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首先需要解释的是:现代社会节奏;节奏这里指的是所有居民的活动以及生活的居住的方式,以及现代社会政府的各个方面的价值观等,是一个大范围的社会概念。古建筑指的是具有意义的古代民用和公共建筑以及包括民国时期的建筑。
经过五天的调查、考查,实践小分队掌握,了解了一些情况,我们也选择了这个感兴趣的主题作为论文题目。
古建筑作为祖先留给我们的遗产,作为唯一体现古代建筑风格的遗产,从这个角度看,那是应该完全的,无条件的保护。
但是社会是向前发展的,在这期间必然会出现:现代生活节奏与古建筑的矛盾;现代城市的发展与古建筑的矛盾;人口增长与古建筑的矛盾;这些矛盾都是相互依存,相互联系的。
现代生活增加了许多现代化的设备,而古建筑与现代化的设备又存在了许多不和谐的因素。例如现代化的设备在古建筑中如何布置,安排;消防,水电等实施如何规范和布设。这些都成了古建筑发展保护的障碍。
据调查,就杭州一定来说,清河坊的修复工作就遇到这样类似的。由于现行的消防规范都是针对现代化的建筑物来说的,所以现行的消防规范对于古建筑的保护就不适用了,于是这就成了一个难题。其次一些电力设施的设备如何安装,放置才能不整个古建筑的外观立面。这些都是古建筑保护过程中的问题。
另外,第二个矛盾中,现代的居民都适应了现代的生活居住,现代建筑的生活空间,生活设施。经过调查得到,即使过去是住在古建筑房内的居民,在修复过程中搬到现代的居住条件下居住,那么即便在修复结束后,允许回到原房居住,此时在对比之下,对于在古建筑房内的生活便感到了不便。在年代久的房子里生活的人们也说出了他们在生活中的众多不便,如垃圾,污水,粪便等问题。
现代社会的发展是过去古代社会是无法比及的。经济的发展必然带来城市化的进程。随着城市化的进程,一些老房子由于不符合规划的要求,都让路给新的现代化建筑。也是由于老房子的保护上的困难。老房子在遇到明火,台风等灾害时,自身抵抗能力差也使一部分人认为拆了老房子,建新房子更省心。
另一方面,在还不发达的,现在的投资大都投入到经济建设中去。但是古建筑的保护是需要强大的经济基础作为后盾的。即使现在中国的少部分地区经济有了一定的,也有了一定的经济力量来保护,但是即使这些地区还是为了实现本地区经济的目标,在古建筑方面保护的资金还是不多的。因此,在城市化的浪潮中,古建筑包括老房子,都没有得到充分的保护;以至于在经济发展过后,回头看那些逝去的遗产而兴叹。
本文中最后一个矛盾,其实与第二个矛盾有着很大的联系——人口的增长。一方面是人口的增长,另一方面也是城市化的进程带来大量的人口涌进城市。这些都使城市的人均居住面积大大的紧缩。何况,中国不像国外那些国家那样有着那么多空闲的土地作为城市扩建之用。中国的新建筑历来都是在老的建筑拆除之后,建造新的建筑物。因此,为了保证居民的居住空间,政府也不得不拆除原来的老房子建设新的住房。
因此,在现代的中,如何处理好古建筑的保护和利用是很重要的。根据调查我们得出,现在居民中大多认为古建筑保护是需要的,但是更重要的是如何利用,在保护以后如何产生经济效应。
在实际的例子中,杭州的河坊街是一个很好的范例。清河坊街区管理委员会把商业运作引入到河坊街中来。一方面是让古街重现历史的商业氛围;另一方面也是考虑到经济的因素,让历史街区繁荣之后,再继续考虑加强保护的结果。这在一定程度上解决了保护文化遗产资金紧缺的。
但是在现实社会中有很多古建筑,古街道需要保护,与此同时,政府的资金又是紧缺的。况且在发展经济,加快城市化进程,人口增长的今天,与古建筑的保护与利用成为矛盾。
在我们调研的过程中也感触很深,过去有很多比现在保护下来的古建筑好的多的文化遗产,在快速发展的过程中被拆除。即使保护下来的古建筑在过了一段时间后需要修整之时,又拨不出专项经费。因此古建筑在修复以后,如何利用,获得价值也是一个值得的问题。
2.依据凭证价值。古建筑的构造复杂,由于构件本身材质性能所限,再加以人为的破坏和自然营力的侵蚀等多方面的原因,古建筑必须经常保养维修,才能保护其年代久远[3]。为了对其进行科学的保护,需要在研究古建筑遗物的同时,配合相应档案资料的研究,两者互相作证、互相结合可以使研究成果更为可靠,更具有说服力。因此必须重视档案资料,发挥其依据凭证作用,应当要求达到万一这一建筑物全部毁掉时,能根据档案资料加以复原的程度。
3.参考决策价值。古建筑档案在古建筑保护中除了具有依据凭证价值,还具有参考决策价值。如文化部门在研究古建筑的历史、文化和艺术时,借助档案,便于了解古建筑的全貌与细节,或者对古建筑进行综合比较与分析;规划建设部门在研究古建筑价值,衡量哪些古建筑在城市发展中是否应该保留修复、拆除或者改造时,借助档案,便于进行反复研究并作出科学决策;设计施工单位在修复或改造古建筑时,借助档案,参照古建筑过去原貌细节,便于制定科学的设计与施工方案[4]。
4.科学技术价值。中国古代有着领先世界的建筑技术,而作为这些技术载体的古建筑档案也是浩如烟海、富有特色。研究古建筑档案的科技价值,不仅对档案管理工作具有借鉴意义,在一定程度上,为我国建筑技术研究提供了重要的科技资料。比如通过现存的样式雷图档,就可以看出清代皇室建筑完整的设计程序,无论是宫殿、陵寝还是园囿,都是先由算房丈量地面,再由样房里以掌案为首的“样式雷”进行设计,然后是设计绘制地盘尺寸样,即立样图并估算工料,呈奏钦准,而后实施[5]。
5.文化艺术价值。建筑不仅仅是技术科学,而且是一种文化艺术。中国古代建筑经过历史积淀,同时还吸收了中国其他传统文化艺术,特别是绘画、雕刻、工艺美术等,创造了丰富多彩的文化艺术体系,是人类文明共同的财富。当前各地对文化遗产保护的意识已日渐增强,在古建筑等物质文化遗产的修缮维护中,古建筑档案在体现其文化艺术价值等方面起着重要作用。如对木(石)构件的更换,对碑文的复原,对建筑雕饰的修补不仅仅靠工匠的技艺和经验,将档案的原始记录利用于此,无疑能更真实体现该物质的历史、文化、艺术、科学价值。
二、古建筑档案工作
1.科学鉴定是确保古建筑档案真实性和准确性的首要环节。古建筑档案鉴定是指运用古建筑和档案学的理论和技术,科学地判定古建筑档案的真伪、是否准确、价值大小等。由于古建筑形成时间长,设计、施工、实测、历史考证和现状调查各步骤间隔时间久,经手人员多等因素影响,档案中记载的信息,特别是古建筑实测、历史考证和现状调查部分档案的内容只有经过后人的鉴定方能确定其真实性。根据《科学技术档案工作条例》规定,古建筑档案鉴定工作要在总建筑师或工程师的领导下,由相关专业的科技人员和档案人员共同组成。上述“三结合”的组织形式,适应了鉴定工作的实际需要,是古建筑档案鉴定工作经验的总结。
2.全面收集是保证古建筑档案齐全完整的有效手段。首先,改变古建筑档案不齐全的被动局面,从古建筑测绘入手,积极主动立项开展专题研究,保证古建筑档案的齐全完整。古建筑测绘的基本原则是:弄清历史沿革,保持建筑风貌,据实测绘。具体要求是:据实精确测绘,做到图物一致,测绘语言统一,凡是原古建筑物已无遗迹或遗址,而由测绘者根据各类材料绘制的建筑图,应注明原由;测绘图中反映不清楚的,应以文字、图表作补充说明。实测内容包括:总平面图;单体平面、立面、剖面图;单体台基、结构图;节点大样详图;屋盖结构图;特殊结构用料情况、截面尺寸、图例等。测绘所附说明包括:古建筑物的历史沿革;所处地理平面分布位置;各个立面照片及局部照片;现使用单位及使用情况;文物保护等级及保护方法,维护管理等有关规则;名人参观记录及名人题词;事故报告及处理情况记录;今后规划设想。对于图纸、文字说明难以反映的应采用录像、照片等方式予以补充[6]。其次,除了实测和现场拍照外,多渠道地对相关历史文字和图片信息进行收集,如档案部门保存的档案、考古出土和文博部门保存的档案、地面遗存的石刻档案、古人今人的科技建筑汇编、以相关著作等保存的史志著述等,有利于全面收集到珍贵的档案资料。
首先需要解释的是:现代社会节奏;节奏这里指的是所有居民的活动以及生活的内容居住的方式,以及现代社会政府的各个方面的价值观等,是一个大范围的社会概念。古建筑指的是具有历史意义的古代民用和公共建筑以及包括民国时期的建筑。
经过五天的调查、考查,实践小分队掌握,了解了一些情况,我们也选择了这个感兴趣的主题作为论文题目。
古建筑作为祖先留给我们的遗产,作为唯一体现古代建筑风格的遗产,从这个角度看,那是应该完全的,无条件的保护。
但是社会是向前发展的,在这期间必然会出现:现代生活节奏与古建筑的矛盾;现代城市的发展与古建筑的矛盾;人口增长与古建筑的矛盾;这些矛盾都是相互依存,相互联系的。
现代生活增加了许多现代化的设备,而古建筑与现代化的设备又存在了许多不和谐的因素。例如现代化的设备在古建筑中如何布置,安排;消防,水电等实施如何规范和布设。这些都成了古建筑发展保护的障碍。
据调查,就杭州一定来说,清河坊的修复工作就遇到这样类似的问题。由于现行的消防规范都是针对现代化的建筑物来说的,所以现行的消防规范对于古建筑的保护就不适用了,于是这就成了一个难题。其次一些电力设施的设备如何安装,放置才能不影响整个古建筑的外观立面。这些都是古建筑保护过程中的问题。
另外,第二个矛盾中,现代的居民都适应了现代的生活居住,现代建筑的生活空间,生活设施。经过调查得到,即使过去是住在古建筑房内的居民,在修复过程中搬到现代的居住条件下居住,那么即便在修复结束后,允许回到原房居住,此时在对比之下,对于在古建筑房内的生活便感到了不便。在年代久的房子里生活的人们也说出了他们在生活中的众多不便,如垃圾,污水,粪便等问题。
现代社会经济的发展是过去古代社会是无法比及的。经济的发展必然带来城市化的进程。随着城市化的进程,一些老房子由于不符合规划的要求,都让路给新的现代化建筑。也是由于老房子的保护上的困难。老房子在遇到明火,台风等自然灾害时,自身抵抗能力差也使一部分人认为拆了老房子,建新房子更省心。
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另一方面,在经济还不发达的中国,现在的投资大都投入到经济建设中去。但是古建筑的保护是需要强大的经济基础作为后盾的。即使现在中国的少部分地区经济有了一定的发展,也有了一定的经济力量来保护,但是即使这些地区还是为了实现本地区经济的目标,在古建筑方面保护的资金还是不多的。因此,在城市化的浪潮中,古建筑包括老房子,都没有得到充分的保护;以至于在经济发展过后,回头看那些逝去的遗产而兴叹。
本文中最后一个矛盾,其实与第二个矛盾有着很大的联系——人口的增长。一方面是人口的增长,另一方面也是城市化的进程带来大量的人口涌进城市。这些都使城市的人均居住面积大大的紧缩。何况,中国不像国外那些国家那样有着那么多空闲的土地作为城市扩建之用。中国的新建筑历来都是在老的建筑拆除之后,建造新的建筑物。因此,为了保证居民的居住空间,政府也不得不拆除原来的老房子建设新的现代住房。
因此,在现代的社会中,如何处理好古建筑的保护和利用是很重要的。根据调查我们得出,现在居民中大多认为古建筑保护是需要的,但是更重要的是如何利用,在保护以后如何产生经济效应。
在实际的例子中,杭州的河坊街是一个很好的范例。清河坊历史街区管理委员会把商业运作引入到河坊街中来。一方面是让古街重现历史的商业氛围;另一方面也是考虑到经济的因素,让历史街区繁荣之后,再继续考虑加强保护的结果。这在一定程度上解决了保护文化遗产资金紧缺的问题。
但是在现实社会中有很多古建筑,古街道需要保护,与此同时,政府的资金又是紧缺的。况且在发展经济,加快城市化进程,人口增长的今天,与古建筑的保护与利用成为矛盾。
在我们调研的过程中也感触很深,过去有很多比现在保护下来的古建筑好的多的文化遗产,在快速发展的过程中被拆除。即使保护下来的古建筑在过了一段时间后需要修整之时,又拨不出专项经费。因此古建筑在修复以后,如何利用,获得价值也是一个值得研究的问题。
Abstract:Nowadays, the application of laser remote sensing is a great chance for protecting ancient architectures and historic districts. This paper introduces the principles and applications of laser remote sensing technology; then it focuses on the laser-based of ancient architectures: measurement, 3D reconstruction and the application of protecting ancient architectures based on 3D reconstruction; And it expounds on the laser-based 3D reconstruction of historic districts and the application of protecting and redeveloping historical districts; Finally, it analyses the prospects and problems that need urgent solution of the protection of ancient architectures and historic districts based on the laser remote sensing technology.
