历史古建筑的测绘技术与方法探讨

杨茜

摘要：对古建筑物进行测绘，是在古建筑研究中的最基础的一项工作，在此工作中引进现代的测绘技术，可以解决在古建筑测绘工作中存在的误差和问题，有利于建立更加科学的古建筑测绘的工作体系，对古建筑测绘的途径进行新的探索，有利于对古建筑遗迹的保护和开发。

关键词：古建筑测绘；技术；方法；探讨

对古建筑的测绘工作基本可以理解为，对建筑物的大小、形状和空间位置进行测量，并根据测量结果绘制相对应的平面、立体和剖面的图纸，这些都可以直接应用于文化遗产保护领域中对建筑遗产的记录、监测、保护工程等方面，在技术方面可以归纳于测绘学中工程测量学的范畴。但是，古建筑测绘的技术和方法只是测绘学中的一种手段，并不是古建筑测绘工作的全部，它不仅包括对古建筑遗产的人文、技术、科学和艺术方面进行认知，理解、体验乃至发现、甄别、探究和评价，还包含对古建筑实体、空间和精神的理解、表达和再现，它不是被动的单纯的描摹，而是包含了对其信息的取舍和价值的判断。

一、古建筑测绘方法的简述

要想真正认识和研究古建筑，普通测量和手工测绘是最有效的途径。我国古建筑测绘的传统的方法便是人工实量法，但是这种方法耗时耗工，工作效率也不高，还不能保证测绘结果的精确度，耗费的成本高，安全性也不能保障。像在对我国甘肃的天水麦积山石窟进行测绘工作时，为了对其进行维修和加固，从1973年10开始，至1979年10月王完工，前后共用了1643个工作日，耗时六年才完成，这主要是由于测绘方法的各种限制，导致了工作效率低下。近年来，随着各种计算机技术、空间定位技术以及地理信息系统的广泛应用，古建筑的测绘技术也已经步入了数字化的时代，3S集成技术的应用，也已经成为其特征，诸多新建筑在古建筑测绘工作和研究工作中，都取得了良好的成果，克服了在测绘工作进行中由于部分山顶地区狭小、树多、隐蔽等地形造成的困难和限制，省去了麻烦，也节省了搭脚手架的费用，同时，测绘工作也不再受气候条件的局限，测量的精确大也大大提高。像激光三维扫描系统就完全可以替代古建筑测绘中的传统测绘方法，并且其更加快速、更加准确，且无需进行布控，其优越性在于系统可以快速的三维数据，及时建立三维立体模型，并迅速对模型和数据进行分析和处理，使古建筑测绘工作的成果更加数字化，建立并完善了古建筑管理保护的系统，进而能够提供更加高效的管理，更好的咨询和分析能力。又如近景摄影测量，它可以对表面不规则的古建筑实体进行精密的测量，并且可以将其立体再现，更加容易的对古建筑平面图、立面图和节点详图进行测绘。还有数字摄影测量技术，很大程度上改进了古建筑测绘的资料，使影像资料和测绘成果更加的数字化，建立管理系统，有利于对古建筑资料的数字化处理和保存，在对一些彩色的保护资料进行处理时，数字影像资料更是凸显了其优越性，这种技术方法还可以以数字形式保存测绘成果资料，拓宽了古建筑的表达范围和表现方式。

二、古建筑测绘中存在的误差和问题

在国家重点文物的保護工作中，还有很多的古建筑没有开展详细系统的测绘工作，仍然存在着诸多问题，资料不全或完全没有资料，资料的精确度低等，如何对古建筑进行保护和开发，提高古建筑测绘工作的精度，消除测绘工作中的误差和存在的问题，对测绘工作者进行古建筑的研究具有重大意义。为了减小测量工作中的误差，提高测量结果的精确度，就需要对误差的来源和原因及时了解，以便采取相对应措施。

产生误差的原因：（1）外界条件。观测环境中的气压、气温、清晰度、风力、空气湿度、大气折光等，这些因素都是不断变化的，都有可能造成误差的产生。（2）仪器设备条件。仪器的制造可能存在误差，仪器仪表精确度低；检校残余存在误差，检定不合格。（3）有关工作人员的自身条件。有些测量人员的存在分辨率低下、对技术熟练程度不够、容易造成视觉疲劳等问题，或者是还存在其他的不良习惯。有关人员的综合素质还需继续提高。（4）粗差或错误。这是由于在古建筑观测时没有及时发现粗差并将其舍弃。

