江南园林,基于移动扫描的数据采集,2018-2020年

对江南古典园林的测绘,始于上世纪童寯先生(《江南园林志》)、刘敦桢先生(《苏州古典园林》)等学者。21世纪以来,以地面激光扫描(TLS)为代表的光学测量技术,被陆续应用于佛光寺大殿、应县木塔等木构建筑,使今天的学者可以获得mm级别精度与分辨率的测量数据,在营造学社的基础上更进一步,然而TLS用于江南园林时,囿于其狭窄的空间,存在易被遮挡、效率低等问题。

2017年起,我们使用同步定位与建图(SLAM)技术,陆续测量了瞻园、留园、环秀山庄、网师园、沧浪亭,以期提高古典园林的测量效率。由于SLAM技术可以手持方式在步行过程中扫描,测量效率非常高,比如完成下图所示的瞻园局部的测量只需20分钟左右。这些数据的精度(最大误差可能在分米级别)逊于TLS,但意义在于:1)完整性。园林中的不同要素(建筑、道路、叠山、植被)在一个模型中呈现。这是此前其它测量方式(TLS、低空摄影测量)很难实现的;2)适用于假山等不规则几何形状的高效三维记录。由于空间狭窄和自身遮挡,TLS测量假山的效率非常低。

除了记录,这些数据还能开启一些重要或有趣的后续应用,比如逆向建模、与历史测绘数据对比,这是下一步的研究方向。

参与:方俊玮、张艺茹

瞻园局部俯视

瞻园局部剖面。颜色与深度有关:蓝色:靠近剖切位置;红色:远离剖切位置

瞻园局部分解(按照高度)。图中彩色折线代表行走路线

瞻园北假山局部

留园局部

把测量成果与童寯1930s年代的测绘(2D底图)比较,会发现什么呢?

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