Key words:laser remote sensing; protection ancient architecture; historic district; 3D reconstruction
中图分类号:O433.5+4
文献标识码:A
文章编号:1008-0422(2008)02-0121-04
城市古建筑及历史街区延续了城市历史文脉,是城市根源的具体体现。随着经济社会的发展,必须采取积极的手段进行保护、利用古建筑及历史街区。保护和利用过程需要对古建筑进行维护、整理或修复,同时也需要保护或恢复历史街区的空间格局与尺度。国家重大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,为古建筑规划保护和修复提供第一手资料,同时也是研究中国古建筑史和建筑理论的重要资料[1]。因而对于保护、利用古建筑及历史街区,测绘和记录两者的完备资料是最为主要的。
1激光遥感技术的介入
传统的由建筑师手绘的结构图和由地面近景摄影测量方法测出的结构图都能够表达建筑的关键部位和整体结构,但由于技术手段的局限,难以对古建筑进行快速测绘和对整体立体空间进行清晰的表达。据文物部门统计,我国目前被列入保护范围的古建筑群有近30万处,古建筑的保护、抢救及修复的工作量非常大,而传统的建筑测绘和资料整理的方法和技术手段远远不能满足古建筑保护的实际需要。
新型传感器――地面激光扫描仪和配套的专业数码相机融合了激光扫描及遥感等技术,可以同时获取空间三维点云(Point cloud)和彩色数字图像(Color imagery)两种数据,扫描点空间定位精度达到5~10mm的扫描精度,使该项技术成为欧美等国在高效率空间数据获取方面的研究热点。近年欧美等地应用涉及城市规划、资源调查、灾害管理、工程设计及国防等方面,特别在城市三维景观、古建重建、虚拟现实与仿真等方面。
激光扫描技术可以快速重构整个建筑的全方位立体空间,完整描述建筑物的每一个关键要素,因此可以为古建筑保护与更新提供真实准确的三维模型。保护方案依据真三维模型来制定,不仅提高工作效率,而且修复计划的精细程度和表现效果大为提高。因此,利用地面激光扫描仪进行古建筑和历史街区的保护具有重要现实意义,也是一项高科技的文化工程。
2激光遥感技术的应用现状
2.1三维激光影像扫描技术原理
本文所提的激光遥感技术特指三维激光影像扫描技术,三维激光影像扫描技术又称“实景复制技术”,它利用三维地面激光扫描仪可以深入到任何复杂的现场环境中进行扫描操作,并直接将各种实体的三维数据完整地采集到电脑中,进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据, 同时, 它所采集的三维激光点云数据还可进行各种后处理工作(如: 测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等) [2]。所有采集的三维点云数据及三维建模数据都可以通过标准接口格式转换给各种工程软件直接使用。
在三维激光影像扫描仪所获数据组成的立体模型上可以非常精确地量测出建筑物及物体的尺寸,完全可以代替传统的测量方式。三维激光影像扫描仪的单点精度,一般可以达到毫米级,这对于古代建筑物的几十米体量来说,精度已经够用,并且它建模以后的量测精度不比传统测量方法差[2]。三维激光扫描最大的意义在于效率高,激光扫描内外业所需时间往往只有传统方法测量的1/20。另外传统方法只测到了物体部分点的数据,而激光扫描则测量到了物体的全部细节。
2.2激光遥感应用现状
激光遥感应用范围非常广泛,主要包括对地形、建筑物以及其他对象进行高精度测量。
2.2.1带状地形测图数据采集
地面三维激光影像扫描仪可进行野外局部带状地形区域分段扫描。在具有一定重复扫描区域内,进行三维影像拼接和合并生成带状影像图。通过少量的测量控制点转换到国家或城市坐标系中,用地形和地物的三维点云数据建立模型,生成带状地形图。对于铁路、公路、大江大渠两岸的局部不规则带状地形图测量,较常规测量速度快、精度高[3]。
2.2.2建立高精度的数字地面模型和城市模型
三维激光扫描影像数据作为GIS 系统和数据库更新的重要来源。采集的三维点云数据经过拼接和合并后,进行数据预处理剔除粗差数据,运用数据滤波和分类算法获得地面高程数据以及地物数据。地面高程数据用于建立高精度的数字地面模型,地物数据经提取和目标识别处理可实现城市三维模型的建立。
2.2.3古文物建筑物测量及逆向工程应用
地面三维激光影像扫描技术可为三维数字化设计、三维测量及逆向工程、快速模具制造等相关技术方面提供服务。能够快速高精度地完成复杂的古建筑结构测量,大型景观(如建造大佛景观)三维数字设计与模板制作。
1999年,来自斯坦福大学和华盛顿大学的一个30人小组使用三维激光扫描系统对意大利佛罗伦萨的米开朗基罗的大卫雕像进行了测量,近距离目标点的测量精度达到了亚毫米级[4]。举世闻名的中国山西大同云冈石窟,时下正由文物管理专家展开三维激光测绘,并绘制精确的“三维立面图”,以便对五万余尊千年古佛像进行保护和修复。正在进行的北京故宫修复工作中运用了多项现代测绘技术,其中包括激光扫描,它具有快速、精确、多方位的特点,为古建筑测绘探索新的途径。
2.2.4其它方面的应用
此外,地面三维激光影像扫描仪可应用于复杂工业设备的测量与建模、房屋建模与房产图测量、工程建筑物变形监测、灾害三维实时监测、事故灾害评估、矿山及隧道测量和大型水利工程安全监测与研究等方面[3]。
3基于激光数据的古建筑保护应用
3.1古建筑量测
目前很多古代建筑缺少可用的CAD数据,即使建立低水平的细节CAD模型,也需要借助测量和其他方法,必须进行大量耗时的,成本高昂的,而且非常困难的测量,更不用说制作正射影像了。数字正射影像是一种既具有像片影像特征同时又具有线划地图数学、几何与制图特征的图种。由于其包含的信息丰富、直观性强,具有可量测性,因而受到人们的广泛关注[5]。
采用三维激光影像扫描技术,能在不损伤建筑物的条件下,快速采集古建筑物外部表面的精确数据。通过使用软件,可以快速地为扫描获得的点云赋予相应的彩色信息,再经过加工便制作成正射影像,向用户展示一个完全的实景彩色图像。如图1所示。相对于以往近景摄影来说,正射影像具有更为精确的可量测性,古建筑设计和保护人员可以精确对门、窗、柱、梁等构件进行测量,如图2所示。借助CAD便可以制作出用于施工的CAD数据图,如图3所示。
3.2古建筑三维重建
古建筑三维重建的关键问题主要包括五个方面的因素,其中两点直接影响到古建筑三维重建的真实性[6]:① CAD木构件数本身存在的问题,CAD木构件模型是早期利用AutoCAD软件建立的线框图,由于线框模型只有点和直线段,没有给出模型的表面信息,因此无法得到有关表面属性的拓扑信息和几何信息,无法得到正确的几何模型信息化成为古建筑三维重建的关键问题所在;② 纹理材质的表现,纹理和材质的映射除了能提供逼真的视觉感受以外,还能在一定程度上展现建筑物的风格。古建筑除了其造型独特之外,其色彩装饰的运用也是一大特色:古代匠师们根据色彩对人们生理和心理所起的作用,采用色彩明暗的对比和冷暖色调调和的手法来营造各种不同的色彩环境。古建筑物这种复杂的色彩组合环境不可避免地带来了三维模型重建过程中纹理和材质映射的难度。
而基于激光数据的古建筑三维重构就是以古建筑木构架体系为知识体系,实现“古建筑的数字化”,在计算机环境下从原有的无规则点云数据中高精度提取古建筑的表面特征,利用规则的形状实现模型的表面重建,再现实际古建筑的立体轮廓和真实纹理,完成复杂古建真三维的几何表达,使得古建筑在三维表达上完全可以避免以上提到的两个问题。所以图4所示为基于三维激光扫描数据进行三维重建的福州市孔庙三维模型。
另外从微观上来看,古建筑还包含一些具有表面形态丰富多彩的艺术品,如石雕、砖雕、木雕、彩画等,这部分的重建由于形态各异,在重建方面其对精确度和色彩真实性的要求更为严格,以往的三维重建技术手法根本难以满足其要求,而利用三维激光影像扫描技术获取到的激光数据无论在精确度还是在色彩真实性上都可以用于艺术品的精细重建。在著名的米开朗基罗项目中,激光扫描可以精确地得到雕像的每个细节,目标点的距离测量精度实际达到了±0.25mm,另外还拍摄了7000幅的彩色数码相片用于渲染贴图,最终的大卫雕像模型包含了20亿个多边形,其模型采用高密度的Mesh模型真实地表现建筑物中艺术品细腻的形态[4]。
3.3基于激光数据的古建筑保护应用
通过对古建筑进行量测和三维重构,古建筑保护利用可以有以下几个方面:
3.3.1对细部和装饰残缺的或已经破坏的古建筑进行复原
利用形状匹配技术,通过三维激光设备将文物数字化,通过空间曲面轮廓线的提取,并根据轮廓线的匹配结果可实现残损文物的拼接复原。主要由曲面模型的匹配拼接、三维曲面模型的融合和曲面的三维编辑,构造自动拼接与手工调整相结合的文物复原过程模型,最后将三维计算机模型送入快速成型设备复原微缩建筑进行实体检查,为文物研究及文物保护提供准确的科学数据。
3.3.2对典型建筑构件、营造技术或法式进行分析与剖视
对台基、石雕、门窗、柱、柱础、屋檐、斗拱、梁、檩、屋顶等典型建筑构件进行分析、剖视、建模,及搭建过程的演示。
4基于激光数据的历史街区三维重建
基于激光数据的历史街区三维重建主要是对历史街区进行特征分析,屋顶、墙体、街道等要素的重建。
4.1三维重建必要性
