量等大致體現(xiàn)。同時(shí)在草圖中能夠?qū)⒐沤ㄖ某叽鐦?biāo)出來，與之相關(guān)的工作人員需要具有較強(qiáng)的繪制能力以及識(shí)圖能力。草圖的繪制環(huán)節(jié)中，其測繪表達(dá)方式更加的直觀，簡潔。但該種簡化模式并不是適應(yīng)所有的場景，如，古建筑測繪類型中的變形監(jiān)測，由于古建筑年久失修而出現(xiàn)地基沉降等問題，通過傳統(tǒng)的測繪技術(shù)手段難以達(dá)到預(yù)期效果。

1.2.2 文字表達(dá)

文字表達(dá)是古建筑測繪中也是一種比較常見方法，當(dāng)以手繪的方式難以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部異型結(jié)構(gòu)的記錄時(shí)，可以采用文字表達(dá)的形式來實(shí)現(xiàn)。一般情況下，文字表達(dá)主要應(yīng)用于文字報(bào)告或者表格中。在古建筑測繪中，文字表達(dá)的內(nèi)容如表1。

1.2.3 制作拓片

在很多古建筑中存在著大量碑文、古文等，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)古建筑更好的測繪，需要對(duì)這些文字進(jìn)行研究。那么如何獲取這些文字是關(guān)鍵，此時(shí)進(jìn)行文字進(jìn)行手繪或者照相的模式都不能將其真實(shí)性展現(xiàn)，可以采用拓片的方式，對(duì)古建筑中的文字進(jìn)行復(fù)制。圖片能夠產(chǎn)生陰影圖，將被拓實(shí)體紋理圖展現(xiàn)出來，該種方式比較簡單，文字的復(fù)制效率比較低，但精度比較高。該種方式雖然傳統(tǒng)，卻是現(xiàn)代科技所不能比擬的[2]。

表1 古建筑測繪文字表達(dá)的內(nèi)容

2 古建筑測繪的現(xiàn)代方法與技術(shù)

2.1 古建筑測繪現(xiàn)代方法與工具

2.1.1 電子全站儀

電子全站儀是古建筑測繪中，最為有效的一種現(xiàn)代化工具。電子全站儀實(shí)際上是一種電磁波測距儀、經(jīng)緯儀，其軟件是專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件。實(shí)際測繪中，在經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上，同時(shí)輔以電磁波測距的模式，能夠?qū)沤ㄖ瑫r(shí)擁有測距離、測水平角、斜距離、測標(biāo)高的功能。此外，電子全站儀還能夠測量建筑的偏心角、對(duì)邊測距、面積計(jì)算等。其實(shí)際的工作原理，在儀器內(nèi)部設(shè)定三維坐標(biāo)系，在系統(tǒng)內(nèi)部的已知點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測點(diǎn)定位，如三維坐標(biāo)確定X、Y、Z值等。然后系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到二維圖紙CAD編輯軟件中，并在同一坐標(biāo)系中將其顯示，在專業(yè)軟件的計(jì)算下實(shí)現(xiàn)測繪需求。針對(duì)一個(gè)古建筑，不同的建筑研究人員具有不同的建筑測繪數(shù)據(jù)需求，因此當(dāng)數(shù)據(jù)被處理好，需要根據(jù)不同的需求，將測繪出來的結(jié)果打印成不同比例的圖形。例如，在采用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)哈爾濱道外部中區(qū)的中華巴洛克歷史文化進(jìn)行街區(qū)進(jìn)行古建筑測繪時(shí)，采用的就是電子全站儀，在實(shí)際測量環(huán)節(jié)中，需要設(shè)定18個(gè)測點(diǎn)，在該儀器的幫助下建立一個(gè)比較統(tǒng)一是測量坐標(biāo)系，對(duì)建筑的水平角、數(shù)值角以及斜距進(jìn)行測量[3]。電子全站儀的原理圖如圖1。

圖1 電子全站儀原理圖

2.1.2 三維激光掃描

三維激光掃描的模式，實(shí)際是通過對(duì)數(shù)據(jù)空間的信息進(jìn)行獲取，在非接觸模式下，通過設(shè)備發(fā)射出的高速激光，計(jì)算激光所反射到物體表面的時(shí)間差，來判斷出物體的影像，接下來在專業(yè)的軟件中對(duì)所采集的信息進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并在不同數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式的輸入。在2006年，清華大學(xué)的遺產(chǎn)保護(hù)研究所采用三維激光掃描技術(shù)，對(duì)山西陵川縣的部分建筑進(jìn)行掃描，同時(shí)在北京故宮修建時(shí)也采用了該模式。從測量結(jié)果上看，該種測繪模式在建筑應(yīng)用中取得了較好的效果，推動(dòng)了古建筑測繪智能化、信息化的進(jìn)程。

