古民居测量方法探索与实践

2011-03-22李玉宝

城市勘测 2011年4期

李玉宝

(西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010)

1 概况

都江堰市地处四川成都平原西北边缘，因举世闻名的都江堰水利枢纽工程而广为人知。位于老城区的西街，是一条有着几百年历史的古街。西街街面狭窄，两边的建筑多为一至二层的四川传统木结构房屋，由于历史久远及5·12地震而破损严重，加上居民为扩大居住面积，做了部分改建，使建筑原貌受到不同程度的破坏，但其结构基本完整，原貌仍清晰可辨。

图1 都江堰西街一角

根据都江堰市灾后重建整体发展规划，为打造国际性旅游休闲城市，要对西街在内的历史城区进行保护性开发。为满足规划设计需要，西街古老民居要进行建筑测绘，绘制平面、屋顶平面、正立面、侧立面、背立面和剖面图及窗花、门楼等局部大样图等。

2 平面图测绘

平面图测绘是整个工作的基础，根据规划设计单位的要求，测绘在统一坐标系统基础上，按误差小于5 cm的技术要求实施。测区范围约为0.035 km2，其中建筑物占地面积达66%。各民居紧密相连，通道狭窄或无露天通道，加之修建时受权属范围局限，建筑物外部投影轮廓形状不规则，因而测量非常困难。

为保证各建筑物相互关系的正确性，首先在测区布设导线控制网，并在所有的建筑物内部通道、庭院天井内布设图根控制点。测量工作遵循凡是仪器能够测量的地方，均设站测量的原则，仔细测量建筑物外部投影轮廓的每一个特征点，只有不能通视的地方，才采取距离丈量的方法，间接获得轮廓特征点位置。由于精度要求高，测区空间狭窄、光线昏暗、杂物阻挡视线、建筑物外轮廓不规则等诸多原因，测量工作具有不同于普通地形测量的特点:

(1)测量以墙脚线为建筑物投影轮廓，根据建筑测量的特殊要求，确定建筑物分户或转角点位置时，测量立柱的中心位置，对于转角处的方形立柱，则要分别测定两边;

(2)由于年久失修或地震破坏的原因，部分建筑物已经歪斜，测量时应以立柱底部为准，按其原貌测量;

(3)除街道两侧外，建筑物投影轮廓点难以直接测量，测量工作更多地依赖于丈量。由于绝大多数建筑外轮廓不规则，因此确定特征点位置主要依靠距离交会。距离交会确定特征点需要两个基准点，基准点应该用仪器精确测定，位置可在任何便于丈量的地方;丈量时交会距离采用免棱镜全站仪直接测定，方便丈量时也可以采用钢尺量距或激光手持测距仪测量;

(4)对于住户自行改建而不能反映出四川西部古建筑物风格的部分，不予测绘表示;

(5)测量时要顾及测绘立面图的需求，承重立柱及门窗位置应予以测量;

(6)屋顶平面图根据平面图、测量的屋脊线、屋檐宽度等数据绘制。

3 立面图测绘

四川古老民居墙面多为木质结构，门窗及墙体有装饰性图案。立面图测量由于测量场地空间狭窄、通视困难，如三维激光扫描等高技术方法，成本高昂而优势不突出。因此，根据测区实际，研究采用作业方法为:

(1)墙面立面图测量:采用全站仪测量或者钢尺测量建筑物墙面特征点，然后采用普通数码相机正对测量的建筑物立面摄像。根据照相机成像原理可知，平面物体在与之平行的照相机成像平面上形成缩小的图像，图像上对应距离之比值，与实物上相同。因此，对于具有复杂装饰图案的建筑物临街立面，拍摄影片后在CAD中根据已知点进行旋转、缩放定位，然后在照片上描绘和量测，是能满足测量要求，而作业效率较高的方法。

(2)屋檐以上部分立面图测量:这一部分通过拍照的方法量测较为困难，一方面空间狭小，难于找到拍摄整个立面的拍摄点，另一方面屋檐、屋脊与墙面不在同一平面，拍摄照片是中心投影，长度变形大;若处理为正射影像图，则作业效率较低。简便、高效的方法是屋檐高度、位置和宽度直接测量，而屋脊测量采用在较高的建筑物屋顶设置仪器，在统一的坐标系统内，以免棱镜激光测量方法测量建筑物屋脊特征点三维坐标。在通视范围内一次性测量所有待测建筑物屋脊，数据不仅用于绘制立面图，也是绘制屋顶平面图必需的数据，因而作业效率很高。典型的立面图如图2所示，为图面简洁考虑，删除图上了标注的尺寸数据，其余图类同。

图2 立面图

4 窗扇纹样图测绘

四川民居木质墙面上，窗扇往往有漂亮的图案，需要测绘并绘图表示，称为窗扇纹样图。对于相对简单的窗扇纹样，可用钢尺直接测量，而复杂窗扇纹样，则采取与建筑墙面立面图测绘相同的方法，通过拍照后在像片上量测完成。

5 建筑剖面图测绘

剖面图主要反映古建筑物的框架结构，具体讲就是反映建筑物承重立柱的位置，高度、直径，屋梁的结构、尺寸等。剖面图测绘需要室内外测量相结合，测量方法以钢尺或手持激光测距仪测距丈量为主。

图3 建筑剖面图

6 局部大样图

图4 局部大样图

图4所示是四川古民居典型的正房角梁架结构，檐柱下端以木雕装饰，横梁和立柱之间有雕花雀替。为准确反映复杂的细部结构，需要分别测绘不同投影面的大样图。测量时由于位置高，直接丈量较困难，因而主要采用全站仪免棱镜方法测量，复杂的细部结构仍以摄像后在像片上量测、绘制完成。测量时注意照准部位在柱体的中央，并且高度对称，摄像时照相机成像平面与被摄雀替、窗花平面平行，以使成像上的各部件比例关系与实际相同。