历史街区保护的原则之一:“原真性”与“可读性”相结合。要保持或恢复街区的传统风貌,“原真性”是历史街区保护与更新的一个首要原则。为使街区恢复“原汁原味”,三维激光影像扫描技术可以进行充分地现场测绘,并可以获取详细的照片,然后按照“整旧如故,以存其真”的原则,依据每一幢建筑不同的建造年代、建筑风貌及建筑质量就可以进行三维重建,从而达到保护和修缮的目的。另外基于激光数据的历史街区三维重建可以快速地表达一个完整而具有特色的空间形态,使“可读性”成为可能。
4.2基于激光数据的历史街区三维重建
传统的用于街区建筑物批量建模的方法有两类:一类是采用商品化建模软件进行建模,另一类是根据采集得到的观测数据进行建模[7]。即:① 采用商品化建模软件的建模方法是利用一些专门用于建模的商品化软件(如:AutoCAD,3Dmax,Maya,MultiGen等),基于原有的CAD设计图纸和数据,利用AutoCAD+3DS软件建模,最后通过函数接口读入程序中,从而能够真实表达建筑物内部的细节特征。这些文件中已将模型剖分为空间三角网,我们只需将这组数据以一定的比例、角度在通过旋转、平移、缩放在空间坐标系中定位,同时到实地拍摄建筑物的影像,运用图像处理软件制作出建筑物的表面纹理,贴附于模型之上,从而实现建筑物模型的重建。② 三维几何自主建模这种建模方法是对建筑物进行三维几何表示,它可以看作是从实际三维物体到物体模型的映像,但是目前这些重建方法一是建模精确不高,二是建模的工作量大。
基于激光数据历史街区的三维重建主要是利用现有的激光点云数据快速地提取矢量化的建筑群模型,是工作量和模型精准度都优于传统的建模方法,目前国外很多学者在对基于激光的建筑物模型自动提取的研究做深入的研究,并取得一定成果,这为历史街区三维重建提供了极大的便利。建筑物模型自动提取主要包括:①获取建筑物的近似大小(长、宽、高);②区分出平顶和尖顶房屋;③区分出建筑物是矩形、T、L、U 和十字形状;④获得主要的屋顶面的个数和形状;⑤ 检测并分离距离较近的建筑物;⑥ 清除屋顶面上的扰动或者噪音(包括天窗和烟筒);⑦ 检测出屋顶上的小建筑并将他们合为一体[8]。图5是福州市三坊七巷历史保护街区现场测绘的激光点云扫描后恢复的三维场景。
4.3历史街区三维重建的应用
4.3.1提高历史街区保护与更新中的公众参与程度
纵观历史街区保护与更新的理论和实践的发展过程,可以看出,历史街区的保护更新离不开生活在其中的公众的参与和支持,历史街区的改造和公众的参与就像“鱼和水”的关系一样,是相互依赖、共同生长和发展的。当今历史街区保护更新的发展趋势也渐渐向公众参与的方向发展,小规模改造、“微循环”式的改造都离不开公众全方位的参与和支持。三维重建后的虚拟历史街区将继续秉承虚拟现实的优势,增强公众对改造后街区在感官上的认识,从而提高历史街区保护与更新中的公众参与程度。
4.3.2 多种历史建筑要素的比较以及综合或专项评价
三维重建后,通过搜索出历史建筑要素的边界,求出轮廓线,然后将研究对象与建筑图库中不同历史年代对应元素进行比较,便可作出评价和结论。
4.3.3对木构做法、建筑格局进行深度分析
建筑格局比较复杂,主要有庭院式布局(廊院式、合院式);非庭院式布局(贯联式布局、联排式布局、散点式布局)。通过三维重建,搜索出所有建筑的边界、中心、法线方向,最后由专家根据自然环境、风水、民俗等进行评价,并做出结论。
总之,通过对历史街区的特征着手分析,如:①有序的鱼骨状街坊格局;②连绵起伏的屋脊,坡屋顶构筑的天际轮廓线;③街巷口门拱门楼、粉墙灰瓦、朱门雨檐门斗、条石路面等独特内涵构成的连续坊巷界面;④是组合多进式、前堂后寝边花厅式的平面布局;⑤是“观音兜”式封火墙、夯土防火墙、飞檐翘角等墙式;⑥是以石、土、砖、木等的建筑材质。这些特征,极大地优化了所得的激光数据,为历史街区三维重建及肌理分析打下了良好的基础。
5前景及存在问题
5.1前景
5.1.1潜在用户
国家建设部已经正式批准了100余座历史文化名城,其中绝大部分都存在古建筑的保护与利用问题,如北京的故宫、福州的三坊七巷等。据文物部门统计,我国目前被列入保护范围的古建筑群有近30万处。利用激光扫描技术快速构建古建筑三维模型的技术方法,具有重要的理论意义和应用价值。各历史文化名城的规划建设部门和文物保护单位都将是该应用的潜在用户。
5.1.2市场前景
随着激光扫描硬件软件性价比的不断提升,古建筑空间结构的快速三维重构技术将受到各类用户的青睐。已修复完成的地区可以利用该技术建立历史街区的完整三维虚拟模型,用于展示和推广(包括网络上的推广);尚未修复的地区在建立三维虚拟模型之后,可以利用三维设计CAD软件对修复工作进行方案设计,从而显著提高工作效率。因此,该技术成果将具有良好的市场前景。
5.1.3 经济效益及社会作用
由于存在较大的潜在市场,成果将会产生良好的经济效益。由此带来的城市历史文脉的保留与延续,则有利于提升城市的品质,激发城市居民的归属感和自豪感,从而产生积极的社会意义。
5.2存在的问题
激光遥感技术虽然已经被广泛地用于古建筑物的重建工作中,但是仍然存在很多的问题需要解决。各种普通的特征提取与处理算法直接应用于古建筑物重建中还有一定距离,自动化程度较低是目前困扰实际应用的一个重要难题,也是日后该应用研究力求解决的重要问题。
5.2.1 三维点云数据特征检测。由于建筑物年代久远、表面粗糙,给特征检测中的阈值设定带来了困难;另外,古建筑物的结构复杂,表面形状多变,难以用一种或几种形状表达。此外,在三维空间下的特征检测本身就比较复杂。
5.2.2古建筑物模型重建。古建筑物重建过程中需要涉及到具有规则几何形状和任意形态的两种类型的部件,如何界定并分离这两种部件是比较困难的工作。由多个简单几何形体构成复杂结构的识别与重建也是十分复杂,一方面几何的复杂性增加了特征检测的不可靠性,另一方面,几何的复杂性也给结构的重建和表达带来了困难。
5.2.3古建筑物纹理的提取
纹理可以充分表现建筑物的光影信息,使结果更加真实。正常的纹理产生可以通过提取每一个部件的纹理,使用多站点下纹理数据的融合实现,但是融合过程中如何选择最优的规则是一个技术难点。另外,当纹理缺失时,通过纹理的近似程度,从已有的数据中寻找近似纹理数据完成纹理缺失区域的补充是非常复杂的问题。
参考文献:
[1] 余明,丁辰,刘,过静. 北京故宫修复测绘研究[J]. 测绘通报,2004(4):11-13.
[2] 周克勤,许志刚,宇文仲. 三维激光影像扫描技术在古建测绘与保护中的应用. 工程勘察,2004(5) :43-46.
[3] 郑德华,雷伟刚. 地面三维激光影像扫描测量技术[J]. 铁路航测,2003(2) :26-28.
[4] 张远智,胡广洋,刘玉彤,王庆洲. 基于工程应用的3维激光扫描系统[J]. 测绘通报,2002(1) :34-36.
[5] 万霞,郦淑俊,王朝晖. 一种快速的正射影像制作方法[J]. 现代测绘,2006,29(2):34-35.
一、现有历史建筑所有权体系下的保护模式
通过梳理现行立法后,笔者认为,我国现有的历史建筑所有权制度是以国家所有作为原则,以集体与私人所有作为例外。具体如下:第一,历史建筑以国家所有为原则是指,国家通过指定的方式,将古建筑的所有权归属于国家。根据《中华人民共和国文物保护法》第五条之规定:“中华人民共和国境内地下、内水和领海中遗存的一切文物,属于国家所有。古文化遗址、古墓葬、石窟寺属于国家所有。国家指定保护的纪念建筑物、古建筑、石刻、壁画、近代现代代表性建筑等不可移动文物,除国家另有规定的以外,属于国家所有。国有不可移动文物的所有权不因其所依附的土地所有权或者使用权的改变而改变。”由文物保护法第五条可以看出,古建筑属于国有,是历史建筑所有权的原则性规定,以文物保护指导性法律明文规定的方式确定下来。对于属于国家所有的历史建筑,根据《文物保护法》第八条的规定,国家通过中央地方两级三层的模式开展文物保护工作。第二,国家对历史建筑既定的所有权采取承认的态度,作为古建筑国家所有原则的例外情形。针对《文物保护法》第五条第二款所规定的“国家另有规定”的情形,《文物保护法》第六条规定:“属于集体所有和私人所有的纪念建筑物、古建筑和祖传文物以及依法取得的其他文物,其所有权受法律保护。文物的所有者必须遵守国家有关文物保护的法律、法规的规定。”
Abstract modern brick and wood building construction materials mainly wood-based, these ancient architectural history by years of natural erosion, the water content is very low, very easy to burn, and the ancient buildings have no fire-fighting facilities in the event of firewill lead to serious consequences. Plays an important role in fire safety in the process of protection and repair of ancient buildings. In this paper, based on the current situation of the ancient buildings, talk about fire safety and fire protection design of the modern brick building.
