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        古建筑保護中對信息化測繪技術的應用

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        古建筑保護中對信息化測繪技術的應用

        [摘要]在城鎮化發展進程中,為了滿足建筑需要,許多具有歷史文化價值的古建筑物需要進行搬遷。為了盡可能降低搬遷過程中給古建筑造成的損害,需要提前進行數據采集和建筑測繪。文章首先分析了信息化測繪技術的發展現狀,隨后指出了古建筑三維電子模型的建筑方式,最后就古建筑中測繪技術的具體應用進行了詳細分析。

        [關鍵詞]古建筑;信息化;測繪技術;應用分析

        古建筑不僅是中國古建文化的傳承載體,而且具有極其豐富的經濟利用價值,例如常德桃源古鎮被評為國家4A級旅游景區,給當地帶來了可觀的經濟收益。近年來,受環境惡化以及人類活動等多方面因素的影響,我國古建筑的破壞問題日益嚴重,必須要借助于信息化測繪技術,收集古建筑的相關資料,為今后古建筑的搬遷和修復提供必要的信息指導。

        1信息化測繪技術的發展現狀

        測繪技術最早應用于工程測量,后來隨著測繪技術的不斷發展,其應用范圍也變得更加廣泛。國內最早應用測繪技術進行保護的一批古建筑包括長城、故宮等,但是早期的測繪工具以鋼尺、卷尺為主,所獲得的數據十分有限,測繪技術的實用性較低。隨著信息化技術的發展,現代測繪技術包含了計算機,GIS,GPS以及全站儀等技術設備,能夠全方位、立體化的采集古建筑的相關數據,為古建筑的虛擬現實和模型制作提供了必要的數據支持。針對近年來不斷出現的古建筑破壞問題,國家文物組織協會在2011年正式啟動古建筑的信息化測繪工作,利用現代化的技術設備完成記錄古建筑的地理位置、空間數據,為今后古建筑的測繪研究提供了豐富的資料。

        2古建筑三維電子模型中的建筑方式

        2.1采集古建筑的相關資料

        前期測量中所采集到的三維數據越豐富,后期三維電子模型的還原度越高。信息化測繪中所要收集的三維數據主要包括:一,古建筑的地形圖,以及古建筑各個結構中所用到的建筑材料;二,借助于探測掃描形式,收集古建筑的橫向剖面圖和縱向剖面圖,并明確古建筑的空間尺寸,以便于為后期模型制作提供可靠的依據。在收集完上述資料后,按照一定的比例將所采集到的實際數據進行等比縮小,構建三維模型。

        2.2制作古建筑的三維模型

        在收集到足夠豐富的古建筑數據后,將這些數據錄入到專門的計算機建模軟件中,能夠直接生成相應的三維模型。具體的模型制作步驟如下:首先,打開模型制作軟件,并在該軟件中打開三維地圖;其次,調用數據文件,將文件中的三維要素錄入地形圖中,包括地形圖、等高線、建筑邊線等;再次,將上述三維數據轉換層TN網格模式,并將網格進行曲面處理;最后,將處理后的建筑剖面圖直接投射到地圖上,再利用調色軟件對古建筑三維模型進行色彩處理,生成最終的三維建筑模型。

        2.3古建筑三維模型的后期處理

        后期處理對于完善古建筑三維模型起到了至關重要的作用。一般來說,后期處理需要將之前設計完成的三維模型進行相應路徑的設置,例如需要調整光源及投影,需要利用處理軟件生成動態圖片等。

        3古建筑保護中信息化測繪技術的應用

        3.1測區的控制測量技術

        在古建筑的保護和修復工作中,為了盡可能還原古建筑原有的形態,對測繪工作中各個建筑要素以及測量精度都提出了極其嚴格的要求。因此,借助信息化測繪技術,利用全站儀、遙感測量等先進技術手段,可以在保證測繪進度的同時,使測繪所得數據誤差維持在允許范圍之內。例如,在利用信息化測繪技術采集古建筑周邊的地理環境時,可以在古建筑外圍安裝三個測量點,然后從這三點上分別布置控制網,形成一個閉合的環形結構,從而能夠全方位采集古建筑的地理環境信息。測區的控制測量工作相對簡單,測繪工作要求方面,只需要保證測量結果的精確度即可。

        3.2外業數據的采集

        為了躲避自然災害或滿足城市建設等重要工程施工需要,需要對古建筑實施保護搬遷工作。這種情況下,往往需要古建筑整體搬遷,因此對外業數據采集的全面性和精確性提出了較高要求。現階段的外業數據采集主要以全野外數字化模式為主,能夠借助于信息采集軟件獲取大量的古建筑相關信息。其具體工作流程為:首先,在古建筑的邊緣和重要位置安裝控制點,然后利用紅外探測器掃描古建筑,確保紅外線和控制點完全重合,描繪出建筑的大體輪廓和主體結構;其次,進行碎步測量。碎步測量的目的是在紅外探測基礎上,進一步提升測繪精度,體現古建筑的內部設計細節。碎步測量的主要測量工具是全站儀,采用漫反射的方式,進行多次測繪,逐步縮小誤差區間;再次,我國古建筑結構中大多包含梁、柱、墩等結構,在采用碎步測量時,對這些結構的角度和位置不能進行全面測量。在這種情況下,還需要結合三棱鏡進行反射測量;最后,將外業測繪中所得到的數據輸入到計算機上,并按照1∶100的比例將測量數據等比縮小,根據對應的數據、符號進行模型重構。

        3.3內業數據的編輯

        利用相應測繪軟件對內業數據進行編輯,將所采集數據導入相應測繪軟件中,在數據采集中完成地物相連以及地物編輯等工作,然后通過實際的數據編輯,完成文字標注以及高線和圖形的編輯等。古建筑相關測繪數據內容較多,因此在編輯工作中應當制定階段性的編輯任務,確保業內數據能夠真正發揮參考價值。

        4結語

        總之,信息化測繪技術很好的滿足了古建筑保護的各方面需求,具有重要的應用和推廣價值。

        參考文獻:

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        [2]楊兆國,龔宏斌.當前測繪學科新進展探討———基于數字化測繪到信息化測繪的轉變[J].中國新技術新產品,2016,(4):109-111.

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        作者:何巖 徐紫威 單位:長春建筑學院

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