图2 陈氏书院契据图，1933年绘制

  

图3 1号历史照片

  

图4 2号历史照片，广东陈氏书院正面头座全图

引言

在建筑遗产保护和研究领域，因研究工作的证据需求，常需获得研究对象在特定时期的测量数据，方能继续深入研究，才能制定具体的保护措施。然而研究对象特定的直接资料非常有限，研究工作常遇到测量数据缺失的难题，在无法获得更多直接资料的前提下，只能对已有的间接资料进行分析和研究，使研究结果转换为特定时期的测量数据，以此提供研究证据。陈家祠水塘的复原研究正是如此例子，文章利用文字记载、历史地图和历史照片综合推定照片的拍摄时间，藉此细分对象的历史沿革，借助透视学和光学成像原理，逐步解码照片中的三维测量数据，使解码的数据成为研究的直接资料，最终帮助设计组完成水塘的复原设计。

1 陈家祠与水塘遗址

1.1 陈家祠水塘的证据

广州陈家祠，又名陈氏书院、陈家祠堂，是全国重点文物保护单位，有百粤冠祠的称号，为罕见的大型广府祠堂建筑群（图1）。今天的陈家祠门前没有水塘，不合广府祠堂的形制，曾引起文博界多位专家学者的置疑，广东民间工艺博物馆也专门搜集陈家祠不同时期的老照片，其中数张清晰记录了祠堂门前的水体及其人工开凿边界；后期更收藏了《陈氏书院契据图》（图2），证实了民国年间的陈家祠确有水塘。

2.4.1 【指南建议】 检测前的教育和咨询应个性化，如果可能，也应该提供给父母双方。有可供选择的替代或补充个性化现场遗传咨询的患者教育工具，在将其引入临床之前应对其有效性进行评估。

1.2 考古发掘仍未能重现水塘全貌

2009年，荔湾区建设部门组织实施陈家祠广场及周边环境综合整治工程，计划在陈家祠东面和南面建成视野开阔的大型景观广场，并在地下挖建2层大型停车库，很可能破坏水塘遗址，为保护文物安全，需紧急进行水塘遗址发掘，以明确水塘遗址范围，免于施工破坏。

依据《契据图》记载，考古发掘工作于2010年1月展开，果然找到水塘踪迹，有人工堆积土、木桩、挡板和池塘淤泥等内容，确定了地层关系和东西北三侧边界，并发现南侧地层已遭破坏，无法断定原有边界，无法确定水塘始建时期的形状。因考古发掘的探坑是根据《契据图》设置，此次考古发掘只能证实《契据图》所载的1933年水塘部分信息，此前及此后的资料也是未知。

1.3 让历史照片提供数据

除《契据图》外，水塘的证据仅有历史照片，须使用历史照片填补《契据图》及考古发掘留下的资料空缺。从数据获取的角度考量，历史照片属于水塘的间接资料，如要利用，其拍摄时间需要解码分析，其三维测量数据也需要解码计算。解码拍摄时间，需要综合分析城市的各式历史文字记载和历史地图；解码测量数据，需要依据透视成像原理对历史照片进行逆向计算。获得以上二者的研究结果，相当于获得了一系列沿时间线顺序分布的历史测绘模型，可得到堪比测绘图的直接测量数据。

2 解码历史照片的拍摄时间

2.1 照片中的时间密码

水塘的历史照片有数张，可见明显不同的水塘和环境，以1、2号历史照片为例（图3、4），实像环境差距之大可证两张照片显然拍摄于不同的年代，然而这些照片并未标注拍摄时间，也无从分辨拍摄时间。为避免证据链出现前后错乱的问题，必须获得历史照片的拍摄时间，三维数据解码的结果才能具备实证意义。

