墙从一个凸多边形变成一个凹多边形，这样的改进，使得无论进攻城堡的任何一点，都会使攻击方暴露给超过一个的棱堡面，防守方可以使用交叉火力进行多重打击。其防御体系也相对**，即使是一面城墙被攻破，对于其他城墙也不会构成太大影响，这样一来无疑在守城方面占有很大优势。菱堡的成名之战是公元1552年，该年法王亨利2世攻占了洛林地区的梅斯城。神圣罗马皇帝查尔斯5世率4.5万大军开始围攻梅斯，企图将其夺回。但是在这5个月中，5800守军在吉斯公爵以及工程师圣雷米的指挥下已经在旧式城墙的背后重新修筑了一道新型防线。11月27日，攻方一天内发射了7000多颗炮弹，轰塌了70多米的城墙，可是其背后的棱堡防线依然完好。在没有大威力开花弹的明末清初时期这样坚固的堡垒无疑是一个大杀器，而且石河背靠胶州湾，只要建起了大片菱堡而且制海权不失去，那样石河就是永不陷落的要塞，后金想要进攻将会付出他们难以想象的代价。
虽然已经决定要建造菱堡，但是真正想要落到实处的时候刘凡依然头疼不已。菱堡的资料刘凡只是从后世看到的，他也没有见过实物，想要靠从历史资料中窥得的一鳞半爪和凭借他宅男的手动能力在大明复制出菱堡无疑是太难了。好在大明最不缺乏的就是能工巧匠，靠着刘凡的叙述和自己以往建造屯堡的经验，大明的工匠还是给刘凡带来了巨大的惊喜。经过反复的研究，工匠们决定以屯堡为核心建造，内部结构包括堡内军营，民房，仓库等建筑沿用原来屯堡的布局，在内城的基础上取消部分瓮城，在外围另建造一面城墙，结构由原来屯堡一面凸出的城墙变为菱堡凹型结构，虽然和想象中的菱堡差很多，但是就使用性来说相差不是很大。这样一来虽然耗费了大了一些，但是刘凡觉得还是值得的。
由于建城需要大量的民夫劳力，刘凡在胶州地区发布了征召民夫的命令，宣布只要来石河干活，每天日工资三十文，而且管两顿饭。那些有一技之长如泥瓦或者木工等对建城有帮助的工作，价格会
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