地方院校建筑测绘课程教学改革探索
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作者:顾海燕 金芳芳 程鹏环 乔慧萍
摘 要 建筑测绘是建筑学、城市规划等相关专业重要的教学环节。在测绘信息化、建筑信息化、城市数字化的发展的大趋势下，地方院校建筑测绘课程教学需要从学科交叉的角度出发，结合自身特点，抓住机遇，培养适应时代发展的建筑测绘人才，实现人才的复合创新转变。
关键词 建筑测绘 测绘信息化 建筑信息化 城市数字化 学科交叉
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.01.065
Abstract Architectural surveying and mapping is an important teaching link in architecture， urban planning and other related specialties. With the development of surveying and mapping informationization， building informationization and city digitalization， the teaching of architectural surveying and Mapping Course in local colleges and universities， combing with their own characteristics and seizing the opportunity， need to cultivate the talents adapting to the development of the times by proceeding from the interdisciplinary perspective. Finally， it could realize the transformation to the compound innovation talents.
Keywords architectural surveying and mapping; surveying and mapping informationization; building informationization; urban digitization， interdisciplinary
随着计算机与通信技术的发展，测绘与地理信息等相关科学技术交叉渗透、融合发展，加之移动互联网、实时信息获取、云计算、大数据、物联网等新技术的快速发展，推动了测绘信息化的发展，使得测绘学在理论基础、工程技术体系等方面发生了深刻的变化，测绘行业的服务对象和服务范围远远超出了传统测绘学的范畴。面对如此迅猛的发展态势，结合建筑学等相关专业特点，指出地方建筑院校建筑相关学科要紧扣社会需求，改革建筑测绘教学模式，培养具有创新精神的高素质的应用人才，推进建筑测绘的发展。
1 建筑测绘在建筑学、城市规划等相关专业教育中的重要性
建筑测绘包括“测”和“绘”两方面，“测”主要指测量，以外业工作为主;“绘”主要指绘图，以内业工作为主。在建筑学、城市规划等相关专业学习中，建筑测绘占有重要地位，它是对建筑乃至城市历史深入研究过程中不可或缺的手段之一。通过对已有建筑的测量描绘，使测绘人员更加清楚所测建筑的每一个细节，更好地了解设计者的设计思路和施工工人的建造水平，进而更清晰地分析以建筑为主体的城市肌理，为深入研究建筑和城市历史提供了重要的依据，为建筑的深入研究做了重要的基础保证。测绘的最终成果图纸是具有科学性质的、有价值的档案资料。
2 建筑测绘课程教学现状分析
2.1 建筑测绘的工作对象
广义上讲，建筑测绘是工程测量中的一个子类别，以各种建筑为测量对象，为建筑工程提供精确的测量数据和大比例尺地图，保障项目选址合理，按设计施工和进行有效管理。在运营阶段则可对建筑进行形变观测和沉降监测以保证建筑正常使用。
对于建筑学及其相关专业来说，建筑测绘的范围有所不同，其最适合的对象是历史建筑及其环境。通过对历史建筑及其环境的精心测绘，可以便于其日常维修，损坏后的修复，乃至特殊情况下的易地重建。这是建筑学及其相关学科的教学内容和学科特点决定的。我国是一个有着悠久历史的文明古国，建筑历史文化源远流长，但由于我国的历史建筑多以木构建筑为主，其存在的年限受到材料的制约，因此从专业角度，对于历史建筑的测绘工作就显得尤为重要。