研究发现，D-二聚体在下肢深静脉血栓患者血液中所占比例明显高于健康人群[12]。这是由于其作为凝血酶激活与继发性纤溶的特异性分子标志物[13-14]。本研究结果显示，两组患者术后血液流变学指标均发生了改变，D-二聚体也异常升高，均出现了血栓形成倾向，但A组上述变化更明显。分析其原因可总结为以下两个方面：(1)血流动力学改变。对重度股骨粗隆间骨折患者，采用持续硬膜外麻醉能在一定程度上促进动脉血流，提高静脉排空率，对血栓的形成产生抑制作用[15]。(2)血液的高凝状态改变。采用硬膜外麻醉能有效降低术后患者骨折处血窦渗血的发生率，抑制局部小血管血流，这在一定程度上避免了术中及术后过多失血。

  

图5 有关陈家祠和水塘的历年地图选编[4、5]

 

表1 陈家祠水塘形态沿革分期表

  

水塘分期 初期 早期 中期 晚期20世纪50年代～2010年水塘轮廓 近似矩形 近似矩形 不对称梯形 仅余地下遗址水塘边角 圆角 圆角 圆角 仅余地下遗址水体环境 与周边水网有人工隔离年代1889年～2 0世 纪 20年代20世纪20～30年代20世纪30～50年代仅余地下遗址水位 稳定 稳定 随水网变化 随地下水位与周边水网有人工隔离与周边水网连接仅余地下遗址，完全脱离建筑群变化原因 陈家祠始建 广州设市，开通新式道路建筑群组水塘、前坪和陈家祠建筑连接一体受“颍川通津”分隔，水塘与前坪分离基本脱离建筑群建设市立三十二中学综合评估 接近一般祠堂水塘的形态陈济棠主政，开通新马路水塘被迫独立，文化和景观价值严重受损精神层面已经受损，物质层面破坏更严重已被完全填埋

  

图6 水塘形态变化示意平面图

2.2 史志与地图综合求解

除了智能制造方面，台达还展现了其视讯方面的实力，把《知音号》游轮和唐城影视基地作为本次活动的最后一站。《知音号》采用18台Vivitek（丽讯）投影仪，通过纱幔投影的方式在船舱内真实还原了剧中的时代背景和场景，带你穿梭回百年之前，领略当时的人文情感。而在襄阳唐城影视基地内，共采用了38台Vivitek（丽讯）18000流明的激光工程投影机DU9800Z，通过拼接、融合的方式投射出震撼清晰的3D影像，完美诠释了裸眼建筑3D投影的震撼效果。

1号历史照片的水面平静安定，倒影如镜，边界整齐笔直，陈家祠前有栅栏围闭，栅栏外有平行与陈家祠建筑与水塘边界的平直道路穿过。前坪和水塘分开、颍川通津穿过前坪等环境特征符合早期水塘的特征，是早期水塘的照片，拍摄于20世纪20年代。

2.3 城市发展与交通建设是水塘演变的主因

水塘属地是清末南海县恩龙里，南侧有荔枝湾涌余水，建祠置塘前为一片水稻田，陈家祠建成后地图即标注西侧新置水脉[1、2]。民国七年（1918年）广州首次设市，实施全新的交通规划，水塘与陈家祠间出现“颍川通津”道路[3、9]。民国二十年（1931年）陈济棠主政广东，立即扩展原有的交通建设规划，在惠爱西路西延段开新马路，新路经过水塘用地，切割了水塘一角，然而拆迁工程尚未完成即因经费问题停止道路建设，因此留下了破烂的水塘边界和环境[3]。新中国成立后，广州市人民政府在1953年全面修缮整改城区道路，在水塘南侧新设“中山七路”[5]，水塘用地上建设广州市第三十二中学，随后中学动工建设，水塘被完全填埋，至2010年又复拆迁变为广场[6]（图5）。

2.4 陈家祠水塘的形态演变

目前国内合成材料市场消费保持较快增长，进口持续放缓，市场压力缓解，供需平稳。根据当前原油、煤炭等原材料价格趋势分析，后市合成材料市场价格将保持高位运行态势，涨势趋缓。

