何文彬
河北省欣航测绘院有限责任公司 065000
摘要：中华民族历史源远流长，从古代文化到古代建筑，依然有着很好的指导作用和创意提示，为了对古代建筑物有一个整体结构和形态特征的把握，建筑行业催生了很多新兴的测量方法，三维激光扫描技术便是目前古建筑测绘领域中的宠儿，这种测绘方法不仅能有效提高测量的速度，还能更加精准的检测出建筑物的精确数据，同时，对古建筑的保护作用也起到了很好的效果。本文将从三维激光扫描技术对古建筑测绘的影响及应用展开探讨和研究。
关键词：三维激光；扫描技术；古建筑测绘；影响及应用
引言：在利用三维激光扫描技术测绘古建物数据的过程中，建筑行业的工作人员能有效取得古建筑的资料以及档案信息，并通过这些资料创建三维云模型，甚至能将古建物中的纹理清晰地展示在模型之中，通过这样的方法得出的古建物数据和模型，与真实古建物相比，比例更加精准，这样的测量技术也具有更加光辉的前景。
一、古建筑数据测绘的传统方法
在古代人测量地图中，有一个非常有趣的故事，古人测量地图的方法叫记里鼓车，这鼓车分为两层，每层有一个小木头人，上层是一个铃铛，下层是一个大鼓，根据机关的设计，当鼓车走到一里路之后会敲一下鼓，累计到十里之后，上层的小人会敲一下铃铛，这样的方法虽然很笨，但如今我们使用的电子地图，依然是按照这样的传统方法沿袭过来，使用了几千年的距离测绘方法，依然适用于当今社会，可见在建筑行业中的古建筑测绘数据的方法，依然也是沿循传统方式，特别是利用卷尺测量，在辅以水平仪或者铅锤，以此方式帮助建筑物的测量数据的精准，但这样的测量方法依然存在很多的不足。比如在测量过程中的时间无法保证，古建筑工程的测绘工作无法快速完成，并且因为人为误差导致的数据准确度也会有失偏颇，另外，对于建筑物中的犄角旮旯，也无法通过传统的测绘方式得到精准的数据。因此，古建筑数据测绘的传统方法必须有所突破，以此来解决古建筑中复杂的局部结构测量问题。
二、三维激光扫描技术发展现状
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，这种技术突破了GPS技术之后的又一次技术革命，直接颠覆传统测绘的死板、数据不精准的问题，通过更为便捷的方式获取完整的3D模型。
1.打破国外垄断
我国早期的三维激光扫描技术来自于国外，因为技术来自于别国，我国建筑行业使用三维激光扫描技术的过程比较艰辛，成本也非常昂贵，但自从国内制造出三维激光扫描雷达之后，这种测绘技术直接打破了国外技术对我国市场的垄断，建立了新的市场秩序，即使对地质灾害的预测，也仅仅只有毫米级的误差，因此，我国的三维激光扫描技术已经达到了世界高端水平。而这样的技术应用在古建筑测绘之中，会大幅度缩短古建筑测绘工作时间，提高测绘工作的效率和质量。
2.仪器精良便携
三维激光扫描技术在我国的应用时间其实并不长，但如今的三维激光扫描技术应用在古建测绘过程中，已经变得越来越便捷和快速，特别是仪器大小越来越精良，设备的反应也越来越迅速，终端与手机匹配的方式也更加贴近普通生活，特别是无接触进行测绘，能有效节约人力物力以及测量时间，而最终得出的3D点云图比例正确，数据精准，是建筑测绘行业中很大的里程碑。
三、三维激光扫描在古建的应用
1.对结构复杂的位置进行测量
古建筑物凝聚着历代古人的智慧结晶，建筑其中也存在着各种各样的结构，如果只是使用传统的测绘方式，不仅会造成大量的人力、物力浪费，同时也无法提高数据测量的精确度，还有拐角处这些异形区域，可能会因为家具的摆放，或者镂空的设计，建筑行业的测绘人员无法对这些比较复杂的去位置进行传统手工的测量，即使可以测量，这些部位如果通过传统手工测量的方式进行测量，误差也会特别大，无法对古建筑进行精确数据的获取。但如果使用三维激光扫描仪器，便能很好的解决这些问题，便携的主机可以直接背在身上，开机之后这个仪器在测量头会自动旋转，不管是古建筑物的建筑体测量部位较高，还是空间结构比较复杂，一切都可以通过测量头对此进行激光扫描，同时在主机中处理数据，并将结果输出在手机屏幕，测量人员能十分直观的观察到整个3D模型的雏形。
2.对整体结构的区域进行测量
不同古建筑物的建筑风格并不相同，因此，在不同的墙面也会出现不同的尺寸和大小，甚至是其他更尖锐的形状。如果是用传统的测绘方法，对于较长较高的墙体无法一次性测量，在多次测量的过程中就会产生多次误差，因此，整体结构的区域仅仅使用传统的测绘方法也会存在较大的困难和问题。但三维激光扫描技术也可以对整体结构的去进行简便的测量，与前文相同，测绘者需要身背主机，手持测量仪器，同时连接手机，围绕所检测的建筑物外围绕圈一周，在测绘者绕圈的过程中，墙体的点云图就会在手机上逐步呈现出来，但在使用三维激光扫描技术的同时，测绘人员需要注意一点，测绘工作从起始点到完成测绘的终点必须是同一个点，以此方式来完成三维点云图的绘制。由此，整个三维激光扫描图就直观具象的呈现在测绘人员的手机之中。
3.对古建筑物群的整体测量
在古代建筑物中，很多地方的建筑体都是成群连片，对于这样的建筑物群进行整体测量，传统的测绘方法会比较耗时费力，同时，因为监测周期较长，监测区域过大，监测点的位置频繁移动等问题，会直接导致古建筑群的整体测量数据出现偏差。而三维激光扫描技术能有效进行边坡实景采集，通过三维激光扫描仪获得古建筑群周边的石头、假山等不连续面和列痕、形态、产状信息等实时数据的同时，计算机主机可以快速进行处理，对古建筑群体周边的实景进行重建，最终获得三维模型和线、面、体、空间的各种数据，根据三维模型分析各建筑体及周边断层、凸起等优势节理面、赤平投影图、地质玫瑰图，并辅助软件进行云图稳定性分析，将这些数据进行整合分析，能够为古建筑物群提供更为及时精确的点云图模型，对于古建筑群整体的修缮和后期的维护，都能给出更为精准的参考依据。
四、结束语
综上所述，三维激光扫描技术已经发展的越来越好，而古建筑，不仅具有悠久的历史，并且建筑物自身承载着独特的风格和故事，是我国古代文物中极为重要的部分，因此，古建筑物是不可再生资源，一旦遭遇到破坏，便无法挽回。但古建筑物在历史长河中受到人力或外力的破坏，维修和保护古建筑物便是我国建筑行业中极为重要的环节。而三维激光扫描技术与古建筑体测会有机结合，便能有效提高镂空、纹理部分的3D还原实景，通过这样的方法，将古建筑物的原本风貌保存在档案之中，以便于后期的维护和修缮，并且，这回人员通过三维激光扫描技术，对古建筑进行数据测绘过程中，不需要对古建筑物进行接触，从而对古建筑物体到很好的保护作用。相信随着三维激光扫描技术的发展，古建筑测绘工作会越来越便利。
参考文献：
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