数字人文视域下浙东运河绍兴段古桥保护研究

吴立斌 周立强

摘要：2014年6月22日，中国大运河在第38届世界遗产大会上被联合国教科文组织（UNESCO）列入世界遗产名录。浙东运河是大运河的重要组成部分，浙东运河又名杭甬运河，是中国浙江省境内的一条运河，西起杭州市滨江区西兴街道，跨曹娥江，经过绍兴市，东至宁波市甬江入海口，全长239公里。浙东运河（绍兴段）上保存的古桥数量众多、类型丰富、年代跨度长。据不完全统计现存在适用，具有价值的古桥约12座。这些古桥设计巧妙技艺高超，至今仍能发挥着交通功能，但不可否认的是，这些古桥都已经将进入了他们的“老年时期”不可避免地存在着石材风化，结构变形等一些列问题，大都需要进行修复和保护。本文主要针对数字化测量技术在古桥保护中的应用进行了探讨。

一、引言

浙东运河上的古桥作为大运河上典型的水利遗产，是一处重要的文化载体。通过先进的三维激光扫描技术、计算机BIM三维建模技术，利用交叉学科的强大优势，对古桥的进行深入的研究，挖掘运河历史、运河文化、设计技术、建筑技术、装饰装饰技艺等，为我们研究浙东运河上的古桥提供更多的数字资料，加深对运河古桥价值的认知，有助于建筑遗产的修复保护，为以后大运河相关古桥保护研究工作提供有参考的价值。

二、基本思路与方法

浙东运河绍兴段古桥的保护研究选取有代表性的三座桥（融光桥、太平桥、泾口大桥）进行调研与采集数据，对古桥的数字构建制定详细的计划。外业通过RTK测控制点坐标、三维扫描仪在测出的古桥点云数据以及倾斜摄影仪对桥面及周边的测绘。内业利用SCENE软件对高密度点云模型的站点拼接与噪点处理，CONTEXT CAPTURE（以下称为CC）软件在控制点坐标一致的基础上，对点云模型与无人机测绘的照片得到高度拟合，利用BIM、3DMAX 等常用的等修复软件对CC出来的模型数据进行后期的修正与优化。古桥建模技术思路如图1所示。

若在对古桥材质进行采样时，由于光线与角度问题，往往采集的材质在进行数字建模的过程中并不适用，所以需要进一步编辑，在这里我们采用了贴图类型。在选择软件中模板进入texture选项卡，从节点结构可以看出贴图的组成部分，分别是由基本的纹理节点和一个默认的基本节点配合完成最终的贴图。

三、太平桥扫描建模—以太平桥为例

太平桥位于浙江省绍兴县阮社，该桥由一座半圆拱桥与九孔高低石梁桥组成，宛若一条长龙仰首横跨浙东运河。桥长50米，主孔净跨10米，石梁桥孔径3—4米。该桥现为全国重点文保单位-绍兴古桥群之一，省级重点文物保护单位，如图2所示。

（一）太平桥结构信息采集

在采集古桥信息的过程，需要分为两方面进行信息采集：一者是对古桥的实体空间信息进行采集，实体空间信息具体是指其的方位、形状、大小及各构件尺寸等;二者是对古桥身上所承载的历史文化信息（或称属性信息）进行采集，历史文化信息具体是指其的设计方法、建设材料、建设工艺、地域特征、建设年代的时代特征、人文社科价值等。其中，在对古桥的实体空间信息进行采集之时，一般是利用三维激光扫描仪精确快速地扫描出建筑的三维坐标点云数据，并利用数据点云拼接进行初步建模。

（二）太平桥BIM建模

古桥模型构建是BIM技术在古建筑保护中应用的最关键环节。首先利用GIS技术建立出基本的古桥三维模型后，然后利用其它相关软件建立出古桥的“群”模型，最后再应用BIM技术建立出古桥的精确三维模型。在应用BIM技术建模之时，需要将之前所采集到的桥信息，包括其的方位、形状、大小及各构件尺寸等，均准确输入到BIM软件当中，以保证三维建模的精确性。

如前文所述，古建筑模型中包含着非常复杂的属性信息，涉及到了古桥的设计方法、建设材料、建设工艺、地域特征、建设年代的时代特征、人文社科价值等。在信息录入的过程中，涉及到古桥纹理、图案、以及周围环境的创建，如图3所示。

四、结语

此次研究对于正确建立数字古桥提供了框架要求，减少了在采集测绘、建模过程中的失误与复工。另外，本文最后拓展了对于数字模型建设的应用领域，看到了未来浙东运河古桥保护的新手段。采用数字化建模技术对历史性古桥进行重造和还原，是一项很有重大应用价值的科研课题。尽管目前针对这一课题很有很大的提升空间，但作为历史性古桥进行数字化复原已成为一种必不可少的辅助材料，并且还将具有很广阔的空间和更高的应用价值。

参考文献：

[1] 项贻强，李秋萍，周维等.绍兴八字桥的现状及保護维修方法探讨[J].浙江建筑，2010（3）：1-3.

[2] 袁晨炜.浅谈数字技术与建筑发展[J].住宅产业，2009（1）：25-27.

[3] 李新建，朱光亚. 中国建筑遗产保护对策[J].新建筑，2003（4）：38-40.

[4] 孔宇航，王时原.数字建筑教育：数字技术引发的思考[J].城市建筑，2010（6）：30-31.

绍兴市哲学社会科学研究“十四五”规划2021年度指南课题

项目名称：数字人文视域下浙东运河绍兴段古桥的保护和利用研究

项目编号（145026）