Key words of ancient buildings; brick and wood; fire safety; fire design
中图分类号: TU998.1文献标识码:A文章编号:
引言:随着社会经济和人类文明的快速发展,城市建设不仅应注重于现代建筑的建造和创新,还应注重对历史建筑的保护和修复。古建筑具有独特的风格和造型以及具有悠久的文化历史和文化内涵,在现代社会中受到世人的瞩目,并且随着经济技术的快速发展以,人们对文物的重视,对古建筑的保护和修复受到高度重视。
一、发生火灾的原因
(1)消防设计不足
近现代建筑结构主要以砖木为主,并且由于古建筑常年受到风吹日晒,建筑材料含水量非常少,恨容易燃烧,而且古建筑消防设施不足,消防安全通道缺乏。砖木结构建筑发生火灾后,火势除了向水平方向蔓延外,还会出现垂直蔓延的情况,造成立体燃烧,而且在古建筑建设的过程中通常是组群不知,如果发生火灾将会出现火烧连营的情况,从而造成难以想象的后果[1]。
(2)电气线路故障引起的火灾
古建筑在设计以及建设的过程中,没有电气线路的引入,这些都是对古建筑后期的维修时加入的,但是在维修设计的过程中,只考虑一般照明设计,并且电气线路的老化存在严重的情况,并且随着大量的电器设备的引入,虽然方便了人们的生活,但是却给古建筑带来具有的安全隐患。据有关统计表明电气线路引起的火灾占古建筑发生火灾的30%。
(3)生活用火
居住在古建筑内的居民的取暖、炊事以及照明等生活用火不慎发生的火灾也是非常常见的,据有关统计分析,自建国以来,古建筑发生火灾的40%主要是由于生活用户不慎造成的[2]。并且很多的古建筑中一般都设有神台烧香拜祭,每逢春节。清明等节日很多人都会去这些地点祭祖拜佛,如果用火不慎也会造成火灾的发生,并且有些古建筑通过改造为共同场所,这会大大增加古建筑的火灾事故的发生。
(4)游客引入的火灾
目前很多的古建筑都成为历史资料供游客们观赏,如果管理不善或者管理不到位,游客随时乱扔烟头,点火、放鞭炮、烟花以及带入一些危险易燃易爆等物质,这样就很容易引起火灾的发生,对古建筑以及游客的人生安全造成威胁。
二、加强近现代砖木结构建筑消防安全的对策
(1)提高耐火等级
古建筑结构防火设计是古建筑修复以及改造中首先应解决的主要问题,古建筑一般为砖木结构,耐火等级非常低,如果想要达到现代建筑的防火等级是很难做到的,但是在对古建筑进行保护和修复的过程中为了保证建筑结构的消防安全,我们在主要采用以下几种进行维修:①如果古建筑属于文物保护的范围内,我们在进行防火设计的过程中可以采用消防安全工程学的原理对古建筑的防火性能以及安全度进行分析,并首先确定古建筑的耐火等级,按照建筑设计防火规范的有关要求进行判断古建筑的疏散系统以及防火分区,如果与耐火等级不符合可以不做防火处理,如果符合则需要对结构进行防火处理以及防火保护,从而提高建筑的耐火等级。②如果古建筑不属于文物保护的范围内,可以采用耐火等级较高的现代材料进行代替原有的材料,以加强古建筑的耐火等级[3]。③增设消防设施加强对古建筑的消防安全设计,这种防火设计主要是在不破坏古建筑原来的结构以及设计,增设火灾报警器以及自动喷水灭火装置等防火设施。
(2)防火分隔的设计,有效组织排烟
防火分区的规划是防火安全体系中最重要的基础,也是保证人员疏散以及火灾蔓延的重要的保证,所以在对古建筑进行防火设计的过程中,首先应对古建筑进行防火分区,防火分区主要是按照古建筑建筑结构、使用功能以及大小进行防火分区,在对古建筑进行保护和修复中一般按照以下原则进行防火分区划分:①根据古建筑火灾危险性以及使用功能,按照实际的大小、距离进行划分空间,形成“物理分割”,然后根据古建筑空间的间隔进行规划设置防火设备以及防火措施,从而保证古建筑的消防安全[4]。②在防火设计的过程中,注意疏散和分割的协调统一性,在进行分隔设计的过程中,主要以防火墙为主要的设施,并且在进行设计的过程对于连续的空间,不能采取防火卷帘设计防火分隔,这样会减少疏散出口,造成人员的疏散困难。③在对古建筑进行设计的过程中应该根据建筑自身的实际情况,采取挡烟垂壁等设施进行防烟分区的规划,但是为了保护古建筑的结构,一般采用自然排烟的方式,如果在达不到防烟分区的要求,则可以增加排烟设施或者排烟系统。
(3)增设防雷设施
目前,我国很多的古建筑都没有防雷设施,虽然有些建筑物在保护和修复的过程中增设简单的防雷设施,但是也没有安全要求,并且由于古建筑属于建筑群体、并且周围古木参天,很容易引起雷电火灾,以紫禁城为例,自建设以来发生较大的火灾的原因最主要是雷电火灾,并且近几年来古建筑由于雷击发生的火灾日趋上升,因此在对古建筑进行改造和修复的过程中,应根据建筑的特点和具体情况设计消防设施,并且应按照目前有关的防雷设计规范进行规范防雷设计,并增设防雷设施,从而减少由于雷电引起的火灾。
(4)规范电气设计安装
在对古建筑电气设计的过程中应该严格按照《古建筑消防管理规则》的具体规定进行设计,对于已有的电气线路应经过消防部门的审核和检查,达到要求后才能实施,对于不符合消防安全要求的电气线路,必须进行改造和修复,设置漏电报警系统,而且还应定期进行检查和修复,保证电气线路的安全性和规范性[5]。
(5)加强消防安全管理工作
具有文物保护价值的古建筑应加强消防安全管理,禁止违章用火,禁止游客携带火种、易燃易爆以及烟花爆竹等物品进入古建筑内。对于特殊临时用火应申报有关消防部门以及当地公安机关部门批准,并加强防火安全保护措施,并且应明确规定禁止吸烟,玩火[6]。
(6)设置消防安全标志
对于文物保护的古建筑应设置明显的消防安全标志牌和防火标志,严禁携带火种以及易燃易爆等物品,加强对古建筑消防安全的管理工作,从而最大限度保证我国古建筑的消防安全。
三、结束语:
古建筑具有独特的风格和造型以及具有悠久的文化历史和文化内涵,在现代社会中受到世人的瞩目,因此在对古建筑的保护和修复的工程中,应加强对古建筑的消防安全的设施。通过对建筑的结构以及防火分区、疏散系统以及增设消防设施等方面进行科学评估来考虑和确定古建筑在修复、改造过程中要达到消防安全所应具备的条件,并且充分地利用新产品、新技术,使古建筑在现代社会中能安全、合理的得到使用。
参考文献:
[1] 杜永霞;古建筑消防安全特性及防火对策探讨.[J].-安防科技 ;2006(08).
[2] 徐静;浅谈古建筑修复、改造中的防火设计.[J].消防科学与技术;2003,22(4):294—296.
[3] 汤小亚;浅谈东溪古镇古建筑的防火.[J].科学咨询;2010(19):93.
自1828年开始的全球民主化浪潮至今,现代民主的发展经历了将近两个世纪。随着民主的发展,人们的自我意识开始觉醒,在全球范围内,公民开始有组织地参与公共事务。20世纪一21世纪是民主精神巩固和深化的时期。在这个时代背景下,探讨公众参与便有着深刻的理论意义和现实意义。
1公众参与的社会背景
1.1近代公众参与的萌芽
纵观整个民主的发展历程,我们不难发现,从占希腊到中世纪,再到后来的文艺复兴、启蒙运动,民主的观点除了强调法治外,最大的特点就是强调人民(或者市民)能够管理国家的公共事务。这也就是公众参与的雏形。
古希腊、古罗马由于幅员和人口的限制,人们通过“直接民主”的方式,参与到城邦公共事务的管理中。由全体男性公民组成的公民大会掌握着国家的外交、军事和财政等一切权利。
中世纪的教皇党强调,皇帝的权利来自于人民;而那些意大利的自治城市在采用执政官民选的共和政体时,已经开始了代议制民主的早期实践。在欧洲中世纪,虽然封建制度是专制的,但是由于它是封建契约制的,因此,君主不能随心所欲地将个人意志强加于臣民,同时,臣民具有依法反抗统治的权利,英国的议会制就是这种封建契约的主要代表。在这个阶段,公众参与国家或者城市的公共事务的管理,主要是通过代议制的形式实现的。
在近代,随着文艺复兴、启蒙运动的发展,民主的观点逐渐从理论界开始走向平民大众,人们开始意识到自身的价值和权利,于是,在世界范围内开始了资本主义革命与此同时,关于民主的革命也伴随着资本主义的发展而席卷全球。当路易十六被送上断头台时,近代民主运动也达到了最。然而,在这一阶段,关于公众参与的概念,可能更多地反映在人们争取自由、平等权利的斗争中。
1. 2现代民主理论与公众参与的起源
现代公众参与制度,一般认为开始于20世纪70年代的欧洲新社会运动,也被称为多元化运动。在现代西方社会的结构下,公众参与的主要目的是追求民主参与和自我管理。公众参与,倡导的理想目标就是将公众的意见采纳到政策的决策阶段,这就要求需要一个稳定、有效的政洽结构,因此,公众参与与前面所述的民主发展历程中的“市民社会”概念关系最为紧密。
市民社会最早指的是古希腊的城邦。在那里,除了奴隶和妇女,所有的男性几乎都享有“公民权”,即参与立法、司法的权利和直接介人城邦事务的权利。现代意义上的“市民社会”的概念最早是由黑格尔和托克维尔提出的。但是Conden Whil。的定义却更具代表性,他指出,市民社会的重要特征就是他相对于国家的独立权和自主权。
现代对于市民权利的重新认识,主要反映在市民争取发言权、差异权和人类发展的权利上。对发言权的争取,就是要求政府行为透明,市民通过一定的参与途径和方法,在创造生活世界的过程中实现他们所期望达到的目标;对差异权的争取,就是要求公共政策的制定,必须包含社会中各个不同利益阶层的需要,反对商业化生产的大众文化的霸权影响;在对人类发展权利的争取上,就是要求获得社会权利的物质基础,即住房、工作、健康和教育等。
同时期,另一个政治口号的提出,也对公众参与产生了重要影响,这就是“第三条道路”。“第三条道路”主张在立足于多元化思想的基础上将更多的利益集团涵盖进来,扩大制度的包容性,建立起一种新型的社会关系,培养共同体精神。
2公众参与的理论背景
公众参与发展到现代社会,与其密切相关的理论主要有以下几个内容。
2. 1代议民主和强势民主理论
代议制民主,指人民将权利委托给“代表”,由代表来管理国家。然而,在代议制政府下,由人民到代表之间的过程和程序,决定着人民意志能否被完全表达出来;而强势民主,指政治是每个人都可以参与的日常生活的一部分,而不只是专家垄断的专业活动,公众参与是民主政治的核心。但是,当人口和幅员超过一定范围时,强势民主就会显得毫无效率。因此,宜将“强势民主”建立在公众参与和公民义务的基础上Q
2. 2公共管理理论
这种公共管理理论强调政府与市场、政府与社会联姻,吸纳市民参与公共管理。参与的基本观点是官僚体制内的专家无法获得制定政策所需要的全部信息。因此,如果排除公众对重要决策的参与,将会造成政策上的失误。另一方面,政府治理的过程实质上是政府与公众互动的过程,公众参与公共管理,可以反映公众的需求与偏好,使行政部门的政策与行为能满足社会中大多数公民的需求;其次,公众参与可以提高政府的代表力和回应力,使公共管理者知晓公众公共管理组织绩效的评估意见;第三,公众参与向公众提供了信息,这些信息有助于公众作出判断;最后,参与促使政府的改善,增强公众对政府的信心、认同和支持。
