發(fā)布時間：2021-02-24所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 中國是以華夏文明為源泉、中華文化為基礎的文明古國，聰睿的中華先民創(chuàng)造出一個又一個摧璨的文化，給后人留下數(shù)不勝數(shù)的歷史名勝古跡。這些文物古跡承載著中國幾千年的風雨滄桑和光輝成就，凝結(jié)了古人的智慧結(jié)晶，具備深厚的歷史文化價值、科研價值、藝術價
中國是以華夏文明為源泉、中華文化為基礎的文明古國，聰睿的中華先民創(chuàng)造出一個又一個摧璨的文化，給后人留下數(shù)不勝數(shù)的歷史名勝古跡。這些文物古跡承載著中國幾千年的風雨滄桑和光輝成就，凝結(jié)了古人的智慧結(jié)晶，具備深厚的歷史文化價值、科研價值、藝術價值。但后來的風化侵蝕、人為破壞或重新修繕，己非舊時形態(tài)，如何有效地保護、傳承逐漸引起人們的重視。現(xiàn)代測繪科學技術的飛速發(fā)展，使得可以在不改變文物原狀的基礎上將文物現(xiàn)狀最大限度地進行留取和還原，保護了文物價值，讓人們更好地認識歷史、了解歷史。
測繪科學技術與文物測繪概況
測繪是指對自然地理要素或者地表人工設施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進行測定、采集并繪制成圖的過程。它伴隨著信息技術、計算機技術、光電技術、空間科學、物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡等的發(fā)展而不斷創(chuàng)新與優(yōu)化，出現(xiàn)了許多新的測繪儀器和技術。時至今日，現(xiàn)代測繪技術己經(jīng)呈現(xiàn)出多元化、多領域、多尺度發(fā)展的模式，為整個社會經(jīng)濟和文明的發(fā)展做出積極貢獻。文物是人類歷史車輪演進過程中遺留下來的各種文化遺產(chǎn)以及建筑遺跡，它是從不同角度反映過去人類生活環(huán)境、社會活動、生存條件、生產(chǎn)技術的文化產(chǎn)物。在當前文化遺產(chǎn)保護中，主要包含了考古研究、檔案整理、文化遺產(chǎn)修繕、考古挖掘、虛擬修復、展示與傳播等多方面內(nèi)容，其實質(zhì)都是按照測繪資料的指示開展的，都離不開測繪工作的指導。因此，需要將現(xiàn)代測繪技術更好、更科學地引入到文化遺產(chǎn)保護工作中，在信息獲取和表示上突出文化遺產(chǎn)細節(jié)和歷史信息表達，真實、準確、完善地反映文化遺產(chǎn)本體及其所處環(huán)境條件。文化遺產(chǎn)在歷史發(fā)展中由于自然及人為的破壞，不能再生也不可能永生，然而數(shù)字化技術可以使文化遺產(chǎn)永生。該行業(yè)興起的原因在于，一方面通過非接觸式的數(shù)據(jù)采集和光學測量技術，全方位、精確化、永久性地保存文化遺產(chǎn)信息，減少人為因素對文化遺產(chǎn)造成的破壞，很好地緩解了文化遺產(chǎn)保護與利用之間的矛盾;另一方面，通過數(shù)字信息化的手段與方式更有效地實現(xiàn)公共文化供給端的表現(xiàn)形式。高精度、精細化的測繪數(shù)據(jù)是文化遺產(chǎn)修繕保護的基礎;非接觸、實時性、多源化的數(shù)據(jù)獲取方法，是現(xiàn)代測繪技術的明顯優(yōu)勢。利用無人機傾斜攝影、三維激光掃描、彩繪高光譜成像等技術，以非接觸方式對文物現(xiàn)狀進行高精度、精細化多源數(shù)據(jù)采集;綜合利用材料化學、計算機圖形學、計算機視覺、三維建模、文化遺產(chǎn)保護、考古、互聯(lián)網(wǎng)等多領域交叉知識，實現(xiàn)文化遺產(chǎn)數(shù)字化信息留存、虛擬修復設計、應用展示等。
在文物精細化測繪與數(shù)字化保護中—的關鋌測繪技術
1、無人機傾斜攝影測0量與近景攝影測量相結(jié)合
無人機傾斜攝影測量技術是國際地理信息領域近年來發(fā)展起來的一項高新技術，通過對文物進行多角度拍攝，可同時獲取多視角、多像幅的傾斜影像，具有成本低廉、空域限制小、可拍攝大比例尺數(shù)據(jù)及制作多樣化產(chǎn)品等優(yōu)勢。隨著傾斜攝影測量技術的理論和硬件發(fā)展，尤其是在立體匹配和三維重建中新理論和技術的突破，使得快速動化地建立實景三維模型成為可能。在文化遺產(chǎn)保護研究領域，由于文化遺產(chǎn)測繪本身具有不可接觸性、復雜性和精確性等特點，使得近景攝影測量技術非常適合用來采集文物的相關信息、重建文物的三維立體模型，為文化遺產(chǎn)建檔提供可靠的信息支持和科學依據(jù)。將航空影像數(shù)據(jù)與近景攝影數(shù)據(jù)相結(jié)合，既保證了區(qū)域大范圍實景三維模型，同時也保證了重要文化遺產(chǎn)三維模型的精細度。在文化遺產(chǎn)保護和重建過程中，構(gòu)建文化遺產(chǎn)的三維模型是一項基礎性工作.精確的文化遺產(chǎn)數(shù)字模型能夠記錄文化遺產(chǎn)的原始三維信息和紋理信息，從而為文化遺產(chǎn)的三維重建、保護、展示、修繕等工作提供重要的數(shù)掘和模型支搾。