2.5 还原历史照片的拍摄时间

各式史志的载体基本是文字，其记载的城市环境变迁状况须依靠同期的地图提供佐证。历史地图的记录重点是交通网络，也有绘制具体的城市环境和建筑状况，甚至有绘制未建成的道路系统，借史志的交通记载确证地图信息后，历史地图和史志的环境信息方能相互印证，得出较接近原貌的城市历史环境。把每一个瞬间的城市历史环境组合成历史沿革资料，便能对应标记每一张历史照片的拍摄时间。

  

图7 透视灭点与比例分析图

  

图8 陈家祠首进正立面测绘图

  

图9 水面高程、可见实像和倒影虚像的可视关系分析图

  

图10 建立三维理论模型

2号历史照片的水塘未见倒影，边界可见部分破烂交错，且有堆填土的痕迹。陈家祠前有多段低矮石栏，石栏与水塘间有破烂道路。破落的边界、杂乱的堆填土和失修的颍川通津等环境特征符合中期水塘的特征，是中期水塘的照片，拍摄于20世纪30～50年代。

3 解码历史照片的三维数据

3.1 照片三维数据的解码原理

根据光学摄影和透视学的原理，利用二维照片中部分变量的准确数值，可得出所有其他变量的数值。如得知部分实像的尺寸、镜头倾角和特定反射虚像的数据，便可得知其它可见实像的尺寸、镜头与实像的距离、以及像场等数值。陈家祠水塘的历史照片正符合此种计算步骤[7、8]。

对建筑遗产保护对象而言，历史照片能填补大量缺失的保护对象历史信息，是珍贵的历史过程证据。可惜过往对历史照片的研究程度实在有限，未能充分利用历史照片最有价值的记录能力。上文对历史照片进行拍摄时间解码，是完善保护对象的历史沿革资料的方法；进行三维测量数据解码，是完善保护对象在特定时间的测绘资料的方法。借此二法，使历史照片的利用程度加深两步，对保护对象的档案记录、理论研究和保护工程设计等方面都能发挥重要的证据作用。

3.2 选择最优解码对象

用于透视解码计算的历史照片，越清晰越有利，具体而言，需要照片总像素足够高，也需要计算对象的实像部分像素应足够高。高像素可提高特征细部的清晰度，减小计算误差。除清晰度外，相机镜头与计算对象间的倾角也会明显影响计算结果，如有选择，应选取正对计算对象拍摄的照片进行解码计算，如此可大幅度减少修正透视角和畸变的工作时间，明显简化计算过程，有效降低误差（图7）[10]。

基于史志和历史地图的分析研究结论，水塘的形态从近似矩形变化至不对称梯形直至最后消失，其与陈家祠的关系从密切至独立直至完全脱离，陈家祠水塘从建成到消失分为初、早、中、晚期四个阶段（表1、图6）。

水塘的历史照片中，1号历史照片的扫描分辨率极高，基本还原了历史照片的二维可见光记录信息，能保证计算精度；照片拍摄角度基本正对陈家祠建筑物，可视为一点透视，透视解码计算相对简捷。照片包含了清晰的早期水塘边界、水位、和倒影虚像等重要信息，正是还原水塘数据所必须的解码对象。

2号历史照片分辨率较低，透视角较大，地面明显倾斜，显示相机机身处于倾斜位置，不适合用于首次直接透视解码计算。但在获得参照镜头广角参数的情况下，可用于简化了计算步骤的进阶透视解码计算。照片记录了水塘水位较低时的状况、以及水塘的西北角，具有重要的信息意义，仍然有必要进行解码计算以资校验[11]。

历史照片解码的结论给平面布局的复原工作提供了足够的支撑数据，据此复原的水塘为圆角矩形，长边长约49m，短边长约17m，圆角半径3.4m，总面积775m2。综合考古发掘和历史照片解码的结论，水塘位处陈家祠以南约38m。据1号历史照片的解码结论，水塘水位低于陈家祠建筑室内地坪0.3～0.5m，此水位高度可大致重现历史照片的陈家祠建筑倒影。依上述数据复原的水塘，可让观察者站在陈家祠中轴线与水塘南岸的相交点处，看陈家祠建筑和水塘时，获得近似于1号历史照片的画面（图12）。

