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2019年4月30日

梁守肫 天圓地方

激光掃描 測量新頁

使用三維激光掃描技術, 在文物保育的應用已實行了好幾年,根據古蹟辦的香港博物館誌報道,至今已掃描了20多項法定古蹟,包括碉堡、石刻、 祠堂、鐘樓、圍牆等;至於為人熟悉或舉目可見的建築物,計有尖沙咀前九廣鐵路鐘樓、元朗新田大夫第、上水廖萬石堂、尖沙咀香港天文台、鶴咀燈塔等。

總之,自從有了三維激光掃描儀,測量效率已大為提高,較以往選擇性量度目標物的角點,測量點的數量增加何止千百倍,工作速度亦相應加快。根據一些產品說明書所示,這些掃描儀可掃描達600米的距離,精度於短距離為3毫米,激光發射頻率為每秒30萬次,科技的演進可說一日千里。

這樣說來,精良的儀器看似足以代表一切,測量人士漸淪為儀器的輔助,然耶否耶?幸好還未成為事實,這些儀器的運用、工序的安排,以至數據成果的組合和分析,仍要靠專才從事,測量師的作用還未消失,這可以分階段來說明。

首先是現場的視察與安排。當要測量一項古物或一個災場,該地往往塵封土掩,清理廢物、掃除障礙是首要之務,若非要讓測量的目標物顯露,空有儀器也屬徒然。且以新界元朗凹頭的潘屋為例,該屋為傳統客家式大宅,共有廳房20多間,佔地約660方米,有近90年歷史,為一級歷史建築。當要測量之時,該範圍早因荒廢而草木叢生,光線不足又無電力供應,凡此總總,都需要大量清理和籌備工作。又例如當年牛頭角道淘大工業邨迷你倉大火災場,更是典型的困難例子,這災難是本港歷年來發生在工業大廈焚燒時間最長的大火,屬於4級火警,導致兩名消防員殉職。事後組成的專案小組,包括了各部門專家,其中地政總署的土地測量師負責測量和製圖的任務,這項工作特別之處在於該工廠大廈的房間細小且數量多,共約四五百間迷你倉,星羅棋布,加上僅闊一兩米的走廊穿插其間,平時已是錯綜複雜,大火後更是雜物充塞,障礙倍增;加上電力中斷,漆黑一片,環境的惡劣可以想見。所以在進行儀器掃描前,要有大量事前安排,人事決策絕對是關鍵因素。

其次是技術運用,要以掃描儀測量一地,並非隨意擺放儀器便可竟功。一座建築物或一個災場,當然包括許多轉彎抹角之處,要覆蓋這些死位,必須找尋適當的據點安放儀器,這便要靠測量師的臨場經驗,借助高台險架、鄰宅危樓等來觀測;這還不是艱難之處,原來最考功夫的技術要求,乃是各不同觀測據點必須以緊密的角度和距離連繫,使不同位置的掃描結果可用數理方法組合成一個整體的三維建築物或災場,這樣的工序,專業術語是「測量控制」技術,若欠缺了這工序,則所有掃描數據等同零章散件,未能提供完整成果給用戶。所以,有了儀器還要懂得運用,才能發揮效果。

最後一個測量步驟,是現場掃描以後的數據處理。編排上文所述的控制點以連接各測量站所得數據,固是這階段的主要工作,此外,還須刪除這些原數據中的混雜訊息(簡稱雜訊),原因是掃描之時,可能出現控制不到的雜物如垃圾及移動的人物或車輛等,及至組合了所有掃描數據而產生三維的成果時,這產品是未有顏色的,還須借助攝影及其他資料配上顏色,進一步的製作可包括建築物平面圖和高程圖,亦可以製成電腦模擬飛行動畫,甚至實體的三維打印模型等。這一切成果,都少不了人的因素,而三維激光掃描技術,可說是測量學科的新一頁。

梁守肫  香港測量師學會前會長

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