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2、三維光掃描技術
三維激光掃描儀的基本原理與全站儀相似，但比全站儀更為復雜，以激光為光源采集數(shù)據(jù)，獲取的海量高精度點云數(shù)據(jù)可達到毫米甚至亞毫米，一站掃描的數(shù)據(jù)就可以達到GB級別。引入三維激光掃描技術，在考古與遺址測繪、文化遺產(chǎn)修復和克隆、現(xiàn)場保護性數(shù)字影像記錄、負載分析與安全監(jiān)測等方面均能夠起到很大的作用。
3、彩繪高光譜成像
將無損檢測的高光譜技術應用到彩繪類文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護中，能夠建立現(xiàn)存文化遺產(chǎn)的高光譜數(shù)字化檔案，永久留存文化遺產(chǎn)的現(xiàn)狀：其次對文化遺產(chǎn)的顏料分析、病害信息自動提取、虛擬修復進行研究，為文化遺產(chǎn)的保護與修復提供科學的、量化的參考依據(jù)：最后對文化遺產(chǎn)的隱含信息挖掘、信息增強等研究，提高文化遺產(chǎn)的藝術表達效果，為文化遺產(chǎn)的研究提供新的內(nèi)涵。
4、數(shù)字化虛擬修復設計
針對大型復雜文化遺產(chǎn)修復結(jié)果隨機性較大無法預估問題，提出顧及高層次場景知識的文化遺產(chǎn)顯著空間特征提取、表達和應用的相關理論和技術方法。帝測科技三維數(shù)字化虛擬修復設計軟件平臺是與北京建筑大學及國內(nèi)相關文化遺產(chǎn)專家的多年研究成果結(jié)晶。該項技術己應用在歷經(jīng)八年的石質(zhì)文化遺產(chǎn)大足千手觀音搶救性保護工程、秦始皇兵馬俑數(shù)字化項目。
應用案例
1、大足石刻寶頂山大佛灣石刻三維測繪與數(shù)字化
綜合應用遙感技術、無人機傾斜攝影測量技術、三維數(shù)字化采集技術、高清紋理攝影技術等多種空間、色彩采集方式，根據(jù)文化遺產(chǎn)保護需求差異采用不同采集手段和精度，全方位獲取大足石刻眾多龕窟中的小佛灣石刻、石門山石刻、北山石刻136號龕(轉(zhuǎn)輪經(jīng)藏窟)、妙高山石刻、舒成巖石刻的三維真實信息。利用海量數(shù)據(jù)處理技術制作大足石刻龕窟的1：1數(shù)字模型，并整合各龕窟現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料，實現(xiàn)大足石刻造像三維數(shù)字化，數(shù)據(jù)庫管理智能化，數(shù)字展示生動、形象化。進一步完善石刻文化遺產(chǎn)三維信息留取的行業(yè)規(guī)范，并基于十年的文化遺產(chǎn)三維信息留取經(jīng)驗，建立了一整套完整的文化遺產(chǎn)信息三維信息留取的技術系統(tǒng)、工作流程與操作規(guī)范，覆蓋文化遺產(chǎn)三維數(shù)據(jù)獲取、處理到應用的主要環(huán)節(jié)，為文化遺產(chǎn)保護提供了技術支撐與作業(yè)依據(jù)。
2、布達拉宮古建筑群精確測繪與數(shù)字化
2016年，布達拉宮管理處、中國文化遺產(chǎn)研究院與北京帝測科技股份有限公司合作，開展布達拉宮古建筑精確測繪與數(shù)字化工作。布達拉宮自十七世紀重新修建后，便留下了許多未解之謎，例如布達拉宮古建筑群是如何依紅山而建的?各層殿堂之間具有怎樣的位置關系?獨特的地壟構(gòu)造如何、到底有多少?諸多謎團需要科學地、嚴謹?shù)亍⒍ㄐ耘c定量地予以闡述解答。此次對布達拉宮精細化測繪，綜合應用了先進的測繪裝備和技術，通過控制測量與聯(lián)系測量、無人機傾斜攝影、三維激光掃描等技術手段，獲取了布達拉宮建筑群的精確的全面的空間三維坐標測繪數(shù)據(jù)，并以此為基礎建立布達拉宮建筑群的三維立體模型，作為布達拉宮有時代化特征的文化遺產(chǎn)保護工作基礎數(shù)據(jù)，滿足于極為復雜的建筑特征及空間形態(tài)的保護管理工作的需要，同時通過精準的三維坐標，推斷出尚未被發(fā)現(xiàn)的封堵地壟，發(fā)現(xiàn)并解決安全隱患，達到精細化測繪和文化遺產(chǎn)保護工作緊密結(jié)合的目的，成果豐厚、效果顯著。2019年3月25日，中央電視臺報道西藏民主改革60周年成就時，以本項目為例介紹了西藏文化遺產(chǎn)保護取得的成就。