2.2 建筑測绘课程在建筑学、城市规划等相关专业课程体系中的安排
建筑测绘课程是对已建成的建筑按照建筑制图的方法和规则，通过对实际建筑的测量、记录与绘图，最终形成图纸的过程。测绘是通过对实际建筑近距离地测量、入微地观察及细致地记录、一笔一画地绘图来完成的。
建筑学等相关专业建筑测绘课程一般会出现在两个阶段。第一阶段设置在一年级的设计基础课程中，安排有一个子课题：小型建筑测绘，大致16学时。这一阶段对象多局限于学校内部或周边地区的小型建构筑物。通过对小型建构筑物进行测绘，教师指导学生按照专业绘图方法绘制图纸，这一阶段课程设置的目的是通过对实际建筑物的测绘，加强对建筑的实际感受，进一步训练墨线制图、字体、建筑绘图的技能及建筑平、立、剖面图的表达方法。第二阶段设置在三年级的实践环节中。通过工程测量课程学习专业的测量方法，能够使用先进的测绘仪器进行测量，可获得精确的数据，建立精度概念。测绘之初，多方收集资料，了解测绘目标的社会、人文概况，拓展学生的视野，进行有针对性的建筑理论学习，激发学生对建筑文化的兴趣。这一阶段的测绘不再是机械记录，更强调是融合价值判断和信息取舍的过程。 2.3 不同院校建筑测绘课程的差别
建筑测绘是建筑学及其相关专业的综合实践环节，基于不同层次和地区的院校课程在安排上有所不同。如清华大学、东南大学等重点院校，有着长久的古建筑测绘教学传统，师资力量雄厚，能够依托一定的科研项目进行测绘课程的开展。他们具有完善的教师队伍，周密且科学的教学计划，能够为建筑测绘课程的展开提供有力的保障。另有一部分院校如南通大学、长江大学等地方院校，依托城市及周边拥有丰富的历史建筑为依托，开展历史建筑测绘，建立服务地方，推动地方建筑文化的保护工作。
对于绝大多数新开设相关专业的地方院校来说，难以开展有效的历史建筑测绘工作。首先，随着社会的发展，对我国古代优秀的建筑文化破坏严重，地方上缺乏足够的测绘对象。其次，地方院校教学经费有限，将测绘地点向更远更广的地区扩展难以实现。最后，对于传统建筑研究的师资不足，导致历史建筑测绘科研成果不足，研究的宽度和深度不够，古建研究的学术带动力不足，学术研究方法不够规范。
3 地方院校建筑测绘课程建设的机遇
当前结合地理信息的测绘技术飞速发展，由二维空间表达转向三维表达。建筑行业以三维表达为手段的BIM技术稳步向前。城市信息的采集和管理技术依托两者，实现信息数字化。这些交叉学科之间的相互推动表明在建筑和城市测绘过程中，顺应信息化、数字化技术的发展并有效利用和关注前沿技术，可推动建筑和城市更好地发展。
3.1 测绘信息化的发展
测绘信息化的发展，使得构成测绘学科的几大分支学科由原来的平行独立发展走向集成共生发展，相互之间的交叉、渗透和融合日益深入，相互之间相辅相成的作用日益凸显。而以测绘信息化为依托的应用和服务需求又进一步推动着相关学科走向融合与一体化。因此，建筑相关专业也需要拓宽视野，将测绘新技术、新方法与专业应用相结合。
从测绘技术发展运用到建筑遗产保护上的技术有数字近景摄影测量、全球定位系统（GPS）、三维激光扫描和地理信息系统（GIS）等。相对于传统的测绘，这些技术具有更高的精确度，更好的环境适应性。如数字摄影技术通过创建三维模型，在模型分析的基础上，结合实际情况来测绘图形。现如今结合无人机技术，大大降低了测量工作的难度和压力，也将测量工作从户外转向室内，适用于各种特殊环境，所采集信息也具有高精确度。
3.2 建筑业信息化的发展
建筑业是我国经济支柱型产业，近年来保持着良好的增长态势。我国建筑信息化发展存在广阔的发展空间，而建筑信息化依托于建筑信息模型（BIM），以三维数字技术为基础，集成建筑各种相关信息的工程数据模型。BIM通过云服务的应用模式，结合大数据、物联网等技术，将推进建筑业的三维设计和建造的信息革命。
从国家层面对建筑业信息化的发展要求来看，近年新建建筑基本都会逐步形成三维模型数据。从数字化、信息化发展的趋势来说，对既有建筑信息化的实现也必然会提上日程。目前对既有建筑信息化主要是通过测绘新技术，对建筑形体实现三维模型数据化，以实现在大数据时代为相关行业数据提供服务，但这部分数据不能够展示建筑的内在和精细信息，对建筑本体的研究不具有实用意义。BIM强大的三维建模功能可以辅助测绘，为建筑测绘行业带来技术的进步，华中科技大学建筑与城市规划学院的古建筑测绘课程教学实践中引入BIM技术，来解决古建筑测绘过程中的相关问题，诸如工作流程不尽科学和信息传递被割裂等。
