吳立斌 周立強

摘要：2014年6月22日，中國大運河在第38屆世界遺產(chǎn)大會上被聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）列入世界遺產(chǎn)名錄。浙東運河是大運河的重要組成部分，浙東運河又名杭甬運河，是中國浙江省境內(nèi)的一條運河，西起杭州市濱江區(qū)西興街道，跨曹娥江，經(jīng)過紹興市，東至寧波市甬江入海口，全長239公里。浙東運河（紹興段）上保存的古橋數(shù)量眾多、類型豐富、年代跨度長。據(jù)不完全統(tǒng)計現(xiàn)存在適用，具有價值的古橋約12座。這些古橋設(shè)計巧妙技藝高超，至今仍能發(fā)揮著交通功能，但不可否認(rèn)的是，這些古橋都已經(jīng)將進入了他們的“老年時期”不可避免地存在著石材風(fēng)化，結(jié)構(gòu)變形等一些列問題，大都需要進行修復(fù)和保護。本文主要針對數(shù)字化測量技術(shù)在古橋保護中的應(yīng)用進行了探討。

一、引言

浙東運河上的古橋作為大運河上典型的水利遺產(chǎn)，是一處重要的文化載體。通過先進的三維激光掃描技術(shù)、計算機BIM三維建模技術(shù)，利用交叉學(xué)科的強大優(yōu)勢，對古橋的進行深入的研究，挖掘運河歷史、運河文化、設(shè)計技術(shù)、建筑技術(shù)、裝飾裝飾技藝等，為我們研究浙東運河上的古橋提供更多的數(shù)字資料，加深對運河古橋價值的認(rèn)知，有助于建筑遺產(chǎn)的修復(fù)保護，為以后大運河相關(guān)古橋保護研究工作提供有參考的價值。

二、基本思路與方法

浙東運河紹興段古橋的保護研究選取有代表性的三座橋（融光橋、太平橋、涇口大橋）進行調(diào)研與采集數(shù)據(jù)，對古橋的數(shù)字構(gòu)建制定詳細(xì)的計劃。外業(yè)通過RTK測控制點坐標(biāo)、三維掃描儀在測出的古橋點云數(shù)據(jù)以及傾斜攝影儀對橋面及周邊的測繪。內(nèi)業(yè)利用SCENE軟件對高密度點云模型的站點拼接與噪點處理，CONTEXT CAPTURE（以下稱為CC）軟件在控制點坐標(biāo)一致的基礎(chǔ)上，對點云模型與無人機測繪的照片得到高度擬合，利用BIM、3DMAX 等常用的等修復(fù)軟件對CC出來的模型數(shù)據(jù)進行后期的修正與優(yōu)化。古橋建模技術(shù)思路如圖1所示。

若在對古橋材質(zhì)進行采樣時，由于光線與角度問題，往往采集的材質(zhì)在進行數(shù)字建模的過程中并不適用，所以需要進一步編輯，在這里我們采用了貼圖類型。在選擇軟件中模板進入texture選項卡，從節(jié)點結(jié)構(gòu)可以看出貼圖的組成部分，分別是由基本的紋理節(jié)點和一個默認(rèn)的基本節(jié)點配合完成最終的貼圖。

三、太平橋掃描建?！蕴綐驗槔?/p>

太平橋位于浙江省紹興縣阮社，該橋由一座半圓拱橋與九孔高低石梁橋組成，宛若一條長龍仰首橫跨浙東運河。橋長50米，主孔凈跨10米，石梁橋孔徑3—4米。該橋現(xiàn)為全國重點文保單位-紹興古橋群之一，省級重點文物保護單位，如圖2所示。

（一）太平橋結(jié)構(gòu)信息采集

在采集古橋信息的過程，需要分為兩方面進行信息采集：一者是對古橋的實體空間信息進行采集，實體空間信息具體是指其的方位、形狀、大小及各構(gòu)件尺寸等;二者是對古橋身上所承載的歷史文化信息（或稱屬性信息）進行采集，歷史文化信息具體是指其的設(shè)計方法、建設(shè)材料、建設(shè)工藝、地域特征、建設(shè)年代的時代特征、人文社科價值等。其中，在對古橋的實體空間信息進行采集之時，一般是利用三維激光掃描儀精確快速地掃描出建筑的三維坐標(biāo)點云數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)點云拼接進行初步建模。

（二）太平橋BIM建模

古橋模型構(gòu)建是BIM技術(shù)在古建筑保護中應(yīng)用的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先利用GIS技術(shù)建立出基本的古橋三維模型后，然后利用其它相關(guān)軟件建立出古橋的“群”模型，最后再應(yīng)用BIM技術(shù)建立出古橋的精確三維模型。在應(yīng)用BIM技術(shù)建模之時，需要將之前所采集到的橋信息，包括其的方位、形狀、大小及各構(gòu)件尺寸等，均準(zhǔn)確輸入到BIM軟件當(dāng)中，以保證三維建模的精確性。

如前文所述，古建筑模型中包含著非常復(fù)雜的屬性信息，涉及到了古橋的設(shè)計方法、建設(shè)材料、建設(shè)工藝、地域特征、建設(shè)年代的時代特征、人文社科價值等。在信息錄入的過程中，涉及到古橋紋理、圖案、以及周圍環(huán)境的創(chuàng)建，如圖3所示。

四、結(jié)語

此次研究對于正確建立數(shù)字古橋提供了框架要求，減少了在采集測繪、建模過程中的失誤與復(fù)工。另外，本文最后拓展了對于數(shù)字模型建設(shè)的應(yīng)用領(lǐng)域，看到了未來浙東運河古橋保護的新手段。采用數(shù)字化建模技術(shù)對歷史性古橋進行重造和還原，是一項很有重大應(yīng)用價值的科研課題。盡管目前針對這一課題很有很大的提升空間，但作為歷史性古橋進行數(shù)字化復(fù)原已成為一種必不可少的輔助材料，并且還將具有很廣闊的空間和更高的應(yīng)用價值。

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紹興市哲學(xué)社會科學(xué)研究“十四五”規(guī)劃2021年度指南課題

項目名稱：數(shù)字人文視域下浙東運河紹興段古橋的保護和利用研究

項目編號（145026）