精準(zhǔn)丈量，給古建造做個(gè)“透視”

　　據(jù)國家“指南針規(guī)劃—中國古代發(fā)現(xiàn)發(fā)明的價(jià)值發(fā)掘與展現(xiàn)”專項(xiàng)，在“古代有名的遺跡、墓葬、古建筑和土木工程設(shè)計(jì)、建造資料技術(shù)等方面”，“進(jìn)行系統(tǒng)的專項(xiàng)考察、收拾挖掘、研究展示、挽救傳承”。

精準(zhǔn)測量，給古建造做個(gè)“透視”

　　自梁思成發(fā)展佛光寺調(diào)研的1937年至今70多年里，建筑歷史界屢次踏勘、測量東大殿。但測量手腕基礎(chǔ)以皮尺、鋼尺的手工測量為主，數(shù)據(jù)取舍到0.5厘米。

起源：科技日報(bào) 2013 *** 1 *** 10 李禾

　　“在上述工作的基礎(chǔ)上，咱們才干提出了東大殿掩護(hù)工作打算以及初步的修理倡議等。”呂舟說。

　　東大殿被稱為我國古代修建遺存中最為珍稀的一座，其所蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)思維、構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)和加工做法在非物資遺存方面存在不凡價(jià)值。因而，呂舟表現(xiàn)，以精細(xì)測繪入手，通過應(yīng)用精密測量工具與傳統(tǒng)測繪相聯(lián)合的方式，揚(yáng)長避短，力求在應(yīng)用目前最進(jìn)步的技術(shù)前提下，得到盡可能精確而全面的測繪成果等。在該結(jié)果基本上，繪制東大殿還原幻想設(shè)計(jì)圖。

　　據(jù)清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院文化遺產(chǎn)保護(hù)研究所等編寫出版的《佛光寺東大殿勘探研究講演》描寫，佛光寺東大殿背靠陡崖，50年代曾因?yàn)檠麦w倒塌使大殿后墻部分受到損壞，同時(shí)存在局部基礎(chǔ)不平均下沉和木構(gòu)建糟朽、斷裂等問題。

　　呂舟說，“通過三維激光掃描失掉東大殿精確測繪數(shù)據(jù)后，東大殿一些法度軌制上的法則開端明白地浮現(xiàn)在我們眼前，使重建或恢復(fù)東大殿，打消結(jié)構(gòu)變形影響的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)成為可能。”通過對三維激光掃描點(diǎn)云切片與復(fù)原的東大殿尺度結(jié)構(gòu)剖面相比擬，就可得到東大殿準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)變形情況，對東大殿結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)做出斷定。這也是我國第一次把三維激光掃描運(yùn)用于木結(jié)構(gòu)文物建筑的結(jié)構(gòu)平安評估。

　　在山西五臺(tái)山南臺(tái)西麓的樹林中，千年古剎佛光寺悄悄聳立。作為國務(wù)院頒布的第一批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位，佛光寺已列入世界遺產(chǎn)目錄。其中，建于公元857年的佛光寺東大殿是我國現(xiàn)存最為完全、體量最大的唐代木結(jié)構(gòu)建筑，也是研究唐代木結(jié)構(gòu)建筑最為主要的“標(biāo)準(zhǔn)器”。

　　以文物維護(hù)為目標(biāo)的測繪請求準(zhǔn)確地反應(yīng)文物修筑的現(xiàn)狀，包含殘損、構(gòu)件錯(cuò)置、修改、變形的情形，手工測繪中難以精確、清楚地表示出文物建筑現(xiàn)狀，或有可能在測繪進(jìn)程中被疏忽。&ldquo,名人財(cái)智;三維激光掃描為解決這一問題供給了可能性。”呂舟說。

　　文物建筑測繪國度文物局重點(diǎn)科研基地（天津大學(xué)）主任吳蔥教學(xué)說，除三維激光掃描技術(shù)和全站儀外，他們還將多基線數(shù)字近景攝影測量體系、固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)等新技術(shù)利用于古建筑測量中，精確測繪了柬埔寨吳哥古跡、天壇、故宮、頤和園、山西應(yīng)縣木塔、遼寧義縣奉國寺等20多處古建筑。

　　呂舟說，前人所做的測繪已獲得宏大結(jié)果，但因?yàn)橐酝鶞y量工具和測繪手段的限度，難以到達(dá)更高精度，誤差量也難以節(jié)制，測量結(jié)果不一。在本次勘察中，使用了三維激光掃描配合全站型電子速測儀定位，全站儀可給出把持點(diǎn)的空間絕對坐標(biāo)，為掃描結(jié)果的三維空間形象提供坐標(biāo)；再加上局部的手工測量，從而得到一套精確、客觀的東大殿數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，在古代建筑測繪范疇，三維激光掃描已是一項(xiàng)常用的技術(shù)。

　　20世紀(jì)30年代，梁思成、林徽因依據(jù)敦煌第61窟中的“大五臺(tái)山圖”發(fā)明了佛光寺東大殿，作為至今海內(nèi)已知的獨(dú)一唐朝木建筑，這座可貴的建筑對我國建筑史研究具備極重要的意思。

　　“清華大學(xué)文明遺產(chǎn)保護(hù)研討所承當(dāng)了佛光寺東大殿精確測繪等工作。我們盼望對東大殿用三維激光掃描的精確測量辦法，來斷定建筑結(jié)構(gòu)變形，通過對變形的量化剖析，得到東大殿結(jié)構(gòu)是否安全的論斷。”清華大學(xué)建筑學(xué)院副院長呂舟傳授說。

　　據(jù)先容，與傳統(tǒng)測繪技巧比擬，三維激光掃描的上風(fēng)在于數(shù)據(jù)全面性跟正確性，能夠在電腦中像做透視一樣進(jìn)行切片丈量，從而測量無奈直接測量的地位，實(shí)現(xiàn)實(shí)測不可能完成的工作，并盡可能測量到所有數(shù)據(jù)，再通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)推斷出最合乎的原始設(shè)計(jì)尺寸；全站儀所取得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，角度誤差為秒級(jí)，測距誤差為毫米級(jí)；觀測速度快，采集單個(gè)點(diǎn)僅需多少秒鐘；工作間隔最遠(yuǎn)可達(dá)數(shù)百米等。

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