3.3 1号历史照片三维数据的解码方法

分析1号历史照片细节，确定照片中陈家祠头门建筑物的轮廓与现状基本一致，经选定测绘重点、实地测绘、数字绘图（图8）和三维建模等工作步骤后，获得了1号历史照片的已知计算数据。依据前述的理论计算步骤，逐一计算出早期水塘的重要数据。利用2号历史照片与1号历史照片的镜头倾角差，换算1号历史照片的镜头聚焦点三维坐标，从而推导拍摄照片时相机所在的位置及其高程，也得到了拍摄用相机的部分参数（图9、10）。

  

图11 理论模型与历史照片叠加验算分析图

  

图12 陈家祠水塘复原方案平面示意图

  

图13 水塘壁砌石方式示意图

3.4 计算结果的复查检验

理论分析和计算结果得出，1号历史照片的陈家祠水塘边缘竖直落差约为0.3m，水塘北边缘距离陈家祠头门南边界约38m，相机镜头聚焦点距离陈家祠头门南墙约57m。由于已得知照相机的部分参数，即利用此已知条件对结果进行反向验算：对20世纪初的广州可用的摄影设备进行逐一排查，得知当时已有欧洲的摄影师使用类似照相机在广州拍摄风景照片的记录，可知照相机参数的计算结果与历史资料相符。利用陈家祠建筑的三维模型在计算机内进行模拟验算：模拟历史照片的拍摄场景，使用相同参数的虚拟照相机在相同的空间位置上对陈家祠建筑三维模型进行模拟拍摄，获得的二维透视画面与1号历史照片基本一致，确定计算结果合理（图11）。

3.5 扩展深化

同样办法，对《正面头座全图》进行三维数据还原，获得中期水塘的底部高程，建立《正面头座全图》的模拟三维模型，与1号历史照片的三维模型进行更深一步的对比分析，获得了相对准确的中期水塘圆角参数。借助上述照片三维测量计算的结果，综合此前掌握的所有资料，获知陈家祠水塘各个时期的基本情况，初步完整了水塘的证据链。

广州的城市历史资料，对水塘而言是相关度较低的间接资料，对历史照片而言则是相关度仅次于直接拍摄时间的重要资料。对广州清末民初水塘所在地的史志和地图进行实证性分析，总结成水塘的历史沿革资料，即可解开历史照片的时间密码。

4 水塘的复原与文物建筑的保护

4.1 复原与设计之辨

因陈家祠的巨大名气及其对类似建筑物的明显影响，为有效保护陈家祠建筑群和同类型的大量建筑遗产，有必要依证据复原水塘，强调陈家祠建筑群初期的艺术完整性，重点复原水塘与陈家祠建筑物的相互关系，让建筑群在感官上得以完整，为祠堂水塘的保护工作带来正面积极的影响。

复原水塘的同时，必须保护陈家祠建筑群的文物真实性。水塘已成为历史，历史照片里每一个瞬间的水塘也已成为历史，照片里记录的水塘具体细节带有明显的时代特征，只存在于拍摄瞬间，已是历史的一部分，不可借当代的技术重现，也无法真正重现。对此类技术元素，须真诚地使用当代的材料，以恰当的当代技术进行完善，为陈家祠建筑群的文物保护工作补充一笔当代的真实记录。

4.2 复原水塘与建筑的相互关系

平面布局和视觉联系是水塘和陈家祠建筑之间最重要的相互关系。平面布局的核心内容是水塘的平面位置、平面轮廓和总面积，此三者须在平面的维度上据实重现。视觉联系的核心内容是水位和倒影，需要在竖直方向上据实重现。

