在山西五臺山南臺西麓的樹林中，千年古剎佛光寺靜靜矗立。作為國務(wù)院公布的第一批全國重點文物保護單位，佛光寺已列入世界遺產(chǎn)目錄。其中，建于公元857年的佛光寺東大殿是我國現(xiàn)存最為完整、體量最大的唐代木結(jié)構(gòu)建筑，也是研究唐代木結(jié)構(gòu)建筑最為重要的“標(biāo)準器”。
據(jù)清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院文化遺產(chǎn)保護研究所等編寫出版的《佛光寺東大殿勘察研究報告》描述，佛光寺東大殿背靠陡崖，50年代曾由于崖體倒塌使大殿后墻局部遭到破壞，同時存在局部基礎(chǔ)不均勻下沉和木構(gòu)建糟朽、斷裂等問題。
“清華大學(xué)文化遺產(chǎn)保護研究所承擔(dān)了佛光寺東大殿精確測繪等工作。我們希望對東大殿用三維激光掃描的精確測量方法，來確定建筑結(jié)構(gòu)變形，通過對變形的量化分析，得到東大殿結(jié)構(gòu)是否安全的結(jié)論�！鼻迦A大學(xué)建筑學(xué)院副院長呂舟教授說。
20世紀30年代，梁思成、林徽因根據(jù)敦煌第61窟中的“大五臺山圖”發(fā)現(xiàn)了佛光寺東大殿，作為至今國內(nèi)已知的唯一唐朝木建筑，這座珍貴的建筑對我國建筑史研究具有極重要的意義。
自梁思成開展佛光寺調(diào)研的1937年至今70多年里，建筑歷史界多次踏勘、測量東大殿。但測量手段基本以皮尺、鋼尺的手工測量為主，數(shù)據(jù)取舍到0.5厘米。
呂舟說，前人所做的測繪已取得巨大成果，但由于以往測量工具和測繪手段的限制，難以達到更高精度，誤差量也難以控制，測量結(jié)果不一。在本次勘察中，使用了三維激光掃描配合全站型電子速測儀定位，全站儀可給出控制點的空間相對坐標(biāo)，為掃描結(jié)果的三維空間形象提供坐標(biāo);再加上局部的手工測量，從而得到一套精確、客觀的東大殿數(shù)據(jù)。如今，在古代建筑測繪領(lǐng)域，三維激光掃描已是一項常用的技術(shù)。
據(jù)介紹，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，三維激光掃描的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)全面性和準確性，可以在電腦中像做透視一樣進行切片測量，從而測量無法直接測量的位置，完成實測不可能完成的工作，并盡可能測量到所有數(shù)據(jù)，再通過數(shù)理統(tǒng)計推斷出最符合的原始設(shè)計尺寸;全站儀所獲得數(shù)據(jù)精確，角度誤差為秒級，測距誤差為毫米級;觀測速度快，采集單個點僅需幾秒鐘;工作距離最遠可達數(shù)百米等。
呂舟說，“通過三維激光掃描獲得東大殿精確測繪數(shù)據(jù)后，東大殿一些法式制度上的規(guī)律開始清楚地呈現(xiàn)在我們面前，使重建或復(fù)原東大殿，消除結(jié)構(gòu)變形影響的標(biāo)準形態(tài)成為可能。”通過對三維激光掃描點云切片與復(fù)原的東大殿標(biāo)準結(jié)構(gòu)剖面相比較，就可得到東大殿準確的結(jié)構(gòu)變形情況，對東大殿結(jié)構(gòu)安全做出判斷。這也是我國第一次把三維激光掃描應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)文物建筑的結(jié)構(gòu)安全評估。
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