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古建筑保护中信息化测绘技术的应用研究

来源:用户上传      作者:陈铭

摘 要:古建筑是文化传承的关键载体之一,是当时工匠工艺水平的真实体现。为了进一步提高古建筑保护力度,该领域已逐渐引入了现代信息化测绘技术。文章在分析信息化测绘技术的基础上,探索了古建筑保护信息化测绘技术,并指出古建筑保护中应用信息化测绘技术应注意的事项,期望能促进古建筑保护水平及质量的提升。

关键词:古建筑保护;信息化测绘技术;应用

千百余年文化发展历史上遗留下来的古建筑,彰显了古代匠人的工艺水平,是一项价值极高的文物。开展古建筑保护工作,是尊重历史,也是保存历史文化发展的必要措施。要想将古建筑更好地保存并利用,有必要借助信息化测绘技术开展相关工作,并妥善处理对应信息。在详细处理信息记录的过程中,以测绘获取的数据为依据,能够更好地对古建筑搬迁及维护展开技术处理,能促进古建筑保护工作成效的提升。

1 信息化测绘技术概述

信息化测绘时代,以“3S”技术(GPS、RS、GIS)为基础的测绘作业手段,包含计算机、地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)以及全站仪等技术设备。将信息化测绘技术应用于古建筑保护,能以古建筑为对象展开立体化的数据收集与整理,这样在后续维修保护工作的开展中便能取得真实可靠的数据信息。①近年来,古建筑受损的事件频频发生,要想为古建筑提供安全保障,使其能够实现可持续发展,应用信息化测绘技术开展古建筑保护工作的帷幕早已拉开。在现代化技术设备的运用下对古建筑的地理位置及空间数据进行记录,可将丰富的数据信息应用于古建筑测绘及保护。

2 古建筑保护信息化测绘设备与技术

2.1 电子全站仪

电子全站仪这一测量设备能够进行古建筑的高差测量、角度测量及距离测量,包括测量古建筑斜距、水平角及垂直角的基础功能,还能在固化软件的帮助下完成各种测量功能的构建。例如,利用电子全站仪,能够全面计算古建筑的三维坐标,即计算高差、平距及镜像站点,同时还支持面积计算、偏心测量、悬高测量以及对边测量等工作的开展。

2.2 数字近景摄像

数字近景摄像技术引入摄像机进行拍摄,在获取相关数字影像后,转用计算机进行处理,取得的数字图像与摄像十分精确、清晰。将数字近景摄像技术应用于古建筑保护的测绘工作,在人机协调措施的配合下,能将古建筑的三维立体模型真实地还原在计算机上,不仅能够更加精确、有效地对古建筑内繁杂的几何变化展开描述,还能帮助保护维修人员更清楚地了解古建筑的构造,提高保护与维修成效。

2.3 三维激光扫描技术

三维激光扫描需要软件和三维激光扫描仪。测绘工作开展期间,利用该技术能自动、有效且连续地获取古建筑的各个空间材料,整体性地提升古建筑测绘的效率。在古建筑保护中应用三维激光扫描技术,能更精准、全面且综合地实施测量,无须进行布控,即可快速获取三维信息数据并运用于三维立体模型的创建,为保护维修人员提供真实的模型参考。该技术相对于传统测绘技术而言,优势更加突出。

2.4 遥感影像处理技术

所有物体都能将电磁波向外反射或辐射,这是遥感技术的基本原理,也是遥感影像处理技术的根本原理。不同物体有不同的入射光波长及物理化学特征,所以也有不同的入射光反射率,遥感影像处理技术在获取目标信息时便是以这一原理为基础,通过探测目标对象反射的电磁波实现的。在识别远距离物体时,结合计算机、目视解译方可达成该目标。

遥感影像处理技术获取数据十分快速、高效,将其应用于古建筑测绘,通过航空遥感或卫星遥感的运用,即可顺利获取古建筑影像资料,后续通过相关处理技术完成影像处理。①同时,在遵循光谱成像规律的基础上,结合古建筑周边地形,能够制作范围更大的场景影像地图,可用于影像纹理、色调等内容的研究。在构建了各尺度空间数据模型后,依照模型测量古建筑或判定位置等。目前,卫星遥感影像与航空遥感影像具备较高的精度,两者在地面分辨率上分别能够达到50厘米和10厘米的精度,基本上能满足精度要求不是极高的工作任务需求。如在测绘长城地形这一工作中,通过该技术即可顺利完成。而对场景范围有限且规模相对偏小的古建筑进行测绘,近景摄影测量技术更适用。

3 古建筑保護中应用信息化测绘技术的注意事项

3.1 前期勘测

古建筑保护中,在近景摄影测量时首当其冲的便是前期勘测这个环节,这也是近景摄影测量的基础。通常情况下,在测绘具体的古建筑时,首先需要明确古建筑大概位置、特征点及所处区域控制点等内容。而在摄影方面,需要确定相机位置和摄影高度、角度、路线等。前期勘测采集的数据在后续测绘中发挥着不可忽视的作用,能在很大程度上影响古建筑保护及维修工作的开展质量。

3.2 外业数据采集

当前,一些城市为了满足自身建设需要或躲避自然灾害,有时会对古建筑进行保护搬迁。②此时,采集外业数据必须精确、全面。目前,在以全野外数字化模式为主的外业数据采集中,搜集古建筑信息时,由于运用了信息采集软件,所以能确保信息的全面性和完整性。这一过程中,需要遵循以下流程开展工作:首先,以古建筑重要位置及边缘为目标安装控制点,结合红外探测器扫描功能,确保控制点安装位置准确无误,以便更精确地描绘古建筑。其次,碎步测量。通过该流程最终能取得精度更高的测绘成果,完整地展现古建筑内部细节。③具体实施中涉及全站仪的使用,依托漫反射方式反复测绘后,逐步缩小误差区间。再次,我国古建筑最开始建造时普遍采用了梁、柱、墩等结构,碎步测量基本无法全面测量这些结构的角度及位置,所以还需要三棱镜反射测量的配合。最后,外业测绘完成后,向计算机中传输各类数据信息,并将测量数据等比缩小(1∶100),结合数据及符号逐步完成模型的构建。

3.3 测绘过程

具体测绘是由外业与内业两方面的测绘组成。外业测绘是以古建筑现场为对象,将古建筑基本特征点、高程等作为测量内容。内业测绘主要是通过仪器中相关电子软件的运用,以古建筑空间结构为对象,展开建模处理、图片处理。在测绘中,测绘过程是关键所在,同时也是决定后期保护维修工作质量的要点之一。该过程需要将测量不准确引起的误差尽可能地减少,同时提高相关的应变能力。

4 结语

将现代化测绘技术引入古建筑保护测绘工作,能够更精确地完成古建筑的测绘,进而为古建筑保护、维修及重建工作等提供更准确、可靠的数据支持。具体测绘中,相关人员应在参照古建筑规模的基础上,通过各类技术方法的应用,精确、清晰且完整地绘制古建筑模型,这样也能为后续保护维修工作的开展提供坚实的基础。


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