探究建筑测绘技术的方法要点

【摘要】古建筑是国家和民族的文化遗产，是国家和民族的历史传统的一种载体，它们经历岁月的沧桑，自然和人为的破坏，亟待保护，准确的测绘图样是古建筑保护工作的基础。本论文主要是论述测绘古建筑的方法，以及与传统测量方法的区别。

【关键词】手工测量；测绘技术

一、古建筑测绘技术方法

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，主要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、遥感影像处理技术

遥感的基本原理：一切物体，都具有向外反射、辐射电磁波的特点，由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此他们对入射光的反射率也不同，遥感就是根据这个原理来探测目标对象反射和发射的电磁波，获取目标的信息，通过计算机或者目视解译完成远距离物体识别的技术。

遥感影像处理技术作为一种快速、高效、经济的数据获取手段，在古建筑测绘中，利用卫星遥感或者航空遥感，获取古建筑遗迹的影像资料，运用计算机图形图像处理技术对这些影像进行增强和处理。同时，根据古建筑遗址范围内的地面现状和光谱成像的规律等相互关系，对影像的色调、纹理、图案及其时空分布规律进行研究，制作大范围，大场景的影像地图，提供不同尺度的空间数据模型，判定遗迹或建筑的位置、分布等特征，进行遗址探查、测量等。目前，高精度的卫星遥感影像的地面分辨率已达到50cm，航空遥感影像的精度已可以达到10cm，在对精度要求不高的情况下可进行相关测绘（例如可进行长城的地形测绘工作）。而对于规模较小，场景范围有限的古建筑，近景摄影测量便凸显出优势。

4、三维激光扫描技术

三维激光扫描仪是将无合作目标激光测距仪与角度测量系统组合的一种自动化快速测量系统。激光扫描仪获取的点数据一般均匀分布于研究对象的表面。

由于古建筑结构自身的特点，建筑内部光线条件较差、场地狭窄的部位较多，摄影测量则会因为光线不足或场地限制受影响，而激光扫描仪就会表现出较高适应性。古代建筑结构和布局上呈现分层错落的特点，摄影测量技术对于分层感较大的建筑结构信息提取和解译工作不理想，而激光扫描仪则可以灵活选取观测位置，尽可能详尽的扫描因分层、遮挡的结构或建筑。

古建筑研究工作需要完整记录主要建筑结构信息、附属构件信息，通过对激光扫描获取的数据建模可以完整提供各种建筑本体几何信息。通过拍摄建筑结构或构件影像，利用3DMAX等软件可以对模型进行纹理材质的贴赋。带有丰富表面纹理特征的构件模型可以作为电子文献记录等基础性资料存入数据库。

二、古建筑测绘各种技术与方法探析

古建筑测绘是保护、发掘、整理和利用古代优秀建筑遗产的基础环节，为建筑遗产保护提供科学记录的档案，使保护工作科学、有效地进行，同时又为建筑历史与理论研究、建筑史教学提供翔实的基础资料，为继承发扬传统建筑文化、探索有中国特色的现代建筑创作提供借鉴。

从古建筑测绘上述概念出发，其工程目的其实质就是真实客观地反映古建筑的原貌，为古建筑提供详尽、系统的资料，作为技术档案保存，为日后的修复、重建提供可靠的资料，同时为研究一个国家、民族或地区的建筑群的传统、特征、特点提供详尽可靠的资料，按照需要测制不同比例尺的平面图、侧面图及等值图等，是保护、发掘、整理和利用古代建筑遗产的基础环节，可为建筑历史与理论研究、建筑史教学提供翔实的基础资料，可为继承发扬传统建筑文化、探索有中国特色的现代化建筑创作提供借鉴。我们如果从测绘学的角度真实客观地反映古建筑的原貌，往往不会考虑工程目的深层次意义，可能造成古建筑测绘工程目的部分流失，所以要更多地是从建筑学的角度来要求测绘内容。

古建筑测绘中手工测量实质上是把大多数测量问题都转化为距离测量，主要利用卷尺进行距离测量和简易高程测量，通过直角坐标法或距离交会法进行平面定位。电子全站仪是集距离测量、角度测量、高差测量于一体的测量设备。全站仪的基本功能是测量水平角、竖直角和斜距，借助于内固化软件，可以组成多种测量功能，如可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。在单体建筑测量中可用免棱镜全站仪的悬高测量、对边测量等功能。数字近景摄影测量方法是由摄影机拍摄的数字影像为基础，通过计算机分析与处理，获取数字图形和数字影像的摄影测量技术。

在古建筑测绘中，利用数字近景摄影测量技术，采用人机协调策略在电脑上还原三维立体模型，可以借以精确描述古建筑复杂的几何变化。三维激光扫描系统方法主要由三维激光扫描仪和系统软件组成，在获取空间信息方面提供了一种全新的技术手段，使传统的单点采集数据变为连续自动获取数据，从而提高了测量的效率；它还具有测量精度高、全天候、多方位、无需布控制等优点，在快速获取三维数据并建立三维立体模型方面有着无可比拟的优越性。根据工程实施的目的要求，这两种方法由模型可生成立面图、平面图、等值图、投影图、透视图等，可为古建筑测绘成果的数字化进而最终建立古建筑保护工程管理系统，提供高效的管理、查询与分析功能。

从古建筑测绘的工程目的出发，我们应尽可能地采用数字近景摄影测量方法和三维激光扫描系统方法测绘古建筑图件，它对于古代建筑的保护、维修或重建工程是最合适和最理想的方法，也是其它方法所无法替代的。是古建筑测绘实践应提倡的方法。如果我们不仅仅重视测绘的结果，还更重视测绘的过程、重视对古建筑设计的体念，就应该采用手工测量方法更为合适，但应加入免棱镜全站仪测量技术，主要是全站仪对边测量技术、悬高测量技术等，可以对一些手工难以量测的部位进行快速测量，从而提高作业效率。在工程实施中，应吸收有测绘类与建筑类经历的人共同参加古建筑测绘工作，同时还要求有测绘背景的人有一定的建筑知识、有建筑背景的人有一定的测绘知识，并根据工程规模的大小采用相应的测绘技术方法，才能满足古建筑测绘的目的与要求，从而取得良好的工程实施效益。

综上所述，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）

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