淺析測繪技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用

吳敏

摘要：古建筑自建成之日起就隨著時間因不同因素遭到不同程度的持續(xù)侵蝕和破壞。在古建筑不斷消失的今天，對建筑布局、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件尺寸等測繪是保護(hù)和傳承最有效和最基本的方法。傳統(tǒng)測繪技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代測繪技術(shù)能有效的解決這個問題。

關(guān)鍵詞：古建筑;傳統(tǒng)測繪技術(shù);現(xiàn)代測繪技術(shù)

古建筑保護(hù)需要進(jìn)行動態(tài)控制、調(diào)整，僅用傳統(tǒng)方法已很難滿足形勢發(fā)展的需要，如何用新技術(shù)、新手段應(yīng)對在古建筑保護(hù)中遇到的各種問題成了當(dāng)務(wù)之急。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是三維激光掃描、 3S、傾斜攝影技術(shù)等新型測繪技術(shù)的發(fā)展，使采集的數(shù)據(jù)可以永久精確地反映實物的現(xiàn)狀，為古建筑的維護(hù)修復(fù)工作提供全面系統(tǒng)的原始資料。

一、 古建筑測繪的現(xiàn)狀

目前，在古建筑中常用的高精度測繪儀器有全站儀、三維激光掃描儀、傾斜攝影等，這些設(shè)備能有效的利用激光反饋的特性直接有效的獲取相關(guān)測繪信息。古建筑傳統(tǒng)的測繪方法如手工測繪，此類測繪對測繪人員知識和經(jīng)驗要求高，手工測繪通過接觸式的方式容易對古建筑造成不必要甚至不可逆的損害，傳統(tǒng)測繪的效率也大為降低了[1]。傳統(tǒng)測繪與現(xiàn)代測繪的對比圖如下表：

二、傳統(tǒng)測繪技術(shù)

在古代的建筑中就利用到了測繪技術(shù)如長城、金字塔、故宮等。在傳統(tǒng)測繪中一般利用卷尺、鋼尺丈量取建筑平面、立面、剖面特征點的尺寸、位置、大小等，在手工測量中通常以距離測量為主，運用卷尺來進(jìn)行簡單的高程測量和距離測量，獲得建筑物的相應(yīng)特征線，進(jìn)而繪出線性特征圖。中國水準(zhǔn)測量技術(shù)可追溯到大禹治水時期。在《史記·夏本紀(jì)》中記載大禹治水時說的“準(zhǔn)”、“繩”就是用來定水平和測定直線的工具。

三、現(xiàn)代測繪技術(shù)

正如上文對傳統(tǒng)測繪方法的介紹，隨著科學(xué)發(fā)展、技術(shù)更新，測繪技術(shù)不斷突破自己的極限，不斷創(chuàng)新和發(fā)展，盡管傳統(tǒng)測量技術(shù)中經(jīng)常使用的直尺等工具依然經(jīng)常在古建筑勘測中經(jīng)常被使用，但是不可否認(rèn)的是隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展和普及，現(xiàn)代的GPS、RS、GIS（即“3S”技術(shù)）技術(shù)，古建筑測繪過程因為三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)有了很大的便利，同時又節(jié)省了人力、物力，使得測量的精確度得到了保證。

（一）全站儀、GPS 技術(shù)、傾斜攝影測量技術(shù)

全站儀、GPS，包括三維激光掃描儀均為數(shù)據(jù)采集階段所使用的儀器。利用全站儀可以測量古建筑的大小、形狀和空間位置，從而繪制古建筑圖（平、立、剖面圖）。測繪立面圖古建筑測繪就是將所有的測繪問題轉(zhuǎn)化為距離測量（豎直和水平方向）。免棱鏡全站儀可安置在任意點，無需控制點自由設(shè)站，不必對中和定向，無需棱鏡高等測量儀器。只需瞄準(zhǔn)古建筑的特征點進(jìn)行高度測量，而后將測得的各位置的高度標(biāo)注在草圖上。測量水平距離時，全站儀在同一立面內(nèi)測量構(gòu)件兩端的平面坐標(biāo)利用兩點間的距離公式從而計算水平距離。此方法可進(jìn)一步提高古建筑測繪的效率，具有較高的應(yīng)用效用。

用全球定位系統(tǒng)GPS （Global Positioning System）逐步建立了國家大地控制網(wǎng)，完成了基本的測繪工作。GPS 測量系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為一種通用測量儀器，在地形測量、施工放樣中應(yīng)用廣泛。

傾斜攝影測量技術(shù)繪制較大比例尺地形圖過程類似于傳統(tǒng)的繪圖方法，但過程更加簡化。主要包括數(shù)據(jù)采集和分析、圖像控制點布局、航空攝影、空中三角加密、實景三維模型制作、數(shù)據(jù)編譯、調(diào)繪制圖、質(zhì)量檢驗、提交結(jié)果等[2]。這是一種能基于地面三維激光掃描等現(xiàn)代測繪技術(shù)支持下的高效、安全的新型古建筑測繪方法。

（二）三維激光掃描技術(shù)

古建筑測繪用傳統(tǒng)技術(shù)需要花費大量人力，在建筑物周圍搭腳手架，再用皮尺等等工具測量每個建筑物的構(gòu)件。通常古建文物的裝飾紋理圖案比較復(fù)雜，這種方法測繪效率低、精度較差，容易漏掉了建筑物現(xiàn)狀信息，并且接觸式測繪方法容易對古建筑物造成不必要的損壞。三維激光掃描技術(shù)具有快速、精度高、無需接觸、全數(shù)字等優(yōu)點，更大地降低了生產(chǎn)成本、節(jié)約時間。輸出模式可以直接導(dǎo)入 CAD、三維動畫等軟件中。

當(dāng)然，三維激光技術(shù)想要全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的古建筑測繪技術(shù)的也是很難實現(xiàn)的，尤其在某些損壞較嚴(yán)重的古建筑物或者三維激光技術(shù)無法獲得原始數(shù)據(jù)時。如石雕、木雕等表面雕刻復(fù)雜圖案，尤其是有些鏤空縫隙小且深的雕刻，往往不易布置坐標(biāo)點，激光也不易探測，易出現(xiàn)掃描死角[3]。此時則需通過人工測量雕刻鏤空的深度尺寸。

四、結(jié)語

在古建筑保護(hù)領(lǐng)域，主要運用的信息化測繪技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)測繪技術(shù)來確保目的的實現(xiàn)。在科技發(fā)展，信息技術(shù)普及的大背景下，古建筑測繪變得越來越便利精確，同時也需要不斷克服缺點，加大技術(shù)改革創(chuàng)新，突破壁壘。

參考文獻(xiàn)：

[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（2）：238-241.

[2] 杜洪濤，郭敏，魏國芳.基于無人機傾斜攝影的大比例尺地形圖測繪方法[J].城市勘測，2018（ 6）： 63-66.

[3]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.山西建筑.2007（5）：356-357.