柴代媛

【摘要】古建筑測繪是發(fā)掘、保護古建筑的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，為優(yōu)秀歷史建筑的保護提供了有力支撐。1952年院系調(diào)整以后國內(nèi)高校的建筑系多數(shù)結(jié)合教學開設(shè)了古建筑測繪實習，測繪記錄了大量古代建筑文化的優(yōu)秀遺產(chǎn)。同時大學期間開展古建筑測繪調(diào)研，鞏固課本知識，培養(yǎng)大學生調(diào)研、收集資料、獨立工作和實踐能力。通過傳統(tǒng)皮尺、鉛垂線與現(xiàn)代GPS、紅外線等測繪技術(shù)結(jié)合，實地測繪古建筑，達到提高專業(yè)技能豐與綜合素質(zhì)、豐富思想情感領(lǐng)域的綜合效用。

【關(guān)鍵詞】古建筑;測繪;查濟

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、古建筑測繪的性質(zhì)與意義

（1）測繪，是指對自然地理要素或地表人工設(shè)施的空間位置、形狀、大小、及其屬性以及細部構(gòu)造等進行測定、采集數(shù)據(jù)收集并繪制成圖的過程。古建筑測繪可以歸納為測繪學中的分支。按照廣義定義，可以定義為測量古建筑的大小、空間、地理位置等信息，并且通過各種途徑繪制出表達建筑信息的平、立、剖或者大樣圖紙。我國建筑測發(fā)展從歐洲、日本學者對我國建筑遺產(chǎn)進行研究，到近代營造學社等機構(gòu)對古建筑測繪的方法確立與技術(shù)研究，再到建國后文物保護體系逐步完善，古建筑測繪水平與精度一步步提高。80年代之后，各大高校逐步參與到古建筑遺產(chǎn)的保護體系中去。古建筑測繪保護工程與建筑學高校教育相互促進，相互完善。隨著時代的進步與各方的完善，古建筑的測繪的要求也不單單是簡單的數(shù)據(jù)記錄，更多的也包含了對測繪成果的研究評估、古建筑的修復維護、在保護傳統(tǒng)下的進一步規(guī)劃、設(shè)計、與工程實施。還包含建筑周邊環(huán)境的建設(shè)控制，以及對外界展示、教育等許多的方面。除了傳統(tǒng)的定義之外，當代視角下的古建筑測繪也包括了它包含著對傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)文化的理解、探究尊重與弘揚。是人類對先人建筑空間藝術(shù)、意蘊、中國傳統(tǒng)匠人精神的表達再現(xiàn)與傳承。

（2）建筑遺產(chǎn)是不可再生、不可替代的文化資源，是承載文明史和見證各民族文化發(fā)展的珍貴財富，具有深厚的歷史文化價值[1]。古建筑就是不同地區(qū)各個歷史時段的文化載體。首先在某些程度上它們代表了一個見證城市百年滄桑的的“記憶符號”。透過一座建筑可以感受到一個時代。比如位于北京中軸線上的紫禁城用對稱和嚴謹建筑的秩序描繪皇權(quán)至上的封建社會。位于塞納河畔的巴黎圣母院高、尖直的形態(tài)、用卓越的建筑語言表達神秘、哀婉、崇高的氣氛，展現(xiàn)了了歐洲中世紀教皇統(tǒng)治下的集權(quán)下的時代特色。在人類歷史上這些建筑瑰寶不計其數(shù)。中國有千年歷史，地大物博，但由聯(lián)合國教科文組織評比進入的世界遺產(chǎn)目錄的數(shù)據(jù)顯示中國的遺產(chǎn)數(shù)量卻落后于國土面積遠小于中國的意大利，我國建筑遺產(chǎn)依舊任重道遠。而保護傳統(tǒng)建筑基本的就是要了解、感受建筑的實體。古建筑的測繪是其中不可缺少的部分，同時測繪取得的成果記錄了建筑信息也有助于維修古建筑。其次古建筑測繪不僅僅是從古建筑中讀取數(shù)據(jù)符號，更是將古建發(fā)掘古建筑價值，從古法中吸取經(jīng)驗，從而對現(xiàn)代建筑的發(fā)展有幫助。以蘇州博物館為例如圖1，使用全新的現(xiàn)代的材料展現(xiàn)了古代中國建筑的意蘊。這就是從古建筑中集成了思想，映射到現(xiàn)代建筑。這也是當代研究古建筑、測繪古建筑的一個重要意義。