2. 3治理理论
治理理论认为,在市民社会中,政府不再是实施社会管理功能的唯一权利核心,而是非政府组织、非赢利组织、社区组织、公民自组织等第三部门以及私营机构将与政府一起共同管理公共事务。
治理可以看作是一种社会成员之间的相互作用关系,它存在于社会的各个方面。同时,治理理论强调公民自愿的合作和对权威的自觉认同,这其实也是一个国家权力向社会回归的过程,一个还政于民的过程。
在这样的理论背景下,人们开始关注起公众参与的问题,而公众参与也开始从理论研究逐步走向社会实践的方方面面,如立法、环保、城市规划等等。
3公众参与在历史文化遗产保护中的发展
公众参与历史文化遗产保护最早起源于美国。早在1853年,Ann Pamela Cunningham就发起了名为“保护沃农山住宅妇女联合会”的妇女志愿团体。
沃农山住宅是乔治·华盛顿的居住地,1850年后,由于华盛顿的后人无力维持,也无法从政府获得整修的费用,因此他决定卖掉房产,唯一的条件就是购买者必须将房产作为历史遗迹进行保护。当Cunningham小姐听说后,便号召妇女们为保护沃农山住宅进行募捐。1853年,她组织成立了“保护沃农山住宅妇女联合会”,在该组织的努力下,她们成功地游说和募捐了大量资金,利用这些资金,她们买下了沃农山住宅及其周围的地产,并对住宅和周围的环境进行了修缮和维护。如今,沃农山住宅已成为维吉尼亚州著名的旅游景点。
Cunningham小姐为保护沃农山住宅而成立的妇女联合会,在全美产生了广泛的影响,促进了历史文化遗产保护思想的发展。普通市民认识到自己也可以是历史文化保护运动的倡导者。在该组织的影响下,其他民间保护团体也相继开始成立,如1889年成立的“维吉尼亚古迹保护协会”和在1924年成立的“圣安东尼奥历史保护协会”等。
在英国,早在19世纪,古建筑及古迹保护运动就成为了公众的重要舆论课题,而英国历史文化遗产立法的一个重要推动力就是来自民间的学术团体。1877年,由威廉·莫里斯和约翰·拉斯金创建了英国最早的民间保护组织“古建筑保护协会”,其目的是对古建筑进行保护,反对拆毁古建筑以及对原建筑作面目全非的重修,并以文字和其他多种方式唤起公众的保护意识。他们的努力得到了社会大众的支持,并促使国家开始将古建筑保护纳入立法的范围。
二战后,波兰华沙的重建,反映了当时波兰人民的强烈愿望,有着发扬民族精神,恢复传统文化的重要意义。因此,当华沙重新建立起来后,被联合国教科文组织作为文化遗产列入了《世界遗产目录》。
同时,在其他各国,由于战后的大规模重建,使得城市中原有的历史环境迅速消失,人们才逐渐意识到城市历史文化的重要性。至此,关于历史文化保护的民间呼声开始出现,并越演越烈。公众对于古建筑、古迹以及历史环境的保护从舆论争论开始,逐渐发展到公众自发组织成各种民间团体,参与到历史文化遗产的保护活动中。这股自下而上的强大力量,最终得到了政府的支持,并在国家的立法和管理程序中得到了承认,成为历史文化遗产保护运动的最大推动力量。
在英国,二战后,民间关于古建筑的争论主要集中在两个方面,其一是古建筑的面貌是否有必要改变;其二是古建筑的修复是否要整旧如旧。同时大量的民间保护组织如雨后春笋般涌现,据统计,仅1975年登记的全国性及地方性组织就有1250个。他们收集专家和公众的意见,督促和协助历史文化遗产的保护。
在美国,第一个全国性的独立于政府的非赢利组织—全美历史保护信托组织就是在二战后成立的。与英国不同的是,美国只有这样一个全国性组织。它成立的目的在于把专业知识、领导才能和民间支持力量联合起来,承担政府所不能承担的历史建筑房产管理工作。1966年,联邦政府的《国家历史保护法》将历史保护和管理确定为由社会各部门共同参与的义务和职责,从而为民间保护组织的发展提供了法律保障。
在日本,历史文化遗产保护运动以地方居民为中心,并得到专家的协助。通过向行政当局进言,向议会请愿,向市民呼吁等形式,使立法、政策有根本性的转变。
三河古镇,地处皖中名城合肥、六安、巢湖三市交界处,镇区面积4.71KM2,辖区面积65.5KM2。境内丰乐河和杭埠河两大水系环绕镇区交汇后,东流巧公里人我国五大淡水湖之一—巢湖。据《左传》记载,古镇史称“鹊诸”,有可考历史2500多年。现名“三河”因丰乐河、杭埠河、小南河三水流贯其间而得。丰富的水网资源,独特的地理环境、厚重的历史文化,造就了三河“小桥、流水、人家”的市井风貌。镇区内渠塘纵横交错,商贸沿河成街,建筑临水而建,廊桥跃水相连,是典型的“皖中水乡古镇”。悠久的历史,长期的文化积淀,给三河留下了宝贵的历史文化遗产,尤以古城墙、古河、古桥、古街、古茶楼、古名居、古庙台、古战场等“八古”景观而著称于世。是皖中地区反映晚清时期历史风貌、兼收古徽派建筑特色、囊括古建筑类型较完整的水乡古镇,其综合历史文化价值,当可和驰名中外的苏州古镇周庄相媲美。
一、三河古镇的历史价值与风貌特色
1、历史价值。岁月茬蕙,朝代更迭。“三河”虽几易其名,但古镇在各朝代都显示出它的独特魅力。显要的地理位置使其成为历史上兵家必争之军事重镇。公元前537年,吴楚之争在此演绎了“鹊岸之战”。1858年,将领陈玉成、李秀成在此大败湘军,创下了载人史册的“三河大捷”。至今遗存的古战场、古城墙、英王府似乎仍在诉说着那些硝烟散后的功过成败。“鸡鸣三县”的地理优势,使其成为皖中商贸集镇的理想之地。透过现保存完好的古商业街、铺宅,仍可遥想昔日的繁华。水陆兼备的交通要道,使其历朝历代皆为江淮区域交通枢纽重镇,现存清朝直隶总督李鸿章家族的粮仓、四川总督刘炳璋的三河房产可说明一二。悠久的历史,深厚的文化,孕育出众多的名人志士,使其成为远近闻名的文化古镇。窄窄的“一人巷“、幽静的故居,依稀可见著名物理学家杨振宁少年时学习、生活的情景。
三河古镇现存古建筑群以清末明初时期为主。完好的古街道有西街、南街、东街,街区肌理完整,建筑风貌依旧,保存2000多米长的青石板路辙印深深。目前,已经批准的省级文物保护单位就有:三河大捷遗址—包括的城墙、英王府(即军大本营),全省最长的古街巷—包括刘同兴隆庄(清代),青阳分公司告示牌(清代),一人巷住宅群(含杨振宁故居,清代),郑善甫故居—鹤庐(民国时期),三县桥(清代)等。
2、规划肌理。三河古镇的规划以“水”为灵魂,水陆交织的街区充分利用了河、港、塘、溪、路的自然条件,巧妙地将城镇、建筑、水有机地结合在一起。街区的基本格局是沿河成街,因水得镇,临水建房;以码头为端点、河道为边沿,随着岁月的流逝,辐射状衍生成数条古商业街。
三河的规划以“街巷”为骨架,支连众多窄巷,窜起成片民宅,纵横交错,分布均匀。街巷宅院相对规整,有中心轴、方向感、边缘界定。只是有些宅门因风水关系稍有凹凸转折。造型各异的石桥与街道的交汇节点,往往是茶楼、戏台、铺地等公共场所,空间转接自然,迭起。古商业街道空间尺度适宜,渔俪延伸,店铺、民宅、酒肆随形就势分呈两侧,各商号标新立异的招牌点缀得古街热闹繁华、多姿多彩。又因是水灾多发区,三河作为古时军事重镇,防御性也是其规划特征之一。深而宽的河道,既有供给货物的功能,又有防御的功能。在窄形市镇的两端修筑防御工事—城墙、炮台,使整个市镇宜攻宜守。
从三河镇现存古迹来看,有着朴素的规划意识,商贸、防御、文化特征突出。而建筑、河道、桥梁及市井百态则构成了“小桥、流水、人家”的小镇景象。
3、建筑风貌。历史上的三河地处江淮之间,水运发达,商贾云集,南北文化在此冲撞、交融,形成“皖中”文化,故其建筑风格南北兼容,别有特色。大王庙、城陛庙、万年台、英王府等公共建筑宏伟、庄重、色彩鲜艳,更具北方建筑风格和官式建筑特征。而民宅、商铺小巧、简朴、色彩素雅,更似皖南的建筑风格。
古街两侧的铺宅始建于清初,成型于清末民初。商住特征明显,多为一、二层砖木结构。平面呈块状,二或三进庭院。从街至河道依次为铺面、作坊、宅、储藏(如有二层,则一楼宅为厨房、餐厅,二楼为住宿),底层空间通透,如刘同兴隆庄。铺面、作坊因所售商品及生产工艺不同,柜台或当街设置或在室内两侧设置,沿街一色红色板门。因商贸繁荣,建筑也较早地吸收了泊来文化;二层以走马专心廊为平面交通;沿街立面各家铺宅间以简化了的马头墙分隔:门楼、窗眉、扶手等细部造型朴素,突出实用性;墙面以清水砖为主,灰墙灰瓦,红色门板、彩色招牌点缀其问。有韵律,有变化,形成一幅清末皖中古镇的繁华街景。
4、非物质文化遗产。三河历来以其古老、秀丽、繁华而闻名遐迩。人文环境内容丰富,形式多样。三河的饮食融南北之长有独特风味,品种丰富,创造出享誉四方的三河土菜品牌。目前开发有土菜系列、茶干、米饺、米酒等;三河民间文化繁荣,主要有闹花船、车上轿、河蚌舞、花旦、兰花等传统节目,体现了南北文化的交融;起源并流传皖中地区的庐剧,是全国知名的地方戏剧种,创始于200年前,唱腔兼收民间小调、越剧等曲调,丰富、圆润,深得民众喜爱;三河镇的传统手工业发达,其匠人制作的羽毛扇、木杆秤等手工艺品制作考究,产品远销海内外。
三河镇现存古建筑核心区面积达8.74公顷,总建筑面积约为25460M2。区内街巷格局完整,传统功能健全,韵味和肌理依然清晰。以现存较完整的西街、南街、东街为骨架,前店中坊后居的古建筑为街景,以原有建筑功能和特色传统商品为依托,再现了古时三河的繁华与生活原貌。
二、三河古镇保护与开发的几点建议
1、成立保护机构。成立以镇长为总负责人、文物、古建专家组成的保护领导小组,以城建、规划、文物、文化、工商、财政等相关部门人员组成执行机构,以群众推选代表组成文保协会实行监督核心保护区的管理、城建、古建保护与修复、资金投人的情况,定期核实文保规划的落实情况,发现问题,及时协商解决,并定期向镇民公布,形成良好的保护与发展机制。
2、摸清古镇资源,建立基础档案。应在全镇范围内,深人调查,登记建档,内容包括:名称、位置、面积、年代、材料、历次修复情况、产权归属、价值特色、保护责任者等,实行挂牌保护,同时对建筑遗址的保护修复建设情况在公示栏中公示。
1 引言
测绘,是一门与我们日常生活密切相关的学科。是指对地表人工设施或者自然地理环境要素的大小、形状、空间位置及其属性等进行测定、采集等。
三维激光扫描技术已在测绘领域的应用中发展了近十年,随着社会科技的发展,它已凭借着成本低、快速性、应用范围广、便于操作、主动性、高密度、全天候、以及非接触性等优势,解决了传统测绘技术的缺陷,它给测绘领域带来的变化也是极大的,它很好地改善了外业测绘的工作环境,提高了其工作效率。因此,对三维激光扫描技术的应用与发展进行研究具有极大的意义。
2 三维激光扫描技术的诞生与其构成
三维激光扫描技术是一种利用光进行目标探测和测距的技术,它可以直接获取被测对象表面点的三维坐标实现对被测物信息的提取,最终完成三维场景的重建。
第一个具有现代意义的激光扫描系统是20世纪90年代美国俄亥俄州立大学制图中心(CMP)开发的GPS van,它可以自动和快速地采集陆地测量系统的直接数字影像;之后,加拿大卡尔加里大学和GEOFIT公司为实现高速公路的测量而设计开发了VISTA系统,它是一个机载激光扫描系统应用的实例;荷兰测量部门自1988年对通过地面固定激光扫描测量技术提取地形信息的技术进行了研究;日本东京大学1999年进行了地面固定激光扫描系统的集成与试验,并取得了良好效果。
