十八年,测绘布达拉宫

来源:深圳市规划和自然资源局  日期: 2019-12-12  【字号: 【内容纠错】

  11月27日至11月30日,在京举行的第三届文明古国论坛部长级会议审议通过《北京宣言》。宣言强调,所有的文明构成了人类共同的遗产,不同国家、不同民族、不同文明之间要相互尊重,共同努力推动人类进步和世界和平可持续发展。布达拉宫作为我国多民族融合的见证和重要的文化遗产,始终受到世人瞩目,而用18年了解这个珍贵文化遗产的布达拉宫精细化测绘项目团队,则展现了测绘工作对人类文明的守护、记录和传承。

  800多个定位点,测出布达拉宫建筑整体轮廓

  “你只要做布达拉宫的事情,你一辈子都会感到很幸福。”这是中国文化遗产研究院副总工程师、布达拉宫精细化测绘项目负责人查群经常对合作伙伴说的一句话。

  查群在布达拉宫从事测绘及保护工作,今年已经是第18个年头。而无论是初见,还是熟识,布达拉宫,都是她心目中最美的建筑。

  时光回溯到2001年,她第一次去拉萨,仰望布达拉宫,看着金顶群在蓝天白云下熠熠生辉,鎏金宝瓶与红色经幢交相辉映,这种震撼如疾风而来。她听到自己内心的声音:“这是我愿意倾之一生的地方!”

  那时候查群刚进单位两年多,只是配合雪城保护规划,在现场顶多是做辅助工作。“虽然在布达拉宫只待了一个月,但我觉得我还会回来的。”

  2006年,机缘巧合下,单位派查群承担布达拉宫保护规划工作。文物保护规划是对文物保护对象制定20年左右的保护工作计划,因此,要对保护对象进行全面的了解、分析和研究。而对于布达拉宫这样一个复杂的建筑体来说,想深入地了解布达拉宫建筑形制、壁画位置、病害分布、管线布设等情况,没有建筑模型是很难解释清楚的,因此,查群的理想是通过保护规划这个机缘建立布达拉宫建筑模型,所以实际上她在那里干得最多的是勘察和测绘工作。

  “从2006到2009年,布达拉宫保护规划项目组在布达拉宫断断续续一共待了380天。”

  布达拉宫是山体建筑,为了保证有足够大和稳定的平面来支撑殿堂,就必须在山体和殿堂之间修建建筑基础,这就构成了布达拉宫庞大的建筑基础——“地垄”。地垄是由“井”字墙体砌筑而成的建筑基础体系,靠近外墙的部分有类似剑窗的通风口,比较容易辨识,内部的地垄就必须通过内部通道或殿堂内的通风口发现并进入。很多内部的地垄在布达拉宫修建完成后被封堵起来,这不仅给测绘带来了巨大的困难,更为主要的是不能全面地了解布达拉宫的建筑整体,以及这些被封堵地垄的保存状态,从而有针对性地制定保护措施和保护工作计划。

  “因为要搞清楚殿堂和地垄之间的关系,所以我们在测绘时通过殿堂里的通风口,用铅锤掉线至地垄,作为殿堂和地垄上下空间的导线,确定他们之间的相互关系。”她进一步说明,“还有内外空间的相互关系,都是通过引出导线的方法进行测绘的。”

  在外围,她们用全站仪打了800多个点定位,把整个布达拉宫建筑的外轮廓测出来了。“那时候,为了保证全站仪的点位与建筑的位置准确无误的对应,我们白天打点,晚上马上就CAD编号并建立三维坐标,一点都不敢怠慢。”

  就这样,整整3年,她和她的专业团队将布达拉宫的红、白宫从里到外、从上到下测了个遍。“我们确实没有更多的时间和精力完成布达拉宫其他建筑组群的测绘建模工作了。其实按道理来说,我们那时候可以利用三维激光扫描的,但是资金和时机都不成熟。”

  所以在10年之后,无人机倾斜摄影、三维激光扫描技术被广泛地应用到文物保护行业之际,查群所在的单位再次启动用先进技术进行布达拉宫精细化测绘项目,由查群担任项目负责人。

  该项目采用了控制测量和联系测量、无人机倾斜摄影、三维激光扫描以及多视角高清影像纹理采集等技术,自2016年11月到2018年2月,测绘专业人员在现场工作近两年的时间,转站8000多个点位,自主研发内外空间导引设备,对建筑群及其周边环境进行了高精度三维信息采集和高清纹理信息采集工作,搞清楚了布达拉宫复杂建筑的整体状态,让布达拉宫1200多个神秘地垄“现”出原形。

  “在布达拉宫的保护上,我觉得用任何先进技术都值得!”查群说。

  文物测绘工作,始终要以“保护”为框架和核心

  布达拉宫的精细化测绘与普通的测绘还有区别。“对于文物测绘,必须和文物保护充分结合,测绘数据应当具备文化遗产保护项目的特点,而不仅仅是一般意义上的测绘成果。”查群经常对专业测绘团队强调这一点。在她眼里,测绘只是工具,文物保护才是最终目的。如果单纯地让技术团队去测布达拉宫,也能得出非常精细的数据,但结果可能是用一个三维模型将布达拉宫展示出来,而与文物保护的关系不紧密。“每一个文物对象的保护都有自己的特点,测绘时必须充分考虑测绘结果的针对性。”