3.3 城市数字化建设的发展
“三维数字城市”的提出，源自前美国副总统戈尔1998年提出的“数字地球”。城市是个复杂的巨大系统，包括用地、建筑、市政设施等多个子系统，各个子系统之间具有复杂的空间关系。过去的一段时间，基于空间设计和管理的建筑和城市规划领域，通过广泛的cad设计，实现了论证和管理方面的二维平面图纸。当前的数字城市发展必然要对城市建筑实现数字化的设计和管理，因此产生了由二维的数据应用阶段上升到三维的数字城市必然是一个趋势。
三维数字城市的建设在我国北京、上海、广州等城市早已展开。依托现今的测绘技术如倾斜摄影等可创建大规模的三维数字城市场景，但是这些技术虽然自动化程度高，建造模型速度较快，但是模型精细程度不高，对镜面反射等问题目前还没有比较好的解决方法，另外也无法对室内空间的进行完善的表达。技术发展的当下，三维数字城市的建设不可能仅仅是针对外部空间的三维化，对新建建筑结合建筑设计的三维化，必然会形成技术的整合;但对大量既有建筑，必然需要建筑中的重要公共建筑、历史建筑等三维数字化过程，将是大量且繁琐的工作。建筑的三维化工作将实现更为广阔的建筑信息记录，结合虚拟现实技术，通过三维建模逼真的模拟现在和未来的城市，支持数据分析、方案论证和优化，支持地理信息系统等。通过这些详实的数据和相关资料有利于直观真实固化方案评估、审核以及管理等日常工作，更为重要的是它可以为多部门参与和协同工作提供了有效的平台。
总体上，社会发展对城市层面的数字化提出更高的要求，需要城市建筑的充实数据以及更丰富的信息，这些将给建筑测绘带来新的契机。
4 建筑、规划等专业在信息化过程中的优势分析
4.1 三维空间表达和想象能力
建筑、规划等学科从教学伊始就非常注重对三维空间构建能力的培养。素描、色彩的课程的学习目标在于建立基本的几何形体及色彩的认知和把握;设计系列课程中更是从多方面训练学生对室内外空间环境的掌控能力;结合实物模型制作、计算机模型制作逐步完成对建筑由认识到创造的过程的学习。
发挥地方院校建筑相关专业学生对三维空间的良好感知，融入细节，在日益丰富的三维信息化需求下完成建筑测绘课程转型，将提高学生的多维发展，增强竞争力，避免课程固化。
4.2 建筑专业知识的掌握能力
由于当前先进的测量技术对建构筑物的三维实现更多的是一种表皮的处理，其仍然存在一定程度的缺陷，需要地面数据采集等方式来完善，才能实现相对完善的外观效果。正如前言，对于重要或重点建筑内、外部空间的三维细化将会逐渐成为社会发展的必然。单纯的测绘人员对于二維空间技能熟悉，但是建筑等三维空间的表达尤其是内业的完成，建筑、规划相关专业人员更具有优势，其对于建筑的空间及造型的诸细节感知更清晰，这些将有助于全面的空间三维信息化的实现。 5 小结
随着移动互联网、大数据、物联网等技术的快速发展，相关学科交叉渗透、融合发展，各专门的测绘学科之间的界限已逐渐变得模糊，建筑测绘领域明显存在新技术的运用上滞后，在工作对象和内容的限定上僵化，没有能够像测绘、地理信息等专业一样把握数据时代的时机打开广阔的发展格局。测绘信息化，建筑信息化，城市数字化的发展为地方院校建筑测绘课程提供新思路、新机遇。相关院校可结合实际情况，对课程教学进行改革，发展适合地方院校且具有竞争力的建筑测绘课程建设新思路，推进学科发展与融合。地方院校从中可以摆脱自身资源不足的困境，培养适应时代发展的复合创新的建筑测绘人才，提高其在建筑测绘甚至更广的领域的竞争力。
基金项目：江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015C218，英文标志：Top-notch Academic Programs Project of Jiangsu Higher Education Institutions，英文标志简称：TAPP）;盐城工学院教育教改研究项目：基于专业认证模式下的专业建设研究与实践（JY2015B22）
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