三维激光扫描技术的构成包括电子技术、全球定位系统及其相关软件等。
3 三维激光扫描技术的主要特点介绍
三维激光扫描技术被称为是一种“实景复制技术”。它利用激光的独特优异性能,能够深入到各种现场环境中对目标进行扫描操作,并将三维数据完整地采集到电脑中,最终快速准确得重构了被测物的三维模型。它具有如下一些特点:测量距离远、采样点速率高、点定位精度高、无接触测量(无需反射棱镜)、扫描目标无需表面处理直接获取其三维点云数据、数字化采集、兼容性好、软件功能齐全强大、能基本满足工程测量需要等。
4 三维激光扫描技术在测绘领域的应用
三维激光扫描技术为人们提供了一种全新的获取空间信息的方法。传统的人工单点获取数据精度差、速度慢,如今的连续自动化优点使其应用范围扩展到了工业测量、地形测绘、智能交通等诸多方面。其在测绘领域的应用主要有以下方面。
4.1在土方量和体积量计算中的应用
根据地面激光扫描仪获取高密度的点云数据,再经滤波后可以生成目标对象的DEM模型,进而实现目标对象体积的测算。
4.2在测绘采空区中的应用
原理:激光扫描技术对地下采空区进行扫描测量作业利用,真实扫描数据进行采空区体积计算并制作三维实体模型。
这种应用将地下矿山真实地搬进电子计算机,为未来矿区数字化提供有效依据及前沿性的研究探索。
4.3在文物、古建筑物测绘中的应用
在古建筑研究活动中,用户需要关于研究对象的完整基础性数据,包括空间环境、古建筑自身、建筑细部等,研究工作主要针对这些数据展开。古建筑保护工作最基础的一项任务是对保护对象进行完整的测绘,并进行数据存档,以便日后研究或者复原、重建。如被称作易北河上的佛罗伦萨的德国巴洛克古城德累斯顿, 70%的历史建筑在二战中都被盟军的轰炸所摧毁,但是德国人在战后又奇迹般地将古城重建,大部分重建工作都是仰赖他们精确的测绘存档资料完成的。三维激光扫描技术是一项通过高密度的扫描点(点云)来表达和记录被测物体尺寸和形状的技术,点云是最原始的测量数据,被测物的三维几何信息都蕴涵在点云数据内部。如何利用点云,如何在点云的基础上通过软件来提取空间信息,决定了三维激光扫描技术在古建保护行业内的应用方式和成果形式。从对点云的应用方式来看,可分为档案记录型应用、尺寸量测型应用、三维可视化型应用和逆向重建应用。从最终的提交成果形式可分为二维图件形式(各种平、立、剖图,等值线图)和三维图件形式(三维高密度点云数据、三维CAD模型、三角面片格网)。因此,利用三维激光扫描技术进行古建的保护,目前主要集中在档案记录型及其三维可视化,而进一步的应用,特别是将扫描结果用于逆向重建等对古建保护具有重大意义的应用相对较少。
4.4在水利水电测绘中的应用
水电站工程一般都坐落在深山峡谷,那里两岸山势陡峭,地形变化剧烈,测量困难,特别是遇到天气条件差的情况,航飞困难,而普通的光学遥感影响周期长,且受云量影响无法满足测量要求,精度很难保证标准要求,而且经济投入太大,人身安全也得不到保证,而三维激光技术出现,为水利水电测绘提供了新的解决方案。
4.5在交通运输中的应用
如今交通发达,但却存在着很多,安全隐患,对交通事故现场还原,可以很好地了解事故发生原因,对有效避免再次事故的发生有很好地作用。图1为2012年8月20日12时许重庆合川区到北碚区路段一面包车与货车相撞,造成至少12人死亡,1人重伤。交通事故现场数据由Faro三维激光扫描仪扫描获取,为交通事故的发生寻找原因。
图1 交通事故现场
图2 工作人员正在用Faro三维激光扫描仪勘测现场
4 三维激光扫描技术在测绘领域的发展
三维激光扫描技术是快速获取三维空间信息的重要手段之一。特别对于测绘领域来说,三维空间技术将和现代经典测量技术相互融合,作为一种新的空间数据采集手段,三维激光扫描技术将具有广阔的发展空间,成为一种普遍在测绘领域应用的新技术手段。
三维激光扫描仪是测绘科学的领先产品,其发展与应用直接反应了三维激光扫描技术的发展状况。远程激光扫描仪可以用于岩崩、滑坡、河岸崩塌、矿山塌陷等危险的和难以到达地方的地形监测和方量计算,有效测控其变化范围和量级,有效应用于防灾减灾。中程激光扫描仪多用于船闸、大坝、桥梁等的变形监测。从整体来看,三维激光扫描仪基本涵盖测绘的各个领域,具备大面积,高自动化,高速率,高精度测量的特点。但是其自身还存在诸多缺点,如:三维激光扫描仪售价太高,难以满足普通化需求;精度、测距与扫描速率存在矛盾关系;由于各个厂家都自带软件,互不兼容,点云数据处理软件没有统一化;目前检校方法单一,基准值取复杂,精度评定不好,所以仪器自身和精度的校验存在闲难。这一系列问题的出现,告诉我们三维激光扫描技术有待继续发展与普及。
5 总结
随着激光技术、光电传感器件以及计算机技术的日趋成熟,三维激光测量技术得到了不断提高和发展,越来越广泛的应用对该技术的发展也提出了更新的要求。
同时,测绘技术的发展离不开新的科学技术的发展、新技术设备的应用、 新作业手段的变革,而随着高精度的测绘的网络化、智能化、信息化的普及和更新,会有更加方便人们的技术出现。总之,测绘必将得到长足的进步,并将拥有更加灿烂的未来。
参考文献
目前,我县有经县政府发文公布保护的不可移动文物591处,其中国家级文物保护单位1处,省级文保单位6处,市级文保单位7处,县级文保单位6处,已申报国保待批2处,省保待批17处。这些被各级人民政府公布的不可移动文物中,有古墓葬、古建筑、古遗址、石刻及摩崖造像和近现代重要史迹及代表性建筑等,类型齐全,历史延续性强,是我县千余年文明史的纪实写真。近年来,我县馆藏文物的收藏量也显著增加,县文管所藏品总量达到1400余件,其中三级以上文物400余件,藏品种类主要为字画、陶器、瓷器、铜器、铁器,还有部分石器、银器、木器、工艺品等等,为我县即将建成的博物馆提供展陈内容,开展爱国主义和革命传统教育打下了良好基础。
对地下文物的保护,文物管理部门一贯坚持“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的方针。在目前经费紧缺又无博物馆和专用库房的情况下,对已知的古墓葬、古遗址等地下文物,尽力做好原地保护工作,待时机成熟再报批发掘,进行科学研究。对在基建中暴露的各类古遗址、古墓葬,只要一得到信息就及时报告上级主管部门,积极配合进行抢救性调查发掘,从不遗漏。
多年来,我县筹集了数百万元资金,对塔梁子崖墓群、柑桔梁子崖墓群等国家级、省级文保单位进行了排危、抢救性维护工程,全面修缮了文庙、彤华宫,并且通过灾后重建中央资金的支持,对文保单位和重要文物点进行了抢险加固维修。在维护和整修各级文保单位的同时,加强定期检查,及时发现问题,提出保护意见及整改措施,使这些不可移动文物得到较为妥善的保护。对可移动文物的保护,不仅落实专人值班和法人负责制,还安装了红外报警设施,做到24小时有人守护,单位职工双休日、节假日轮流值班,在现有条件下,最大限度地监管好馆藏文物的安全。
二、求真务实,努力搞好我县的文物保护管理工作
1、认真落实《文物保护法》的宣传、贯彻工作
坚持在每年的“国际博物馆日”和“文化遗产日”开展宣传活动,通过宣传挂图和宣传资料,向群众宣传文物保护的有关法律、法规,解答群众的咨询。并利用下乡调查或从事文物保护相关业务活动的机会,向广大干部群众宣传文物保护的政策法规。为了使宣传工作经常化,文管所于今年的文化遗产日在彤华宫建立了文物保护宣传站,宣传站将常年对公众开放,发放宣传资料。
2、努力做好全县各级文物保护单位和文物点的保护管理工作
多年来,县文管所职工坚持每年下乡数十次,不定期的对分布在全县不同乡镇的各级文物保护单位和文物点的保护工作进行检查,特别是对文物保护单位倾注了大量心血,局主要领导和分管领导也多次与文管所职工一起对玄武观、镇江寺、仓山禹王宫、帝主庙、城隍庙等古建筑的保护管理问题进行调查、研究。建立了北塔、天平梁子崖墓群、柑桔梁子崖墓群等省级文物保护单位包括文字、图纸、照片、行政文件、论文等资料在内的规范、完整的记录档案上报省文物局,完善了部分文保单位保护标志碑、保护范围界桩的制作安装工作。
3、积极配合公安部门打击文物犯罪活动
近年来,面对日益严峻的文物安全形势,我们积极配合公安部门,严厉打击文物违法犯罪活动,文物安全工作取得了显著成效。先后配合县公安局刑警大队、派出所、乡派出所、刑警中队、派出所等查处盗掘古墓葬、文物诈骗等文物犯罪活动,对追缴器物进行鉴定,为公安机关定案提供法律依据。今年3月,县公安局刑警大队抓获6名盗掘、倒卖古墓葬出土器物的犯罪嫌疑人,缴获出土器物2件,文管所所长与刑警大队同志将收缴器物送省文物局鉴定委员会进行鉴定,其中的摇钱树被鉴定为二级文物,目前案件还在进一步审理中。6月,同志被市文物主管部门推荐为全国打击文物犯罪专项行动先进个人。
4、保护先行,配合基本建设积极开展文物调查及考古发掘工作
近年来,县文管所配合省文物考古研究院,对成南高速段所涉施工范围内有可能埋藏文物的地段进行了考古调查、勘探,对施工中发现的古墓葬进行清理。配合市文物考古研究所对人民桥至继光大桥引道工程所涉地段进行了考古调查、勘探,对该引道工程所涉范围内的栖妙山崖墓群已出露的4座崖墓进行了清理发掘。此外,对成都新机场候选地镇、军用机场候选地乡、日处理200吨垃圾场建设工程项目所在地镇以及防洪石堤、城墙修建、中金快速通道建设和中石化石油钻探选点等向相关部门提供所涉区域内的文物分布情况,并就文物的保护提出意见和建议,使其在规划方案时尽可能避开文物点,确保文物安全。
5、努力提升文物保护单位的级别
塔梁子崖墓群和北塔被省政府公布为第六批省级文物保护单位;大湾寺石刻、五角寺、黄氏祖茔墓群被市政府公布为第三批市级文物保护单位,同年,塔梁子崖墓群成为第六批全国重点文物保护单位,填补了我县无国家级文物保护单位的历史空白。南塔、大旺寺摩崖造像、禹王宫-帝主庙又成功申报为第七批省级文物保护单位。此外,南塔、北塔已申报全国重点文物保护单位,文庙等17处不可移动文物已申报省级文物保护单位。
三、文物灾后重建项目全面竣工
我县文物灾后重建项目原为六个,包括:国家级和省级文物保护单位塔梁子崖墓群、南塔、北塔、禹王宫-帝主庙灾后维修,以及县文管所、纪念馆的恢复。为了有效地并最大限度的利用好灾后重建资金,根据省发展和改革委员会《汶川地震灾后恢复重建规划实施计划(中期调整本)》的通知精神和县发改局的要求,结合我县的安排及各级文保单位受损的实际情况,在重建资金总额5300万元不变的基础上,对项目进行了适当调整,增加了部分重要的市、县级文保单位的抢救维修项目,调整后的六个项目分为12个小项,其中塔梁子崖墓群300万元,北塔850万元,南塔102万元,禹王宫-帝主庙1108万元,观755万元,寺750万元(后县财政增投245万元),纪念馆560万元,城隍庙490万元,寿宁寺186万元,村塔96万元,文管所78万元,彤华宫25万元。
