新型仪器在古建筑测绘教学中的利与弊论文_刘虹

新型仪器在古建筑测绘教学中的利与弊论文_刘虹

西南科技大学土木工程与建筑学院

摘要:古建筑测绘是建筑学专业的一门主要学科,该课程是一门结合理论和实践的综合课程。该课程是通过测量取得实地实物的尺寸和依据,绘制出一套完整的图纸并且撰写测绘报告,即综合运用测量和绘图技术来记录和表达古代建筑。而新型仪器的介入,给古建筑测绘课程带来了新的方向,也带来了新的挑战。

关键词:三维激光扫描仪;测绘教学;建筑历史

一、结合古建筑测绘的特点展开教学

古建筑测绘富有专业性和技术性两大特点。在现场测绘之前,学生必须要学习跟古建筑相关的课程,如《建筑制图》、《中国建筑史》等,从而掌握到与古建筑相关的基础知识。作为专业课程,学生想要细致的认识古建筑,最好的测绘方法就是手工测绘以及普通测量。通过手绘草图,运用皮尺、塔尺、激光测距仪等仪器测量出建筑的进深、开间等数据,并标注在提前绘制的草图上,成为最初的原始数据,并待后整理。虽然这一方法费时费工,效率不高,难以保证观测结构的精度,但是这一方法无疑是最适合初学者学习的方法。学生只有将专业知识掌握到位,配合现场测绘的细致作业,才能将所测建筑较真实的反映在图纸上,从而提交一份有价值的成果。

二、测绘工具的提升

随着技术的不断提高,古建筑的测绘工作从复杂逐渐变得简单,原本需要一天甚至一周的测绘工作,通过三维激光扫描仪的介入,短短几个小时就能做到精准的测绘。

三维激光扫描仪在古建筑测绘中的运用,解决了建筑高度过高,学生无法攀爬测量的问题,同时解决了很多建筑内部梁架结构受到遮挡,而无法测绘的问题。同时大大节省了测绘难度,提高了测绘过程中所带来的安全系数。但是由于目前三维激光扫描仪所成图像为云图,因此它需要通过其它软件,将其转换成建筑学可用的线性图形,而这个转换过程是相对复杂的,这不仅需要掌握软件的知识,同时也需要掌握古建筑的知识,还需要大量的测绘经验做依托,所以从另一个角度出发,采用三维激光扫描仪对古建筑进行测绘,其实是提高了专业水平,对测绘人员的专业要求更高了。

但通过三维激光扫描仪测绘并处理过后的成果却是非常有研究和存档价值的,它的数据更精确,它表现的结构更清晰,甚至可以做成动画以动态的形式表现出来,对于节点细部,也可以清晰地放大展现,而这些都是传统测绘所达不到的成果。

三、传统测绘和仪器介入后测绘的课程对教学的利弊对比

1、传统的古建筑测绘主要是针对单体建筑或较完整的院落。单体建筑在测绘中的主要内容是总平面、单体建筑的各层平面及相关大样、剖面及相关大样、梁架仰视、斗拱大样、立面及相关大样、附属文物图样。北方官式建筑结构、形式相较南方建筑比较复杂,节点式样也较多,而且多有斗拱,因此测绘的内容必须要详细的表达出这些内容。

在以往的测绘课程中,这些部分都是通过学生的户外作业,实地绘制和测量,再而通过软件,如CAD,SU等软件整理数据,从而得到最后成果。这个过程中会根据学生对古建筑知识的掌握程度的不同、对手绘能力的不同而出现不同程度的问题,甚至会有最后的成果可靠程度的问题。但是这个过程可以让学生充分参与到测绘的整个过程中,对于基础知识并不是很好地学生有一个重新学习和认识古建筑的过程。传统古建测绘课对学生的包容性更强,要求相对较低。