电网工程推行通用造价方案具有以下意义：（1）有助于进一步提升项目建设效率。通用造价融入了模块化的设计理念，经由基础方案、基础模块、子模块的相互协调，能够明确实际工程相对应的通用造价水平，为实际工程造价的可行性分析提供可靠依据。（2）有助于成本控制。通用造价能够对工程技术指标水平做出评估，可将此作为基础对项目投资给予控制，促使建设成本降低。（3）有助于强化工程造价管理水平。通用造价的应用满足统一管理要求，同时也能够有效控制人为管理因素的影响，促使整体造价管理水平得以提升[4]。

4.3 完善水塘的外观和技术细节

陈家祠前坪已恢复花岗岩铺地，近年建成的陈家祠广场也广铺花岗岩，水塘四周地面的花岗岩材料已是既成事实，因场地的实际情况，复原的水塘选用花岗岩材料铺砌水塘壁。为明确水塘壁的性质，石块砌法需要在视觉形式上暗喻自身与水长时间接触的特点，同时也需要与广场地面的石块有直观的视觉差异，因此针对广州市荔湾区明清时期的水岸花岗岩的一般形式进行现代化提炼，设计直线边水塘壁均为水平两顺一丁和水平全顺两种砌合式样，圆角水塘壁为全顺切角砌合式样（图13）[12]。

承灾体的时空概率PS∶T主要由承灾体本身的性质决定，土地资源及道路工程均为固定型承灾体，其时空概率PS∶T=1；人员时空概率主要计算在坡脚道路过往车辆中的人员，AGS给出了过往车辆在坡脚道路中行驶的时空概率计算公式：

广州的雨季降雨量很大，水塘位于陈家祠广场较低处，是广场的汇水点，遇到降雨时广场的汇集水将不可避免地影响水塘的水位，市政排水管网也可能因流量过大而导致污水溢流，为使水位稳定，保证降雨量适中时水位基本一致，也保证降雨量较大时可快速回归设定水位，水塘设置了独立的缓冲蓄水池和给排水系统。当水塘水位高于设定值时，溢出水首先到达缓冲水池，再通过独立水泵排出到市政排水系统[13]。当水塘水位低于设定值或水塘需要更换干净水体时，缓冲水池的储蓄水则成为优先备用水，通过独立水泵排放到水塘，用于补充排出的部分 [14、15]。图14 陈家祠水塘复原设想图

 

4.4 再现陈家祠的水塘

综合上述水塘复原研究的成果，项目研究组编制完成《陈家祠堂（陈氏书院）水塘修复设计》，递交国家文物局等各级部门审批并已获通过，为完善陈家祠建筑群的艺术完整性提供有效的研究、证据和法理支持（图14）。

曾为太子而被废黜，降封王爵者有唐敬宗第六子李成美和唐昭宗长子李裕；死后追封王爵者有唐高祖的长子李建成，唐太宗长子李承乾和唐高宗的长子李忠。五人之中追赠谥号者只有二人，分别是李建成和李承乾。

渐进成形回弹和冲压回弹不同，渐进成形回弹是工具头在加工一层等高线后，工具头卸载，加工区域的载荷消失，使得板料发生回弹。以后每一层都出现这样的情况，复合成形回弹是渐进成形和拉形载荷卸载后共同作用引起的回弹[7-9]。以实际加工轮廓和建模理论轮廓之间的夹角为回弹指标，进行回弹量的测量。回弹现象示意图如图7所示，选取加工深度、成形角度、拉形高度、层进给量、进刀方式等5组工艺参数进行试验，在不同工艺参数下测量回弹角的大小。

结语

经全面比对陈家祠的多幅历史照片，确定陈家祠建筑物是基本不变的可见实像，陈家祠周边的环境，包括水塘、前坪、两侧的建筑、地形环境等内容则随着时间改变。依据这个特点，陈家祠建筑物的实像便是计算的已知项。历史照片记录了一部分水塘边缘、水体和水位，部分照片也记录了陈家祠建筑的倒影（虚像），依据倒影虚像的可见范围，可确定水位高程，求出水塘边缘的竖直落差，继而得知水塘边界与建筑物的具体距离。