在灾后重建过程中,我局高度重视,把项目建设作为重点工作来抓。局主要领导、分管领导与文管所现场代表一起,多次到各维修项目现场办公,就工程质量、文物安全、施工进度等相关问题,对施工单位提出具体要求,要求各施工单位严格遵循文物保护的客观规律,“进度服从质量”,充分依靠专家和专业技术队伍的力量,科学安排,精心组织,所有重建项目已在今年5月前全部顺利竣工。年5月,国家文物局在成都召开的“全国文物系统5.12汶川地震灾后抢救保护工作总结大会”,同志被授予先进个人称号。
四、第三次全国文物普查工作成绩显著
我县第三次全国文物普查工作自启动以来,在县委、县政府的高度重视和大力支持下,圆满完成实地调查和数据录入工作,顺利通过省三普办实地阶段验收及国家文物局三普办的数据审核。通过两年的艰辛野外实地调查,成果丰硕,全县共调查发现不可移动文物1000余处,登录591处,年3月,县人民政府以江府发【】21号文件对这591处不可移动文物进行公布。目前,《县不可移动文物名录》已编印完成,《县第三次全国文物普查工作报告》在进一步完善并上报县三普领导小组审定后印制。在历时五年的普查工作中,我县的普查登录数据和不可移动文物名录质量均受到省、市三普专家的一致好评,文管所王启同同志被省、市三普办授予三普田野调查阶段先进个人称号,吴梅同志被省人社厅、省文化厅、省文物局授予省三普先进个人称号。
五、文物保护工作存在的突出问题
近年来,虽然我县的文物保护工作在各级领导的关心重视下,在文物保护工作者的艰苦努力下,取得了长足进步,但我们不能不看到在工作中存在的问题,制约了文物保护事业的发展。
一是人员不足。目前县文管所有编制6个,实有职工6人,其中58岁以上的有2人,其余最年轻的也已42岁。6名职工除负责全县的文物保护管理工作外,还要负责文庙、玄武观、彤华宫等文保单位的日常维护工作,在灾后重建各文物项目修复并对外开放后,工作量大增,人员就更显得非常紧张。同时,队伍结构不尽合理,至今还没有一个考古专业的大学生,没有从事文物修补的专业人员。因此,增加编制,引进陈列设计、考古发掘、古建筑保护维修、文物鉴定与修复等专业技术人才,已成为文物保护管理工作的当务之急。
二是经费短缺。按照《文物保护法》的有关规定,各地用于文物保护的财政拨款应随着财政收入增长而增加。我县财政从每年在财政预算中列入了1万元文物保护经费。但由于我县文物保护单位、文物点众多,每年对其进行日常性检查的燃油费都要上万元,而县财政除了这1万元文物保护经费外,只能保证人员工资和社会保障经费,文管所自身又无造血功能,目前连水电费和门卫工资都无处开支,更不要说对古建筑进行修缮和对文物进行征集、修复了。此外,文博单位长期接触有毒有害物质的人员的特殊津贴政策在我县一直未能落实。
中途分类号: G642文献标识码:A文章编号:
1.前言
一提到建筑数字技术教育,首先想到的可能是一系列的软件,除了传统的AutoCAD,3Dmax,Sketchup等,还有基于建筑信息模型BIM技术的Revit 等,另外擅长曲面造型的Rhino,诚然,这些软件的教学能让学生掌握更多表达建筑的方法或提供更好的建筑设计的思考途径,但是由于在教学过程中大多侧重软件使用方面的讲授,忽视了与设计课的结合,同时其他专业基础课与设计课在数字技术的衔接方面也不成体系,因此很难达到预期的效果。在2007年全国高等学校建筑院系建筑数字技术教学研讨会上提出的改革思路的一个重要方面就是将建筑数字技术课程与建筑设计教学结合起来,原本专业基础课程的学习就应该服务于设计课,更好的将个专业基础课与设计课达到无缝衔接的程度才是建筑学专业教学的目的。数字技术的应用是渗透到整个建筑行业中的,因此建筑学专业教学体系应抓住数字技术革新的契机,对各个课程的教学内容和教学方法做出相应的改革,建立更紧密围绕设计课为主的教学体系,让学生更加适应数字时代的到来!
2.建筑数字技术教学改革的现状
随着计算机、网络、数字技术的发展,给建筑教学带来了翻天覆地的变化。首先,网络让教学交流更容易。比如,班级一般都建有QQ群,任课老师经常被邀请加入群里,讨论作业、设计等,在更轻松、平等的网络氛围下的师生交流更愉快,教学效果更好。此外,学生还把作业放到ABBS等建筑论坛上请求点评,在论坛上经常会碰到名师还有设计经验丰富的建筑师,学生反映收获很大。除了增进与老师的交流以外,学生与其他院校的同学交流也增多了,通过网络他们了解了其他院校的同学都在学什么,怎么学,而且同龄人之间交流学习心得的效果比老师在课堂上反复强调要好。其次,实现了多媒体教学普及和精品课程资源共享。一般理论课教学都利用了多媒体教室,老师通过图片、三维动画、视频资料辅助教学,学生更容易接收。更重要的是多媒体教学也让精品课程库的建立成为可能,让不少一般院校的学生也能通过精品课程库享受到优质教学资源,对提高老师的教学质量也有很大的帮助。最后,三维软件的学习,增强了学生的空间思维和创新能力。绝大多数院校在大一下学期安排Sketchup软件的教学,然后在接下来的设计课中马上利用Sketchup建模并推敲方案,学生普遍都表现出比用手工模型推敲方案更高的热情,他们对方案中内部空间的布置和外部环境的营造以及对建筑的材质、颜色的推敲显得更细致入微。此外,几乎所有重点高校,如清华大学、重庆大学、同济大学等,以及部分普通高校,如湖北工业大学、河南工业大学,他们进行了数字技术教育改革的脚步较早,除了Sketchup,他们更安排了Revit、Rhino等三维软件的教学或专题讲座,让不少学生使用Grasshopper体验了参数化设计这种全新的设计思维,大大开阔了空间设计的思路创新。
3.建筑数字技术教学改革中存在的问题
建筑数字教学改革中存在的最重要的问题就是与设计课结合的不紧密。主要表现在以下两个方面,第一,虽然在建筑数字教学中增加了大量的课时,但是大多普通院校主要用于讲授新的软件的使用方法,对数字建筑本身的意义和重要性对学生交待的不清楚,最后学生把兴趣放在软件的学习上,激动于软件带来的感官刺激,比如用rhino创建的自由形体让学生激动不已,导致过分强调外部造型而忽视了设计最本质的东西比如空间的组合。目前除了一少部分院校开始讲授基于BIM技术的Revit 以外,大部分院校三维软件教学以讲授Sketchup和3DMax为主,其它软件推荐学生自学,因此有的学生在草图构思阶段也会受到软件的限制,比如草图大师不擅长曲面,学生在构思阶段有意避开曲线构图,或有想法也坚持不到最后。其实数字技术对设计的影响之大远远超出我们现在可以想象到的。比如在2011年CAADRIA(亚洲计算机辅助建筑设计协会)年会上SASADA奖最佳论文奖的冠军奖励给一个使用弯曲传感器和记忆合金实现现实中的织物曲面形态和计算机中的曲面模型之间互动的研究,它使得建筑师对曲面形态的创作可以脱离计算机图形界面而在物理世界中进行。
第二,专业理论课的教育对数字技术的反应太慢。正如建筑业对科技的反应比其它专业如机械、航天、导弹等等专业都慢很多一样,专业理论课对设计课的支持也总是慢一拍。三维建模出现后,特别是基于建筑信息模型的软件出现后,还有不少学生甚至老师还认为那只是类似或比3DMax高级的三维软件,并没有意识到BIM模型可以应用于整个建筑周期,从方案设计到施工图设计,并整合结构、机电等,再到施工、物业管理等阶段都有用武之地。比如Revit和ArchiCAD等三维软件建立的模型或组件可以用于建筑构造课程,从整体到局部到节点构造均有比较精细的组件模型,而且利用这些软件进行理论课的教学让学生倍感亲切,和设计联系的也愈加紧密。又如Ecotect软件本来可以提供很好的对建筑物理环境声、光、热全面分析,但大多数学生面对大量的数据设定望而生畏,然而,如果在建筑物理理论课的教学中在声、光、热三方面分别以小例子来讲解相应的使用方法和分析途径,学生也会对建筑物理这门本来比较难又略显枯燥的课程更感兴趣。因此在理论课上及时利用或补充数字技术方面的相关知识并与设计结合讲解可能是数字技术带给建筑教育课程体系的一个契机。
。4.建筑数字技术教学改革的探讨
建筑学教育本来就是一个完整的体系,被人为的分成若干课程,最终通过设计课程来实现知识的整合。数字技术的发展特别是BIM技术,为学科的整合方式带来的新的契机,通过BIM技术构建一些历史的、现代的、著名建筑模型,并建立一个基础数据库,这个库可以提供给各个课程分别引用,并根据知识侧重点不同增添新的信息,然后成为这门课程的模型数据库。因此借助数字技术的手段推动建筑学教育体系中知识的整合度,让学生将各课程所学融会贯通于设计课程应该成为数字计算教学改革的重点。具体来讲数字技术与各门课程之间的整合构想如下。
4.1数字技术与计算机辅助设计课的整合
大多院校虽然开设计算机辅助设计课已经有十多年历史了,但通常把计算机作为绘图工具取代手工绘图,充其量达到“无纸化设计”的程度。近几年来受大量外来数字建筑作品的冲击,国内建筑师开始从创作思维层面上利用数字技术,重点建筑院校也开始探讨数字技术教学改革的新模式。而要从创作思维层次上利用数字技术必须有有计算机图形学的基本知识,但对于建筑学专业学生来说,基本的图形学算法已经令人望而生畏,更不用说参数化设计这类需要总结设计的生成规则并转化成算法的,更是让人举步维艰。但清华大学已迈出了第一步,开设了计算机图形学课程,在参数化设计课题上做出不少有益的探索。因此普通院校在开设计算机图形学课有难度的情况下,在计算机辅助设计课中增加相关的计算机图形学知识是可行的。
4.2数字技术与建筑历史课的整合
建筑历史课教学宜从古建筑制式的介绍和现代建筑的数字设计方法两个层次来结合数字技术。第一,利用数字技术建立古建筑模型库,特别是基于BIM技术的三维模型。比如我国古代木结构建筑都有严格的等级划分,而划分的规律多以柱径尺寸或斗拱中斗口的尺寸来控制,通过参数化设计,整个古建筑木结构模型一目了然,而且模型中各个部件均可以添加名称和细部尺寸信息,学生只需更改参数即可查询各种等级不同制式的古建筑,而且构件名称、尺寸以及安装方法等信息均可查询。虽然很多学校在这方面都做了不少有益的探索,但是,如果能够在常用软件中有准确的三维模型,那将对历史教学和设计课程的有机结合有很大帮助。另一方面,将数字技术的发展现状作为教学内容。如果在介绍现代建筑时,结合其使用的数字技术进行分析,将在提高建筑历史课的学习热情同时开拓学生创新思维能力。
4.3数字技术与建筑构造课的整合
建筑构造课教学宜从构造节点信息和建造方法两方面结合数字技术。一方面,利用通过BIM技术建立的模型库添加细部信息,比如楼板、复合墙体、防水层的构造信息。这样学生可以方便查询,毕竟学校不可能在构造实验室把所有的构造节点收集齐全。但是模型库可以通用,构造节点只需在原有数据库的基础上添加详细的节点信息。另一方面,可尝试整合相关的CAM知识作为教学内容。因为学生在感叹独特的空间曲面造型的同时往往会有疑问这样的造型怎么做。CAM是计算机辅助建造的缩写,在汽车和航空领域的应用广阔,目前建筑业也有应用的实例。如ONL设计的IWEB项目,一个类似太空飞船的造型,从设计到构件生产建造到施工组装完全用三维数字技术,建立了从三维设计到钢材制造的直接联系。如果学生对空间曲面造型的构造更清晰会增加他们利用数字技术设计的信心。