2.1.3 攝影測量

攝影測量的測繪技術(shù)是現(xiàn)代古建筑測繪中比較常見的技術(shù)，攝影測繪能夠直接將古建筑的實(shí)際情況記錄下來，便于研究，當(dāng)在位置比較特殊，并且在數(shù)據(jù)測量比較困難的建筑位置，進(jìn)行攝影測量，能夠?qū)⒖焖俚氖占ㄖ?shù)據(jù)。隨著科技不斷發(fā)展，近景攝影測量技術(shù)理論日趨完善，該種攝影測量是指，利用對(duì)物距不大于300m的目標(biāo)物攝取的測量方式，攝影相片的處理方法分為模擬法和解析法。其中模擬法需要在立體測圖儀幫助下，測被攝影物體的等值線圖、立面圖。解析法能處理各類攝影機(jī)所攝的像片，精度較高，借助計(jì)算機(jī)和繪圖儀，可繪制等值線圖、立體透視圖、以及斷面圖。如北京人民大會(huì)堂禮堂穹頂測量就采用的是近景攝影測量方式。

2.2 基于現(xiàn)代技術(shù)3DMAX的古建筑測繪數(shù)據(jù)處理

隨著科技不斷發(fā)展，現(xiàn)代化的古建筑測繪數(shù)據(jù)處理，其技術(shù)基本上實(shí)現(xiàn)了智能化、數(shù)字化、信息化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)軟件能夠根據(jù)人們的需要繪制專業(yè)化圖紙。計(jì)算機(jī)技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得以應(yīng)用，在古建筑測繪中，比較常見的計(jì)算機(jī)軟件有AUTOCAD、3DMAX等，這兩種不同的軟件在實(shí)際的古建筑測繪中都發(fā)揮著重要的作用，但是實(shí)現(xiàn)的功能不同。其中CAD軟件所能夠?qū)崿F(xiàn)的功能是針對(duì)在古建筑測繪中所收集的數(shù)字進(jìn)行處理，并對(duì)其進(jìn)行二維圖像生成，能夠用于二維圖紙的測繪與表達(dá)，如古建筑的總平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、建筑平面圖、立面圖以及屋頂平面圖等，而后者能夠針對(duì)實(shí)際測繪中的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維立體的處理，一方面能夠?qū)ㄖ误w的模型以及建筑結(jié)構(gòu)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。在場景渲染上，能夠在對(duì)應(yīng)的材質(zhì)以及燈光的基礎(chǔ)上，模擬出古建筑內(nèi)部真實(shí)的燈光場景，然后在與古建筑內(nèi)部的實(shí)際情況相結(jié)合，進(jìn)而能夠形成古建筑的測繪效果圖。以上兩種現(xiàn)代化的技術(shù)，與手工測繪圖紙相比，在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能夠容易修改，并且在實(shí)際保存時(shí)比較方便。

3 結(jié)論

綜上所述，古建筑測繪方法一直在優(yōu)化，從傳統(tǒng)是古建筑畫面手繪，到古建筑測繪計(jì)算機(jī)3D軟件模擬，是科技的進(jìn)步，促進(jìn)了古建筑測繪的發(fā)展。在古建筑測繪傳統(tǒng)方法中，應(yīng)用到的工具有尺、竹竿、梯子、鉛筆、垂球、指北針；在現(xiàn)代測繪技術(shù)中，使用到的儀器有：電子全站儀、三維激光掃描設(shè)備以及攝像機(jī)，這些新舊儀器的使用，實(shí)現(xiàn)了古建筑的精密測繪工作。

[1]孫巧玲.淺析古建筑測繪的傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)[J].江西建材，2016，02：238+241.

[2]朱凌，周克勤，李小爽.基于現(xiàn)代測繪技術(shù)的古建筑測繪方法研究[J].山西建筑，2007，14：356～357.

[3]徐 慶.淺談古建筑測繪的方法及新技術(shù)應(yīng)用[J].現(xiàn)代測繪，2013，06：26～27.

TU198

A

1004-7344（2016）09-0174-02

2016-3-10