  针对布达拉宫建筑群几十年来不间断的保护和研究工作经验,针对布达拉宫极其复杂的建筑特征及空间形态、目前为止还有未知建筑空间、以及正在进行的建筑结构分析及监测需要的特殊性,她在测绘前对技术团队提出了几个要求:

  第一,标注基岩——搞清楚建筑和山体的交界面。对地垄里露出的所有基岩部分进行标识,根据这些标识的基岩碎片去推拟整个山体的轮廓。当所有测绘工作完成后,将推拟的山体轮廓模型与建筑模型进行套合,留白部分就可能是未被发现的地垄。

  “布达拉宫的建筑材料主要是土、石、木。椽子木就是地垄中起拉接作用的结构构件,如果地垄未被发现,那么这些经历了300年到400年的椽子木很有可能都糟朽了,那么地垄的结构就存在潜在的危险,只有打开地垄、发现了这些潜在的危险,我们才能制定有针对性的保护措施。”她解释道。

  当这些基岩碎片被三维定位在建筑内部的各个角落、并通过模型展现出来时,查群很兴奋:“这就是我们多年来想要的结果!”。

  第二,标注裂缝——建筑结构分析与监测。保护布达拉宫建筑的关键就是保证它结构的稳定。墙体是布达拉宫的主体结构,所以墙体的保存状态直接决定了布达拉宫的结构稳定性。查群首先要求测绘团队标注这些裂缝,其次要求对裂缝进行毫米级的精细测绘。然后请专业的结构团队去分析裂缝的类型,从而建立布达拉宫墙体裂缝整体分布情况模型。

  第三,山洞三维坐标——现有山洞和红山山体及布达拉宫建筑之间的空间关系。红山上有三个山洞,有两个分别位于红山东西两侧末梢山脚下,对建筑影响不大,但是其中有一个山洞距雪城西侧城墙不远,且深100多米,在没有进行三维坐标定位之前,不能确切地知道山洞和建筑之间的关系,确实很担心会对建筑产生影响,所以,在没有进行精细化测绘之前,保护规划的保护措施中是要对其进行内部支撑的。但经过三维激光扫描、对其进行三维坐标定位后,他们发现,这个山洞与山脊相距45米,对山的稳定性影响不大,之后只需要持续进行观察和监测就可以了。

  布达拉宫只是查群开展的文物保护项目之一。她说,文物保护的最大特点就是保护对象的复杂性和多样性。“文物有地上、地下,史前、史后,我们必须依据保护对象的价值及体现价值的方方面面,不仅要有宏观的把控,也必须注意到一些细节的体现。”

  查群坚信,测绘进入文物保护是一个必然的结果,作用也将越来越凸显。

  建立布达拉宫数据库,让历史与文明世代传承

  用测绘记录历史,将布达拉宫某一个时段的真实数据长久保留下去,并对未来的布达拉宫保护建立一套管理系统,是查群一直以来的追求。“我这辈子最大的理想就是建立布达拉宫的数据库,这是一个整体性和构件化相结合的信息管理体系,不仅仅是关于建筑的,而是布达拉宫全方位的管理体系,我相信这也是布达拉宫保护工作者共同的理想。”

  她想要的是,不管今后什么时期,都可以通过这个管理系统为文物提供持续性的保护策略依据。而越早留取布达拉宫真实数据,对“防患于未然”的作用就越大。

  因为这次精细化测量的数据要作为最原始的数据,作为未来进行监测的比对指标,所以她要求测绘人员必须按照文物保护的要求将所有数据都测出来。除此之外,在数据处理时不仅要形成布达拉宫三角网整体模型、提炼各建筑组群的CAD格式的建筑图,还要建立BIM系统,对布达拉宫建筑进行构件化管理。

  那么,构件化管理的意义是什么?

  查群解释说,文物保护对象是一个已经存在的建筑,要了解它的保存状态,就必须清楚里面的每一个构件的状态,如果构成布达拉宫建筑的所有构件都有自己的ID,那么关于它的所有信息都可以进行登录和管理。她举了个例子,比如布达拉宫的某根柱子在某年因失去结构功能而更换,如果这根柱子有自己的ID,那么就可以把这些信息加载在这个构件模型自己的属性里,自此,关于这根柱子所有的变化都可以随时记录在它自己的ID里,因此可以实现了持续跟踪保护管理。

  “在法国,几乎每处文化遗产的展览部分都会包含一份对这处文化遗产保护历史的视频,因为他们在100多年前就已经开始注意留取原始数据和图像资料工作了,从第一次留取资料之后的每次保护行动都会被记录下来,形成一部该文化遗产的保护历史档案。”中国目前对文物保护过程的资料留取、保存和管理还不规范,但是查群说她们正在努力,先从项目做起,探讨一套数据留取的基本要求。

  布达拉宫构件化模型管理还只是第一步,接下来是建设一个综合性的平台,要把所有管理数据加载在这个平台上,这样不仅可以构成建筑结构、遗产环境等监测平台,还可以拓展成日常保护工作的布达拉宫综合性管理平台。

  当然,建立一个文化遗产保护工作综合性管理平台并非易事,它需要全方位、多学科的框架构建,目前尚在探索阶段。

  “文化遗产时代不同、区域各异、类型丰富、材料多样等特点,因此,文化遗产保护需要不同专业背景的人员介入。”作为一名测绘专业人员,她希望大家共同努力,通过对文化遗产的保护,真实地把文化传承下去。


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