随着建筑遗产保护行业日益发展，笔者相信不远的未来，遗产保护从业人员将寻得许多新办法，对包括历史照片在内的许多未尽研究发掘的历史资料进行更深入的分析研究，造福于保护对象。

从表2可以看出，HNO3浓度在0～1.50mol/L范围内，各元素测定值变化不明显；当HNO3浓度大于1.50mol/L时，各元素测定值随HNO3浓度的增加逐渐降低。因此，在进行样品测定时，应该控制加入体系中HNO3的量，使得测定体系中HNO3浓度小于1.50mol/L。

图、表来源

图1:作者拍摄；

公共数学课程的分类教学改革解决了专业知识需求与衔接、突出应用型人才培养问题；分级教学解决了学生的差异性问题，培养应用型人才或学术研究型人才，采取 “个别辅导、集中答疑”和 “启发点拔、释疑解答”分级辅导方式，满足不同层次学生的需求，从而激发学生学习兴趣，促使不同层面上的学生不断进步．公共数学教学资源共享平台教学资源丰富，具有网络课程和精品资源共享课的特点．

图2～4：广东民间工艺博物馆提供；

肠体成品表面红色有光泽，肠体表面干燥饱满，成型性好，切片坚实，组织紧密细致有弹性，黑米分布均匀，口感细腻，有肉香味和米香味，嚼劲适中，咸味适中，特有滋味，鲜香可口，无异味。

图5：（左至右）①日本早稻田大学图书馆藏；②自《广州历史地图精粹》（参考文献[4]）；③日本早稻田大学图书馆藏；④自《1955年广州市航空影像地图册》（参考文献[5]）；⑤Google地球卫星照片

图6、9～10、12～13：作者绘制；

图7：作者基于广东民间工艺博物馆提供之历史照片绘制；

图8：华南理工大学建筑学院测量绘制；

图11：作者基于广东民间工艺博物馆提供之历史照片建模绘制；

图14：作者基于图1及陈家祠水塘复原研究结论制作；

表1：作者基于分析结论制作。

参考文献

[1]仇巨川. 羊城古钞 [M]. 广州：广东人民出版社，1993.

[2]曽昭璇. 广州历史地理 [M]. 广州：广东人民出版社，1991.

[3]陈代光. 广州城市发展史 [M]. 广州：暨南大学出版社，1996.

[4]广州市档案局，广州市越秀区人民政府，中国第一历史档案馆. 广州历史地图精粹 [M]. 北京：中国大百科出版社，2003.

[5]郑向阳. 1955年广州市航空影像地图册 [M]. 广州：广州市城市建设档案馆（编），2006.

[6]李卓祺，郑力鹏. 广州陈氏书院实录 [M]. 北京：中国建筑工业出版社，2011.

[7]孙敏. 多视几何与传统摄影测量理论 [J]. 北京大学学报（自然科学版），2007，43（4）：453-459.

[8]代雪晶，宋瑞波，单大国. 利用摄影镜头透视关系实现现场摄影测量的研究 [J]. 刑事技术，2010(3)：26-28.

[9]邹东. 民国时期广州城市规划建设研究 [D]. 广州：华南理工大学，2012.

[10]张祖勋，杨生春，张剑清，等. 多基线—数字近景摄影测量 [J]. 地理空间信息，2007，5（1）：1-4.

[11]甘晓川. 数字近景摄影测量系统中相机校准合长度测量误差校准 [D]. 北京：中国计量科学研究院，2012.

[12]吴运江，黄文铮.技术探新，保存价值——顺德乐从陈氏大宗祠修缮工程技术[J].南方建筑，2017(4)：92-96.

[13]许吉航，肖大威，魏成. 建筑节水与海绵场地营造初探[J].南方建筑，2016(2)：125-127.

[14]周艺南，李保炜．循水造形— 雨洪韧性城市设计研究[J].规划师，2017(2)：90-97．

[15]苏 毅，柏 云，王思思，等.八水、五渠、沟防、六爻——立体化的西安古城海绵系统[J].南方建筑，2017(3)：26-31.