一、文保研究工作對測繪的需求

文物古跡指人類在歷史上創(chuàng)造或人類活動(dòng)遺留的具有價(jià)值的不可移動(dòng)的實(shí)物遺存，包括地面與地下的古文化遺址、古墓葬、古建筑、石窟寺、石刻、近現(xiàn)代史跡及紀(jì)念建筑、由國家公布應(yīng)予保護(hù)的歷史文化街區(qū)(村鎮(zhèn))，以及其中原有的附屬文物。

以當(dāng)前文保工作中常見測繪對象——傳統(tǒng)木構(gòu)建筑為例：大致可分為宮式和民間兩類建筑。官式木作有宋《營造法式》、清《營造則例》等成文典籍加以規(guī)范，一般在用材、做法上較為一致，但并非千篇一律；而民間木構(gòu)建筑的營造技法多為師徒相承，受到不同氣候環(huán)境、經(jīng)濟(jì)狀況和風(fēng)俗習(xí)慣等因素的影響，更是干變?nèi)f化，各有特色。大部分保存至今的木構(gòu)建筑都可稱為某種意義上的孤餅，值得加以保護(hù)稻仔細(xì)研究。

中國傳統(tǒng)大木作采用模數(shù)制，各構(gòu)件尺寸均以抖棋的材分為基準(zhǔn)。要探究木構(gòu)的營造規(guī)律，材分推算至關(guān)重要。而材分推算必須以準(zhǔn)確的構(gòu)析尺寸為依據(jù)。
由于年代久遠(yuǎn)，一般現(xiàn)存古木構(gòu)建筑都存在這樣那樣的殘損，加上建造過程中匠人用料施工的誤差，使得即使屬于同一座建筑的同類構(gòu)件，其造型、尺寸也各不相同。木工的俗語“差一寸，不要問”意即如此。如圖l所示，紅(red)、綠(green)、黃(yellow)、青(cyan)分別為佛光寺東大殿草袱4、5、6、7號軸線梁架掃描所得點(diǎn)云圖，可見其錯(cuò)位、扭曲、變形情況。在這種情況下，僅測量一個(gè)“典型”的構(gòu)件尺寸就據(jù)以推算是可疑的。較理想的研究方法是全面記錄每個(gè)建筑構(gòu)件的三維信息，用求均值來獲得Z準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的測繪工作中，其工具多使用容易變形的皮尺、繩尺，判讀記錄全靠肉眼，測量方法多為“以點(diǎn)概面”，即選取少量構(gòu)件進(jìn)行測繪而據(jù)以推演。這樣的測繪結(jié)果在相當(dāng)程度上依賴于測繪人的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和臨場判斷，且無法準(zhǔn)確描繪異形構(gòu)件(如山西民間常見的隨形梁)的空間特征，在全面性、準(zhǔn)確性兩方面均不能令人滿意。

二、三維激光掃描系統(tǒng)的工作流程

三維激光掃描系統(tǒng)由掃描儀硬件和相應(yīng)控制軟件、后期數(shù)據(jù)處理軟件組成。相比于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，三維激光掃描系統(tǒng)的測量結(jié)果誤差小，分辨率可控，并基本消除了人為因素的影響。掃描獲得的三維點(diǎn)云包含所有可見構(gòu)件的坐標(biāo)信息，可在電腦中隨意移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)，切片，便于測量，更可與CAD圖紙進(jìn)行比對。一個(gè)典型三維激光掃描項(xiàng)目的工作由數(shù)據(jù)采集(外業(yè))和數(shù)據(jù)處理(內(nèi)業(yè))兩部分組成。

三、三維掃描的優(yōu)點(diǎn)

1、掃描速度快，外業(yè)時(shí)間短；

2．操方便，節(jié)省人力；

3．所得數(shù)據(jù)全面而無遺漏；

4．適于測繪不規(guī)則物體、曲面造型如石窟、雕塑等；

5．?dāng)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，精度可調(diào)，人為誤差影響??；

6．非實(shí)體接觸，便于對不可達(dá)、不宜觸對象的測繪；

7．每站耗時(shí)固定，便于估算以制訂工作計(jì)劃；

8．不依賴光照，可在昏暗環(huán)境和夜晚工作。