2、傳統(tǒng)與現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)下的測繪的方式與其利弊

2.1 傳統(tǒng)測繪歷史悠久，可以追溯到宋代《營造法式》。期內(nèi)詳細記載大木作、小木做等具體做法，同時配有詳盡手工繪圖。梁思成與林徽因走訪中國各地，在當時艱苦的條件下親自測繪研整理。留下了大量珍貴的圖紙和注解如圖2。傳統(tǒng)測繪需要的工具較為易得，常用工具有軟皮卷尺、硬鋼卷尺、經(jīng)緯儀量角器等。輔助工具有梯子、繪圖筆、網(wǎng)格繪圖紙、指南針、鉛錘球等。傳統(tǒng)的測繪多是用以上工具，人工進行測量，測量有現(xiàn)場測量和整理補。充兩個部分，現(xiàn)場一般先畫出草稿圖，再進行數(shù)據(jù)標記.草圖分為一次草圖和二次草圖，一次草圖是指現(xiàn)場繪制并記錄數(shù)據(jù)信息的草圖，往往只要求交代各部分的關(guān)系和大體比例即可[2]?，F(xiàn)場測繪完成后，后續(xù)可以撰寫研究報告。根據(jù)圖紙用材料制作手實物工模型等。傳統(tǒng)測繪的優(yōu)勢在于使用的工具簡單，價格低，在技術(shù)條件不允許的情況下也可以完成測繪。但缺點也較為顯著。手工操作會消耗大量的時間，作業(yè)繁重，會造成人員大量消耗。同時在信息采集的過程中有很多細小的現(xiàn)場以及人員核算的錯誤很不易被發(fā)現(xiàn)，造成收集的數(shù)據(jù)精度較低甚至出現(xiàn)錯誤。

2.2 隨著科技不斷進步，信息時代的到來，測繪的方法愈加多樣：激光紅外測距;全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù)利用導航衛(wèi)星進行測時和測距[3];以及水準儀、三維激光掃描等許多現(xiàn)代化設(shè)備的出現(xiàn)為古建筑測繪提供了極大的便利。

測繪效率提高：隨著上述測繪方式的逐漸的成熟，以及新的測繪方式在不斷被研討。測繪效率不斷提高。面對大型面積、高度高、位置險峻的一些古建筑、航空攝影，GPS實現(xiàn)不受地形不受惡劣天氣影響，快速完成數(shù)據(jù)收集;面對建筑內(nèi)部精細構(gòu)，建筑三維掃描技術(shù)快速記錄展現(xiàn)細部結(jié)構(gòu)，省去大量人工拓印時間。各種人性化、輕量化、智能化設(shè)備極大提高了測繪人員的勞動強度，使測繪更加高效快捷。

測繪精度提高：傳統(tǒng)測繪中手工測量，測量結(jié)果的精度較低，因為手工測量影響因素較多，且難以排除?，F(xiàn)代技術(shù)下的測繪精度正在不斷提高。依托GPS技術(shù)的RTK，在指定的三維坐標系內(nèi)精度最高可達到2cm左右。對于需要大范圍測量的建筑正確使用GPS定位技術(shù)RTK測量技術(shù)更是可以大幅提高測繪精度[4]

測繪表現(xiàn)形式多樣化：傳統(tǒng)測繪方式通常使用黑白的手繪線稿圖，水彩渲染圖等圖紙來展現(xiàn)測繪成果，在數(shù)字化技術(shù)下，測繪的成果表現(xiàn)形式更加多樣?？梢酝ㄟ^位置坐標數(shù)據(jù)來記錄。通過三維建模制作生成組裝動畫，拆解內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時可以依據(jù)模型渲染漫游動畫，多方面，立體化表達測繪結(jié)果?，F(xiàn)代建模軟件和動畫軟件對測繪成果展示起到了的促進作用。

