浅谈数字化信息采集在遗址保护与建筑复原中的运用

期刊: 前沿科学 DOI: PDF下载

连琪

湖南大学设计研究院有限公司,湖南 长沙 410000

摘要

数字化信息采集,可以真实地记录建筑遗址的艺术、科学和技术价值,在遗址保护层面上有着重要作用。建筑复原重建应采用原形式、原材料、原做法和原工艺,因此对遗址信息采集提出了极高的要求。数字化信息采集因其对建筑遗址布局、规模、构造、材料的准确信息记录收集,在建筑复原层面上有着指导性作用。本文以实际工程项目为例,探讨以遗址数字化信息采集为基础,如何实现遗址保护和复原重建设计。


关键词

遗址保护;建筑复原;数字化;信息采集;胡林翼故居

正文


建筑遗址保护由于其种类多样、分部不均、营建特殊等原因,同时基于此上的复原重建设计,对于测绘数据的精准性,特别是边界范围和竖向标高的数据,有极高的要求。如采用传统的测绘形式有其局限性,而数字化信息采集技术有准确性和全面性的特征,选用此技术可以较好的解决以上问题。

1 遗址保护与建筑复原的要求

1.1 建筑遗址保护的要求

建筑遗址是文物价值的载体,原址原状保护是对文物价值的保护,是文物保护的基础。文物现存遗址遗迹在历史过程中形成的价值及其体现这种价值的状态应该被真实、完整地保护下来,有效地保护遗址的历史、文化环境,并通过保护延续相关的历史格局,是对建筑遗址保护提出的要求。而并非所有遗址都有价值都需要做保护,所以在保护遗址的具体操作层面上,应遵循以下原则:

1.1.1 遗址种类的多样性

选择多处不同种类的建筑遗存保护。排水沟、柱础、地砖、墙基、天井、三合土地面、石门坎等各类遗存。

1.1.2 遗址分布的集中性

遗址保护需集中成片。成片的遗址如地砖、柱础、天井等区域,形成集中保护和展示,可以包容反应更多历史信息,同时更具有教育和传承意义。

1.1.3 遗址所反映的营建特殊性

保护有特殊做法的遗址。需根据不同的遗址类型采用不同的保护和展示方式,例如具有地域特色的体砌筑方法、装饰性的柱础、独特的铺地样式做法等

1.2 建筑复原的要求

复原建筑的风格、结构、样式和细节时应做到有旧料的沿袭规制,无旧料的找寻照片,没照片的走访调查,调查未清晰的遵循同类型建筑的常规做法。保证所有复原有理有据,尽量还原建筑原有形制,保护原有建筑信息及其来源的真实性,以及其价值载体及其环境等体现价值的各个要素的完整保护。尊重历史演化过程中形成的包括各个时代特征、具有价值的物质遗存,是建筑复原的基本要求。

2 建筑数字化信息采集的特性

2.1 记录精确

采集的数字化信息,图像精度高达1mm,准确记录遗址的细微信息。高分辨率和高逼真度的数据获取,可以逼真还原遗址表面纹理和颜色,确保高保真。一方面,不改变文物的真实性,包括它的建造方法,材料使用,设计构思、当时所处环境的信息等;另一方面,不改变文物的完整性,其本身价值所处环境的完整,都可以得到准确地记录[1]

2.2 数据全面

采集的数字化信息种类丰富全面,后期加工提取的用途广泛。系统可提供的数据成果包括线画图、航片、影像、点云和表面纹理数据。数据处理后可输出DEM、三维模型和图纸等丰富多样。对于不同遗址种类的信息记录更全面,对于建筑复原所需要的三维信息收集更完整。与人工测绘结合,可以在遗址现场和内业技术操作上,获得更大空间和更多信息。这对基于遗址保护的复原重建设计极为重要。

3 数字化信息采集在遗址保护与建筑复原中的运用

3.1 遗址保护中数字化信息采集的运用

3.1.1 胡林翼故居遗址情况

胡林翼故居,是胡林翼于清嘉庆十七年(1812)六月初六日的出生地,位于益阳市赫山区泉交河镇胡林翼村胡家湾组。胡林翼出生之时,其父胡达源已是五世同堂,

因胡父官至詹事府少詹事,为四品京堂,为当地极富盛名之书香门第。据此推之,该居始建时间理应早于清嘉庆年间。建筑于“文革”期间历经“破四旧”运动冲击。从那时至70年代末,建筑由于人为拆除和自然破坏等原因损坏严重,并于80年代初完全坍塌。目前,尚有部分建筑遗存掩于建筑物的堆积土、扰乱土或种植土层的叠压之下。

作为典型的湘东北地区代表性建筑,其庄园式的总体格局,严谨的建筑布局,是传统农村经济与官僚经济背景下的产物,是对当时社会背景下农村地主家庭生活面貌的最生动的记录与展示。场地环境已经清理出来,没有清理出更早年代的建筑墙基,就故居保存情况最好的区域,绝大多数遗迹均可在曾经生活在故居中的老人回忆的故居平面布局图上找到相应位置,例如天井花园及以北的两个天井、官厅等。利用三维仿真模型与考古遗迹进行比对,并在施工环节进行控制监测,对现有场地进行合理规划并有效控制在技术上是有充分依据的。

3.1.2 数字化信息采集的数据处理

以人工测绘辅助核对平面三维扫描测量数据保证考古现状的实地测绘精度在1mm以内,切片确定竖向标高现场测绘的竖向尺寸难以测量准确,通过三维扫描能够得到准确的竖向数据(图1)。考虑到项目复原重建的特殊性,利用三维扫描比航拍和实景照片更客观科学,可以保证部分复原的可逆性。

