三维激光扫描技术在古建筑修缮测绘中的应用

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1、施工技术·上海建设科技2011年第4期·三维激光扫描技术在古建筑修缮测绘中的应用周立李明毛晨佳吕晓洁洛阳市文物工作队上海测源数码科技有限公司摘要国家重要古建筑在大规模修复前要求进行精确的测绘工作，以取得较完备的科学记录档案。通过采用先进的三维激光扫描技术对洛阳安国寺大雄殿进行测绘，体现了三维激光扫描技术在古建筑测绘和修缮中的优势。为古建筑保护规划和修复提供第1手资料。关键词古建筑测绘三维激光扫描点云数据古建筑现状图1安国寺大雄殿的结构及现状初期人们对建筑的认识不足，盲目扩大殿的内部空安国寺位于唐

2、代立德坊东南邻新潭(今洛阳市间，将中柱由乳袱等高部位砍断，中柱仅残存一小老城西南隅敦志街)。始建于唐代咸通年间(860年段，但彩绘还清晰可见。中柱做法为北方地区少见。－873年)，明洪武初(1370)重修，清嘉庆十八年第3缝当心间梁架结构同第2缝梁架，但前中金柱(1813)改称钟楼寺，后又称安国寺。现在安国寺仅存的位置却有变化，采用移柱造手法，前中金柱前移至天王殿台基和残破大雄殿，其他建筑全被拆除或改下金位置，由此梁架前面原来的四椽袱前后乳袱改建。安国寺是河南省文物保护单位。为四椽袱前牵后乳袱，

3、这种只移前柱的做法也实安国寺大雄殿为单檐歇山式建筑，面宽5间，进为少见，具有典型的地方特色。袱身呈椭圆形，脊深3间。灰瓦覆顶，飞檐翘角。檐柱柱头有斜杀(明代和三椽袱与枋之间使用一斗三升的攀间铺作。手法，最晚为清初作法)。前檐斗拱为四铺作单下昂殿内金柱采用移柱造，柱下采用覆盆式莲花柱计心造，栌斗少存斗幽，昂头较扁薄，昂嘴为琴面昂础、古镜柱础，从柱础雕刻的型制上看出各时代对大(明代手法)，昂头下刻出假华头子，耍头为龙头。补殿进行过大修。莲花覆盆式柱础最早可以追溯到唐间铺作，当心间1朵，次、梢间各1朵

4、。侧檐斗拱亦为代。五代、金、元、明都对其进行过大修，从清代最后四铺作单下昂计心造，每间补间铺作1朵，栌斗少存1次大修时所保留下的构件上看，基本采用了明、清斗幽，昂头已被锯掉，但昂头下刻出假华头子仍有保时期的手法，早期的手法已无从寻觅。留，耍头为蚂蚱头。转角铺作假昂，耍头亦为龙头。各安国寺大雄殿周围的违法建筑拥挤，加之大雄朵铺作间砖砌拱眼壁。梁架结构为八架椽屋。第1缝殿遇雨季排水不畅，地基已下陷，直接造成屋面4个山面梁架为六椽袱(清为采步金)，前后牵(清为单角角科斗拱发生偏移。屋面防雨层受损，受雨

5、水浸步梁)，依次为:转角老角梁后尾→栌斗→攀间枋→泡，致使屋面瓦面脱落，内部木构件糟朽，由雨水造皿板→小栌斗→承托牵梁头。六椽袱梁身由3根成大雄殿受损的占80%。南侧正立面屋面保存稍丁袱梁(清为顺爬梁)承托，中间1根丁袱梁上立蜀好，屋檐由于小连檐糟朽严重，造成瓦口木基本无法柱，蜀柱柱头设攀间铺作，支撑六椽袱梁身中部，攀承托屋檐的华头筒瓦和垂头，加之雨水风雪的冲刷，间铺作栌斗下设攀间枋，攀间枋与蜀柱相连部位置造成屋檐檐口瓦面10%的坍塌。北立面屋面有60%角背，梁下施3朵攀间铺作均为单拱，间距1．

6、552m、坍塌，山面有40%坍塌。坍塌集中体现在出檐处，同1．366m。第2缝次间梁架为四椽袱前后乳袱(双步时屋面上还长满了杂草和小树。南侧正立面仔角梁梁)，脊下设攀间铺作，大叉手顶端与攀间铺作华断裂变形，翼角坍塌;偏东侧墙面严重倾斜，屋面墙拱相连，形成蜀柱、叉手与攀间铺作承托脊博，四椽体下滑。屋顶吻兽全部丢失，套兽仅余1个。七架梁袱梁身中部下立冲天柱支撑柱头置角背。由于建国断裂，中金檩劈裂，攀间铺作50%损坏，均使小斗不－47－·上海建设科技2011年第4期·施工技术堪重负劈裂。整栋建筑摇摇欲

7、坠，已成危房，对安国2．2扫描仪的应用寺大雄殿的测绘、修缮工作急需进行。三维激光扫描技术又称“实景复制技术”，通过通过三维激光扫描仪对安国寺大雄殿进行扫描现场扫描操作直接将各种大型、复杂、不规则的、标和古建筑现状图纸绘制，全面地反映了建筑结构的准或非标准等实体三维数据完整地采集到电脑中，尺寸，为维修设计图纸提供了准确可靠的数据和资进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间料，以指导后期的修缮工作更加科学可行。安国寺大等各种制图数据。同时，采集的三维激光点云数据还雄殿修缮设计方案已通过上级部门

8、审批，修缮工程可进行各种后处理工作，如:测绘、计量、分析、仿真、亦进入洛阳市财政采购招标程序。模拟、展示、监测、虚拟现实等，它是各种正向工程工2三维激光扫描技术具的对称应用工具，即逆向工程工具。2．1扫描仪的工作原理2．3在古建筑研究中的优势三维激光扫描仪的工作原理是通过发射激光光传统的古建筑测绘方法是以直尺、角尺、垂球等束到旋转式镜头的中心，并被旋转式镜头反射，一旦工具直接量取建筑物及构件尺寸，获取的最终资料接触到物体，光束立刻被反射回扫描仪，通过激光的是“图样”(即图纸)和一些文字记录。一般