[发明专利]一种基于几何透视法的古建筑测绘装置及其测绘方法

权利要求书

1.一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，其包括支撑杆和固定于所述支撑杆顶端的边框；所述边框内固定有透明板，所述边框的各边开设有相对于所述透明板平行设置的通槽；

所述边框的对应所述通槽内穿设有定位滑杆，所述边框相对的两条边的通槽之间穿设有所述定位滑杆，所述定位滑杆包括一根竖直设置的定位滑杆A和四根水平设置的定位滑杆B；

所述定位滑杆上滑动设有激光发射部件，所述定位滑杆A的底端和其中一根所述定位滑杆B的两端滑动设有激光发射部件，所述激光发射部件包括滑动座和第一激光笔，定位滑杆上滑动套设有所述滑动座，所述滑动座上连接有转动设置的第一激光笔，所述第一激光笔在相对于所述透明板相互平行的平面内转动，所述定位滑杆A上的激光发射部件设有三根第一激光笔，所述定位滑杆B上的激光发射部件设有两根第一激光笔；

所述支撑杆的底端连接有激光测量组件，所述激光测量组件包括底座、量角器和第二激光笔；所述支撑杆的底端固定有所述底座，所述底座朝向待测建筑物的一侧上连接有转动设置的所述第二激光笔，所述第二激光笔在相对于所述透明板相互垂直的平面内转动；所述底座上固定有相对于所述透明板垂直设置的所述量角器，所述第二激光笔与所述量角器活动接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，所述边框为矩形框，所述边框上设有刻度。

3.根据权利要求1所述的一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，所述定位滑杆包括竖直设置的定位滑杆A和水平设置的定位滑杆B。

4.根据权利要求1所述的一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，所述激光发射部件包括滑动座和第一激光笔；所述定位滑杆上滑动套设有所述滑动座，所述滑动座上连接有转动设置的所述第一激光笔，所述第一激光笔在相对于所述透明板相互平行的平面内转动。

5.根据权利要求1所述的一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，所述激光测量组件包括底座、量角器和第二激光笔；所述支撑杆的底端固定有所述底座，所述底座上连接有转动设置的所述第二激光笔，所述第二激光笔在相对于所述透明板相互垂直的平面内转动；所述底座上固定有相对于所述透明板垂直设置的量角器，所述第二激光笔与所述量角器活动接触。

6.根据权利要求1所述的一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，所述透明板的板面上粘贴有硫酸纸。

7.根据权利要求1所述的一种基于几何透视法的古建筑测绘装置，其特征在于，所述定位滑杆通过夹紧件卡紧在所述边框上。

8.一种利用如权利要求1至7任一所述的基于几何透视法的古建筑测绘装置的测绘方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)选定实际真高线

根据实际测绘角度，选定待测建筑物的一条竖直棱边作为实际真高线，高度用H表示；

(2)定位该基于几何透视法的古建筑测绘装置

将该基于几何透视法的古建筑测绘装置正对待测建筑物，且放置于距离步骤(1)中实际真高线一定距离的位置，用实际视距S表示，保证建筑物的全貌均能够投射在边框内的透明板上，形成图示建筑物；同时，使激光测量组件的第二激光笔朝向待测建筑物，且第二激光笔所发射的激光线与实际真高线在同一平面内；

(3)测量实际视点与实际真高线两个端点连线的夹角α

第二激光笔与激光测量组件的底座的铰接点为实际视点，激光测量组件的第二激光笔处于水平状态时，其发出的激光点对应在实际真高线的底端，此时，实际视点距离实际真高线的水平距离为实际视距S；

沿激光测量组件的量角器转动第二激光笔，使其发出的激光点对应在实际真高线的顶点处，此时，通过量角器测量出第二激光笔转过的角度为α；

(4)确定图示视点

待测建筑物投射缩放在透明板上，存在以下公式：

缩放比＝h/H＝s/S，即h/s＝H/S＝tanα；

实际视距S在透明板上投射的图示视距为s，实际真高线H在透明板上投射的对应的图示真高线的高度为h，在透明板上测量出图示真高线h的长度；则通过公式h/s＝tanα，计算出图示视距s的长度；

在边框上下相对的通槽之间竖直穿设一根定位滑杆A，在边框的左右通槽之间穿设四根以上水平设置的定位滑杆B；水平滑动定位滑杆A，使定位滑杆A与投射在透明板上的图示真高线重合，上下滑动最上方的定位滑杆B，使其穿过图示建筑物的最高点，此时，该定位滑杆B与定位滑杆A相交于点A，从点A沿定位滑杆A向下测量长度为s的位置，确定为图示视点B；将定位滑杆A上的激光发射部件滑动至图示视点B的位置；

(5)确定灭点

上下滑动两端套设有激光发射部件的定位滑杆B，并使该定位滑杆B与图示真高线始终保持相交；同时，滑动该定位滑杆B两端的激光发射部件，并转动每个激光发射部件的两根第一激光笔，直至每个激光发射部件的两根第一激光笔发出的激光线与图示建筑物的两个水平边对应重合，则此时两个激光发射部件的位置分别为灭点C和灭点D；

(6)绘制待测建筑物缩放后底面的一条棱边

上下滑动步骤(4)中最下方的定位滑杆B，使其穿过图示建筑物的最低点A₁；

通过灭点D处的第一激光笔向上方经过图示建筑物9最高点的定位滑杆B做垂直的激光射线，交点为点E；

通过步骤(4)中图示视点B处的第一激光笔做经过点E的激光射线，图示为射线a；

经过点A绘制平行于射线a的射线b，通过图示建筑物的点G₁做垂直于经过图示建筑物最高点的定位滑杆B的垂线，交于点F；

通过图示视点B处的第一激光笔，经过点F做激光射线，与射线b的交于点G，则AG为待测建筑物缩放后底面的一条棱边；

(7)绘制待测建筑物缩放后完整的平面图

通过测量AG的长度和与其对应的待测建筑物棱边的实际长度，可得出缩放比；

测量出与水平棱边AG位于同一平面的各棱边对应待测建筑物的实际边长，根据缩放比，计算出缩放后各棱边的边长，并在透明板上绘制出来，形成完整的平面图，即待测建筑物缩放后的底面平面图；

(8)确定待测建筑物的待测高度点在缩放后平面图中的位置

建立待测建筑物的X-Y坐标系：以AG对应的被测建筑物的棱边为X轴，以A点对应被测建筑物的端点为原点，以过A点与X轴垂直的待测建筑物的棱边为Y轴；

选定待测建筑物上的待测高度点，并用标记物经过待测高度点分别做垂直于X轴和Y轴的垂线，以此，测量出待测高度点在X轴和Y轴上的坐标值；

根据缩放比，计算出待测高度点在平面图中的坐标值，进而能够确定出待测高度点在平面图中的位置，在点H处；

(9)计算待测高度

待测高度点在透明板上投射的对应点为H₁，通过灭点C处的第一激光笔做经过点H₁的激光射线c；

经过点H做垂直于AG的射线，且与激光射线c交于点I，滑动第四根定位滑杆B，使其经过点I；则第四根定位滑杆B与最下方的定位滑杆B之间的距离L为待测高度点的高度缩放后的距离，根据缩放比，计算出实际的待测高度。