4.4数字技术与建筑物理课的整合
建筑物理课教学应该补充讲授如何利用数字技术进行各种物理环境的分析。学生提到物理课往往比较头疼的,因为目前的教育侧重概念介绍和计算,真正能运用于设计中的一般就是一些定性的知识。但如果利用数字技术对物理环境做足分析,可以为方案提供强有力的数据支持。对于如草图大师上的日照分析,学生都非常乐意运用,但对于如Ecotect等专业分析软件,大多数院校的学生都苦于自学难度很大,面对大量物理数据的设定无从下手,而且对分析结果如何指导设计改进也充满困惑。在这方面,重庆大学已经做了不少探索,而且在新编的建筑物理教材中增加了Ecotect应用部分,为教学提供很大的方便。因此,结合设计案例讲解软件的使用方法,以及通过分析结果改进设计方案的手段是有必要的。
4.5数字技术与建筑设计课的整合
建筑设计课教学既要鼓励学生在设计中运用所学的新软件,还要提醒他们不要被软件左右设计思想。近几年“非线性设计”、“建筑设计生成法”、“参数化设计”新的概念层出不穷,学生一边向往这些新概念带来的视觉冲击,一边又害怕困难,没有把握去尝试,往往放弃或半途而废。设计课上老师应该鼓励学生在大学设计课程中至少做一个非线性设计的方案,课堂上对于想法很好,但建模有困难的同学可以做一部分示范,帮助他建立一部分模型,正如建筑表现课上给学生做示范一样。这方面,东南大学、清华大学、同济大学都开始了教育改革实践取得了相当喜人的成绩。但对于有些软件基础好的学生,他们虽然能很快结合设计,但容易沉迷于软件带来的新奇造型,欲罢不能,反而忘记了设计的本质,对他们则应正确引导,提醒数字技术是工具,要为设计服务而不是成为它的奴隶。
5.结语
总之,无论对于走在改革前列的重点院校,还是正准备迈出改革步伐的普通院校,要实现各课程之间的整合工作量相当大,教师培训、教材编写都需要付出大量心血,但是,借助数字技术的改革推动建筑学教育体系的整合是必然趋势,随着数字技术的发展,建筑教育体系必将同步发展、与时俱进。
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改革开放初期,苏南以乡镇企业的发展创立了苏南模式,30多年过去了,苏南模式取得了巨大的成功,经济发展走在全国的前列。在新的历史时期,我国经济增长方式开始转型,作为中国经济最发达的苏南地区,其发展的方向和模式发生了哪些变化?有何经验和做法值得借鉴?为此,我们重点考察调研了无锡市锡山区锡北镇寨门村晨东农庄和苏州吴江市同里静思园,并对其进行了深入研究。
从无锡苏州经济发达的现实出发,结合两个个案所在乡镇非农产业高度集聚的特征,我们提出了后集聚时期生态农业与旅游发展模式这一重要观点,以期对其他地区的发展能有所启发。
1、两个案例分析
1.1晨东农庄
晨东农庄位于无锡市锡山区锡北镇寨门村,占地1000余亩,以园林、茶叶、花卉、苗木综合开发利用为主题旅游论文,集园林观赏、生态养殖、休闲观光为一体的绿色产业园。农庄始建于2003年左右,目前累计投资1300余万元。农庄建有茶园、孔雀养殖园、灵芝养殖园、鱼塘、苗圃、饭店、灵芝研究基地等。目前农庄主要收入来源于茶叶销售、饭店经营。去年农庄开始灵芝养殖和深加工,将成为农庄的主要特点和未来的主要收入来源,灵芝养殖剩余物(培养基)可以进行循环利用,处理污水厂污泥。农庄吸收劳动人50余人,另外需要一些季节工。
农庄所在锡北镇,是以生产摩托车、电动车及其配件的产业集聚区而著名。农庄主人拥有一乡镇企业进行摩托车、电动车配件生产,农庄投资资金来源于该企业的盈利。
沿途每隔一段距离就能看见一个“生态农庄”、“绿色蔬果基地”、“农家乐”等等。可以看见当地推行的一村一园、一乡一景初见成效。
1.2静思园
静思园位于苏州吴江市同里镇往西3公里处。1993年开始建园,历十年始成,园中建筑沿袭苏州古典园林文脉。奇石馆陈列着大量灵璧石等奇石。园中建材多收集全国各地在建设、改造中拆除的古建筑材料等,进行异地恢复、保护论文格式。对中国古代造园艺术的传承和古建筑保护有一定的意义,目前经济、社会效益良好。园主人拥有乡镇企业,从事玻璃钢生产。造园资金基本来自于该企业的盈利。
2、后集聚时期的农业发展
苏锡常的经济发展跟随经济体制改革而大致经历了三个阶段:改革前期集体经济、乡镇企业的异军突起阶段;90年代末集体经济衰弱和外资经济腾飞阶段;以及2002年后民营经济崛起阶段。而目前形成民营、外资和国有三分天下的经济格局,因为在全国具有独树性,而被专家广泛称为“新苏南模式”(相对于以集体经济为代表的苏南模式)。
以晨东农庄和静思园为代表,体现了苏南在新的经济发展过程中的一种新的发展模式,我们称之为“后集聚式农业”——它是在工业产业集聚发展到盛期后,许多企业主曾经从事于农业,又开始产业转移,一部分资金又转回到农业,集群化工业反哺农业,促进农村、农业新发展。而苏南后集聚式农业就是以生态农业与生态旅游相结合的现代农业。
无锡以晨东农庄为代表的乡村休闲农业方兴未艾,无锡目前上规模的正常经营的已经近百家,市政府更是借机提出一村一园的思路和战略,虽然每个农庄、农场的特点不同、经营项目不同,发展的策略和思路以及收入来源也不尽相同,但投资者均是利用经营工业企业的盈利,投资于农村、农业,投资的农村、农业不再是简单的种植业,一般是休闲农业、观光农业,是更高层次的农业旅游论文,在农业中融入新的要素,体现了农业新的价值和收入来源。也改变了农村的面貌。休闲观光农业的发展,不仅增加了休闲旅游景点,增加了农业经济收入,改变了农村产业结构,也促进了农村劳动力转移。生态旅游产品的开发是现代农业的一个亮点,也是苏南后集聚式农业的特色,是顺应时代和社会发展的产物。
但是,在新苏南模式的发展中,我们要抓住后集聚农业的特征、深刻理解和充分地发展后集聚式农业,才能促进苏南农业的可持续发展。所谓工业反哺农业,怎样反哺?怎样促进现代农业的发展?我们抓住当今苏南农村的关键问题,从以下三个方面入手:
2.1反哺农业,发展现代农业。
后集聚式农业可以优化农村产业结构,转变农业经济增长方式,可以按照现代农业的要求,将现有农业资源进行整合、优化、拓展和提升,实行区域化布局、设施化种养、规模化经营、标准化生产、特色化动作、功能化配置、企业化管理、市场化营销。既优化了农业资源要素,提高了农业土地集约利用水平,又拓展农业发展功能,提升了农业产业发展层次,增强市场竞争能力,推动现代农业的发展。发挥苏南的地理气候优势,打造苏南天然粮仓。
2.2发展生态农业产业
后集聚式农业可以促进农村劳动力向二三产业转移。后集聚式农业缩小了城乡差距,在经济(产业)结构的地理布局上,形成了辖区、县市、城镇、乡村多点网状的产业集群。将苏锡常在地域上连绵一片,市区趋于相连,与乡村界限模糊,城乡二元化经济结构被打破,城乡经济差距不断缩小,而苏锡常早年的城镇化趋势已经向城市化迈进旅游论文,乡镇变城,大有燎原之势。
发展生态农业产业,应以拓展农产品的加工链和新概念产品为导向,满足市场需求和开发新需求,创造农业的高附加值。比如:生态米、茶油、有机蔬果、食用菌、原生态家禽、天然矿泉水等。把农产品开发和经营服务项目结合起来延长产业链。农民利用农村的生活资料、生产资料,开展餐饮、采摘、休闲、避暑等经营服务,以踏踏水车、打打糍把、推推石磨、去田野、山林转转、去景点名胜逛逛等原汁原味的农家生活、自然生态作为卖点提供旅游服务。
后集聚式农业是农民创业和吸纳农村劳动力内部就业的良好载体,并可以带动农产品生产加工,是创业富民、创新强农有效途径。它除了直接促进农业产业发展外,还带动农产品加工业、商贸流通业、交通运输业、餐饮宾馆服务业等相关产业的发展,成为农业经济发展新的增长点。
2.3开发新的农业生态旅游项目
发展农业生态旅游一方面为城市居民提供走进农村、亲近自然、体味田园之乐的机会,加深对农业、农村、农民的接触,了解农艺知识,体现农家生活,享受田园风光;另一方面也给农村带来人流、物流、资金流、信息流;再一方面大量城市居民前来观光旅游,将先进理念、城市文明、市场意识、生活方式融入农村,促进农民思想观念更新、生态意识、环保意识、市场意识增强,文明程度提高,缩小城乡差距,形成城乡互动发展的局面。
苏南一带地处中国经济文化最发达的地区,能够最早触及最新市场。因此在旅游产品开发上不能老一套,而要引进新观念、走在创新前沿。开发新产品,创造新需求。比如苏锡常有发达的公路交通,高速公路两旁有丰富的景观,可以开发汽车宿营地满足当今汽车时代的新需求。
3、问题和建议
通过实地调查,我们发现,有60%以上的企业主没有真正了解生态农业和旅游意义。他们不是把环境、时间与经济优化结合,不了解生态农业与旅游具有长效性,不是短平快项目,而是以办中国农村企业的观念,以效益最大化为宗旨。不免存在一定问题旅游论文,主要有:
(1)科学规划重视不够。在规划中没有或很少考虑以现代农业为主导的整体和结构的规划,把主导农业、农业二、三产业的结构比例科学合理的设计论文格式。现在有像上世纪发展乡镇企业时的一哄而上发展农业生态旅游的趋势,再次把大量的耕地变为其他用地。
(2)配套政策没跟上。对如何保障主导农业、适度发展二、三产业的法律法规和规章制度不完整。目前休闲观光农业的发展基本上以自行开发为主,缺少整体规划和科学论证,随意性较大,存在着一定的无序性和盲目性。有些人打着生态农业开发的旗号,享受着政府的优惠政策,高于50%的企业主,以买地囤地为目的,没有真正的去搞生态农业,实际在生态农业投资的企业少于30%。
(3)管理亟需规范。在管理上要宏观和微观两头抓。市场行为、设施建筑、卫生安全、税收上仍需进一步规范。管理要与国际接轨,遏制欺诈、不诚信等不良竞争行为。
(4)扶持力度不够。体现在资金、舆论宣传、政策等方面。
针对上述问题,笔者提出以下几点发展建议:
(1)统一规划、规范发展。确定新型农业的经营范围和重点项目,编制新型农业的发展规划,加快制订并推广相关标准,规范经营行为;加强整体规划和论证,加强指导。
(2)创新农业旅游经营机制。积极引进战略投资者,继续鼓励和引导工商资本投资农业旅游产业。
(3)加大对新型农业发展的扶持力度。依托政府、社会等各类有效平台和资源,不断为新型农业发展提供各种政策、资金以及各种服务支持。
(4)按照现代农业和休闲农业特性规范用地以及落实具体生态环境指标或规定。
参考文献:
[1]唐为首,“苏南模式”的演进及其对创新发展模式的启示,《经济丛刊》,2007年04期
[2]曹恒德,王勇等,苏南地区农村居住发展及其模式探讨,《规划师》2007-2
[3]杜传忠,郑丽,任雪,我国农村工业化三种典型模式的分析与启示,《德州学院报》,2009-2
[4]董正秀;周晓平,苏南乡村旅游开发模式研究及有效途径,中国农学通报,2011年04期