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2、三维激光扫描仪对建筑的单体、大样、壁画、附属物的扫描效果很好,成像很快,但是对建筑的院落、地形的成像却并不理想,因此在仪器的介入中,测绘课程中,人工测绘也是不能缺少的,二者是互补不足。仪器在测绘中的使用,测绘的时间会缩短,但是对于学生的再学习过程却是缺失的一环,尤其对古建筑知识掌握的并不是很好学生,采用仪器测绘,会使得他们对古建筑的知识掌握起来越来越难,也会因此造成最后从云图转换为线性图的过程中,很多地方是不准确的,最后成果的可靠性也会大打折扣,很可能造成学生没有学到东西,成果也是粗制滥造。但是对于古建筑知识掌握较好的学生而言,学生可以通过对仪器的操作,成像的处理,掌握新的技术,同时更好的掌握到古建筑的细节部分,最后的成果也会是喜闻乐见的。

因此传统测绘更适合基础薄弱的学生学习,而仪器的介入更适合学习能力较强,基础知识掌握较好的学生。

四、四川境内仪器介入后测绘的难度

四川地区的古建筑多聚集在古镇、古村落中。这些地方的建筑又多以民居为主,偶尔会有庙宇、戏台等类似的大型建筑。他们的特点是建筑类型简单,多以穿斗式和抬梁式混合结构搭建(如图1),外墙多是竹篾墙或砖墙,甚至还有以木板作为主要的围合构筑物。屋顶形式简单,除庙宇或戏台多是庑殿顶、歇山顶,其余民居都是以硬山顶为主,悬山顶次之(如图2)。此外很多单体建筑在结构上和空间划分上都有了不同程度的改变,很多都是建筑主人对建筑本身进行了加建或改建,这类建筑从测绘学习的角度来看已经不再具备学习的价值。同时斗拱是非常少见的,即便有也是较简单,而不像北方官式建筑那样复杂。古镇或古村落中现存较完整的院落很少,有的已经改建,有的因年久失修而坍塌破败,但是这些传统古镇或古村落有一个最大的特点,即村落的街巷保较好。而且街巷的尺度与两侧建筑的比例关系却是学生值得关注和学习的地方。因此学生在四川地区的民居测绘学习中,不能完全照搬书本上的测绘内容来进行,而是应该有针对性的选择建筑,并且增加沿街立面的测绘内容,这样学生才能从一次测绘学习中得到与古镇相关的有价值的东西。

四川地区仪器的介入,最大的难点就是,会受到地形和环境的影响,会导致扫描过程中受到干扰,如地势上的高差,树木的枝干等,这些都会造成成像的复杂性,也会为后期的处理提高难度,此外也会造成建筑局部的不清晰,有误差等问题。

五、采用仪器测绘时对专业课程的要求

测绘课主要有两部分构成,即理论部分和实践部分。理论部分的课时较少,以2个课时为主,其内容为如何进行古建筑测绘,而对古建筑结构方面的内容由于课时的限制,只能粗简的提及一下,更多的内容只能靠之前《中国建筑史》课程上所学的内容,以回忆的方式运用到古建筑测绘的课程中来。实践部分的课时为一周的时间,是符合该课程内容需要的。但是理论课时的分配和课程内容的设计,导致学生到现场后理论知识无法指导实践课程,需要在测绘过程中对古建的基础知识再次进行现场授课,大大占用了实践课的时间,使得实践课时不够,任务也完成的不好,很多简单的内容为了保证质量而要耗费很长的时间。

如果采用仪器测绘,那么前期需要对古建筑的梁架知识点需要一定时间的讲解和学习,测绘课的理论部分的课时应该更长一些。

参考文献:

[1] 林源.古建筑测绘学[M].中国建筑工业出版社

[2] 王其亨.古建筑测绘 [M].中国建筑工业出版社

[3] 马海志,郭志奇.古建筑测绘的原则与方法探讨 [J].北京测绘.2007(02).

[4] 代红超,张方超,周炎.三维激光扫描仪在历史建筑检测中的应用 [J].住宅科技.2011年S1期

论文作者:刘虹

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/16

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