3、傳統(tǒng)模式與數(shù)字技術(shù)耦合的測繪實踐

（1）GPS與無人機攝影提高場地總平面的測繪效率，GPS定位測量技術(shù)使用范圍廣，在多個領(lǐng)域都得到廣泛應用，在建筑工程房屋地形測圖方面也發(fā)揮重要作用，如在測繪過程中使用谷歌全球GPS定位系統(tǒng)，獲得場地的總平面尺寸，再通過無人機航空拍攝，用實景照片圖對衛(wèi)星圖進行補充。新型測繪技術(shù)幫助測得難以通過人工直接測繪的總平面圖。如圖3為GPS實景圖總平面圖。

（2）建筑平面圖，長寬、柱徑，位置較低方便測量，且德公廳屋面積合適，采用傳統(tǒng)20m軟尺進行測量。首先需要確定柱網(wǎng)，即建筑的整體框架。這是整個古建筑的框架和基礎(chǔ)，其余的部分梁柱子、屋頂、臺階、門窗、都需要在骨架的基礎(chǔ)上安置。這一步是關(guān)鍵一部，所以在使用傳統(tǒng)手工測量的同時要避免出現(xiàn)的錯誤。適用傳統(tǒng)測繪方法的部分，不過分盲目追求新型技術(shù)，以合理支出測繪經(jīng)費，加快測繪進度。如圖4為繪制完成的一層平面圖。

（3）建筑的立面和剖面采用紅外線激光測距儀。德公廳屋內(nèi)部高約有七米，屋頂?shù)炔课桓叨入y以人工測量，故采用紅外線儀器測量。如圖5在測距點定位定點測量，可以測距梁所在高度。激光紅外測量出數(shù)據(jù)準確，使用方便。對于牌樓門等高度難以攀爬的構(gòu)件尺寸采用紅外三角形法則進行兩個斜邊OB與OA以及角度α測距工具可自動計算出所需邊AB的長度。如圖6展示。

（4）對于斗拱，梁架等復雜的結(jié)構(gòu)問題，每個朝代的木作方式都略有所不同，元代建筑喜用減柱法，斗拱用材尺度較宋代也大有減少。[5]查閱與了解相關(guān)資料后先對細部結(jié)構(gòu)進行分析，然后經(jīng)行各部件實際測量，利用Ipad等攝影測距設(shè)備對古建筑的構(gòu)建數(shù)據(jù)記錄，測繪出斗拱等細部結(jié)構(gòu)的尺寸，然后進行建模、渲染。如圖7。

傳統(tǒng)方式與數(shù)字技術(shù)結(jié)合下的測繪過程要求測繪的各個部分采用最適用的測繪方式。人工難以到達或者測繪需要大量人員繁復操作的場地利用現(xiàn)代技術(shù)進行測繪，人工便于測量的部分采用傳統(tǒng)測繪方式，以減少設(shè)備費用。本次研究實踐從總平面、一層與屋頂平面、立面與剖面、詳細圖紙與模型動畫建立逐步詳實的完成。借用此種方式在規(guī)定時間內(nèi)完成了教學式測繪實踐任務。望其模式于當代社會可給予其他測繪案例啟示。

結(jié)語：

本文通過文獻參考與實踐記錄，以查濟古村落德公廳屋為例，研究了傳統(tǒng)測繪與現(xiàn)代數(shù)字化測繪在教學式測繪中的不同方向應用。傳統(tǒng)測繪方式歷史悠久，在技術(shù)不發(fā)達的時代，在大量測繪人員的努力下，獲取寶貴資料，傳統(tǒng)測繪的研究資料為古建筑研究保護提供基石。

傳統(tǒng)測繪器材簡單便經(jīng)濟，不需要長期操作培訓，于教學型測繪實踐中，可以滿足經(jīng)費合理，鍛煉學生動手能力等需求，仍然在測繪實踐中起到相對重要作用。同時在二十一世紀時代發(fā)展的今天。技術(shù)進步輻射多學科，建筑測繪技術(shù)也得到發(fā)展。GPS、激光紅外測距、三維掃描與建模也得熟練、快捷的運用，極大的加快了測繪的效率與精度。同時也鍛煉學生使用現(xiàn)代科技的能力。在探索在傳統(tǒng)與現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的結(jié)合下，研究合適高效的測繪實踐的探索也會一步步深入。同時希望古建筑測繪能為保護古建筑，弘揚中華文化精神做出進一步貢獻。

參考文獻：

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基金項目：“生態(tài)+旅游”視角下綠色鄉(xiāng)村旅游模式研究（項目編號S202010361059）