 

1  三维扫描平剖及切面图

3.1.3 胡林翼故居遗址保护范围及形式的确定

考古调堪已探明的胡林翼故居的主体建筑为两进合院,主轴建筑有:院门(二门)、天井、正房和厢房。天井中道应铺有砖石通道连接前后两进。主院中规中矩,中轴对称。前院的墙外,曾打三合土的方形晒谷坪100平方米,晒谷坪的两侧,相向对设厢房。

1 建筑与院落遗址调勘面积统计表

建筑构成

建筑部位

建筑面积(㎡)

保护类型

文物建筑

堂屋

西侧天井

13.3

部分复原重建

东侧天井

11.6

官厅区

官厅

76.5

遗址陈列保护

 

西侧天井

36.0

东侧天井

18.8

西侧厢房

30.8

两侧藏古室

14.6

两侧书房

46.0

客厅

27.0

天井花园

76.9

门屋

27.6

西侧院

(无遗存)

0

部分复原重建

东偏院

大灶堂

46.5

餐室

50.0

遗址陈列保护

储藏室

14.1

部分复原重建

炉子屋

57.9

敞屋

25.8

建构筑物

水塘

1067

环境整治

水塘

地面调勘面积

2347

总调勘面积

3414

经调勘后建筑遗存面积

573.4

建筑遗存面积占比

24.43%

在原主体建筑正前方,开凿有1000余平方米水面的半月形风水池塘(表1;在主体建筑的前右侧 15米处,建有单间、单进深的八字朝门(头门)一处。益阳地区同时期乡村大户人家常见的朝门形制在主体建筑以东侧。基本能认定的是:附院墙以内的建筑,基本以杂、厨、厕、厩之属为主,但不排除曾建过小型天井及带砖铺地面的建筑。

3.2 以数字化信息采集为基础的建筑复原设计

3.2.1 建筑复原设计的依据

对胡林翼故居的原址重建不会干扰和破坏作为文物本体存在的建筑遗址,对文物古迹做出较准确的阐释,且缺失建筑形象和文字资料充分,依据充足,确保能够准确复原,这将有利于对故居建筑群原有完整形态的展示。准确的信息采集是复原的重要依据。

3.2.2 数字化信息采集在建筑复原中的运用

针对已缺失部分的原状设计,在遵循文物勘察的一般要求即对文物的形制与结构、环境影响、保存状态以及具体的测绘、探查、检测、调查研究所得出的相关结论的前提下,对少数完全缺失的构件,经专家审定,以现存的同时代、同类型、同地区的实物相应实物为依据,力求最大真实度地还原益阳清代乡村官宦耕读人家的建筑营造形式(表2)。

2 胡林翼故居遗址保护工程和部分复原统计表

保护类型

建筑部位

建筑面积(㎡)

备注

遗址陈列保护

 

堂屋区

下堂屋

34.0

充分梳理考古资料,对客观证据进行有效利用

官厅区

官厅、东侧藏古室、东侧书房、天井花园、南侧客厅

207.0

东偏院

餐室

43.8

总面积

284.8㎡

 

部分复原重建

堂屋区

上堂屋两侧正房、下堂屋两侧正房、出生房、上堂屋、走道、西侧天井、东侧天井

 

336.94

通过科学客观的文物历史资料、考古资料以及文物形制、年代、价值、环境等进行分析评估后得出的相关考证资料作为建筑部分复原依据。

官厅区

客厅、北侧天井、西侧天井、东侧天井、西侧厢房、西侧藏古室、西侧书房、门屋、客房、卧室、西侧正房、东侧正房、北侧客厅、走道

 

762.48

西侧院

牛栏、农具房、天井、猪栏、厕所

425.32

东偏院

大灶堂、炉子屋、敞屋、堂屋、厢房、天井、杂物间、茶水间、轿房、谷仓、储糠室、储存室、推磨房、晒谷坪、厕所、猪圈、坛子屋

484.5

总面积

2020.53㎡

对胡林翼故居文物建筑进行部分复原工程。包括文物建筑本体布局及形制的还原、内部空间的恢复及展示利用以及周边环境及整体历史格局的复原。针对故居的考古现状,制定对应的复原方案,排除安全隐患,对文物及其历史风貌进行保护(图2)。

 

2胡林翼故居建筑部分复原后遗址保护的照片

 

4 小结

数字化信息采集因其对建筑遗址布局、规模、构造、材料准确和全面的记录收集,是基于遗址保护的建筑复原设计的重要技术依据支撑,在遗址保护信息记录上是全面的,在复原重建设计数据上是精确的。由于这诸多优点特性,希望数字化信息技术今后在遗址保护和传统建筑营建上有更多实际运用。

参考文献

[1] 《文物建筑三维信息采集技术规程[S].北京市市场监督局.2021,4:16-17

[2] 季晓菲.历史文化遗址景区数字化保护及虚拟展示研究[J].自动化应用, 2022(11):4.

[3] 刘秀涵,张朋东.基于三维激光扫描技术的古墓数字化保护方法[J].测绘通报, 2024(12):174-177.

[4] 王靖媛.非物质文化遗产的数字化保护现状与发展对策——以湟中县银铜器为例[J].美化生活, 2022(20):0189-0191.

[5] 巴钧才,许朝森.基于VR技术的古建筑数字化保护及传承研究--以鲁土司衙门旧址为例[J].中国信息化, 2022(12):98-100.

[6] 郭城.数字化技术在建筑复原和保护中的应用[J].数字技术与应用, 2022(040-003).


 


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