存在的问题：（1）古建筑现状。由于建筑物长期承受荷载、材质不同造成不均匀沉降以及外界自然条件的影响等，其构件都发生了不同程度的弯曲、收缩等多种变形，并且其他部位也遭受了或多或少的损坏，例如，檐角塌下、角柱下沉、柱裂缝、梁弯曲、梁架下沉或歪闪等。（2）尺寸问题。1.分尺寸与总尺寸做不到统一。这就是说，对古建筑各个组成部分进行分别测量，得出的测量尺寸之和与古建筑整体测量结果尺寸不相符。例如，通面阔小于各开间面阔之和，梁架中的各层构件高度和大于了梁架总高度等等。2.在对应的位置上，同类的构件尺寸做不到统一，例如，同样都为金柱，但是各金柱的柱径却大小做不到统一，梁架中，处在同样位置，起同样结构作用的梁，其断面的尺寸也参差不齐。

三、古建筑测绘的技术与方法探讨

在古建筑的测绘工作中，传统的手工测量实际就是将大部分的测量工作变为距离测量，主用利用卷尺进行简易的高程测量和距离测量，通过距离交会法和直角坐标法对古建筑进行平面定位。而现在，各种现代化的技术也相继出现，主要有以下几种，（1）电子全站仪。这是集对古建筑的距离测量、高差测量和角度测量于一体的一种测量设备，它的基本功能是测量古建筑的竖直角、水平角和斜距，并且可以借助固化软件，组成多种测量的功能，比如，可以显示并计算古建筑的三维坐标，即高差、平距和镜站点，并且进行悬高测量、对边测量、偏心测量和面积计算等。在单体的古建筑测量过程中，可以采用免棱镜全站仪中的对边测量或悬高测量等。（2）数字近景摄影。这种测量方法的基础是摄影机拍摄的各种数字影像，通过计算机对其进行分析和处理，从而获得数字影像和数字图形的测量技术。在古建筑的测绘工作中，利用数字近景摄影技术，同时采用人机协调的策略，可在计算机上还原古建筑的三维立体模型，就可以精确的对古建筑中复杂的几何变化进行描述。（3）三维激光扫描。这个系统的组成主要包括系统软件和三维激光扫描仪，在测绘工作中，创新了获取古建筑空间信息的技术手段，打破了传统的只是对数据进行单点采集的方法，变为了可以自动、连续的获取数据的方法，大大提高的测量效率，同时，这种扫描系统测量的精确度高，多方位、全天候，并且无需布控制，尤其在对三维数据的快速获取、及时建立三维立体模型等方面，更是凸显了其优越性。根据测量工作实施的要求和目的，这几种现代化的技术方法，根据其建立的模型，可以生成古建筑的平面图、立面图、投影图、等值图和透视图等，从而促使了古建筑测试结果更加的数字化，建立了更加完善的古建筑保护管理系统，提供了良好的查询和分析的功能，以及高效的管理。

总结：

基于古建筑测绘工作的最终目的，我们要尽可能多的采用较为现代化的测绘技术手段，如近景摄影测量的方法、三位激光扫描等，更好的测绘古建筑的图件，更好进行古建筑的维修、保护或者是重建，在测绘工作过程中，还要吸收有相关教育和经验的人一起进行测绘工作，根据实际古建筑的规模，采取相对应的技术方法，满足古建筑测绘的要求和目的，从而获得良好的工程效益。

参考文献：

[1]林观土，罗鸿辉，李红伟.全站仪在古建筑测绘中的应用研究[J].广东水利电力职业技术学院学报.2009（02）

[2]张为成，马俊海，王强，刘江.全站仪结合数码相机在古建筑测绘中的应用[J].黑龙江工程学院学报（自然科学版）.2010（04）

[3]陈小伟，唐富，陈文革，曹腾飞，柳伟.成都火车南站发散式雨篷结构测量方法研究[J].施工技术.2013（02）