發(fā)布時(shí)間：2021-02-24所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 中國(guó)是以華夏文明為源泉、中華文化為基礎(chǔ)的文明古國(guó)，聰睿的中華先民創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)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(guó)幾千年的風(fēng)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(jià)值、科研價(jià)值、藝術(shù)價(jià)
中國(guó)是以華夏文明為源泉、中華文化為基礎(chǔ)的文明古國(guó)，聰睿的中華先民創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)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(guó)幾千年的風(fēng)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(jià)值、科研價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值。但后來(lái)的風(fēng)化侵蝕、人為破壞或重新修繕，己非舊時(shí)形態(tài)，如何有效地保護(hù)、傳承逐漸引起人們的重視。現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得可以在不改變文物原狀的基礎(chǔ)上將文物現(xiàn)狀最大限度地進(jìn)行留取和還原，保護(hù)了文物價(jià)值，讓人們更好地認(rèn)識(shí)歷史、了解歷史。
測(cè)繪科學(xué)技術(shù)與文物測(cè)繪概況
測(cè)繪是指對(duì)自然地理要素或者地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進(jìn)行測(cè)定、采集并繪制成圖的過(guò)程。它伴隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、空間科學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)等的發(fā)展而不斷創(chuàng)新與優(yōu)化，出現(xiàn)了許多新的測(cè)繪儀器和技術(shù)。時(shí)至今日，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)己經(jīng)呈現(xiàn)出多元化、多領(lǐng)域、多尺度發(fā)展的模式，為整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文明的發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。文物是人類歷史車輪演進(jìn)過(guò)程中遺留下來(lái)的各種文化遺產(chǎn)以及建筑遺跡，它是從不同角度反映過(guò)去人類生活環(huán)境、社會(huì)活動(dòng)、生存條件、生產(chǎn)技術(shù)的文化產(chǎn)物。在當(dāng)前文化遺產(chǎn)保護(hù)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(fù)、展示與傳播等多方面內(nèi)容，其實(shí)質(zhì)都是按照測(cè)繪資料的指示開(kāi)展的，都離不開(kāi)測(cè)繪工作的指導(dǎo)。因此，需要將現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)更好、更科學(xué)地引入到文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中，在信息獲取和表示上突出文化遺產(chǎn)細(xì)節(jié)和歷史信息表達(dá)，真實(shí)、準(zhǔn)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(shù)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(guò)非接觸式的數(shù)據(jù)采集和光學(xué)測(cè)量技術(shù)，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(duì)文化遺產(chǎn)造成的破壞，很好地緩解了文化遺產(chǎn)保護(hù)與利用之間的矛盾;另一方面，通過(guò)數(shù)字信息化的手段與方式更有效地實(shí)現(xiàn)公共文化供給端的表現(xiàn)形式。高精度、精細(xì)化的測(cè)繪數(shù)據(jù)是文化遺產(chǎn)修繕保護(hù)的基礎(chǔ);非接觸、實(shí)時(shí)性、多源化的數(shù)據(jù)獲取方法，是現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)。利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影、三維激光掃描、彩繪高光譜成像等技術(shù)，以非接觸方式對(duì)文物現(xiàn)狀進(jìn)行高精度、精細(xì)化多源數(shù)據(jù)采集;綜合利用材料化學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、三維建模、文化遺產(chǎn)保護(hù)、考古、互聯(lián)網(wǎng)等多領(lǐng)域交叉知識(shí)，實(shí)現(xiàn)文化遺產(chǎn)數(shù)字化信息留存、虛擬修復(fù)設(shè)計(jì)、應(yīng)用展示等。
在文物精細(xì)化測(cè)繪與數(shù)字化保護(hù)中—的關(guān)鋌測(cè)繪技術(shù)
1、無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)0量與近景攝影測(cè)量相結(jié)合
無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是國(guó)際地理信息領(lǐng)域近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，通過(guò)對(duì)文物進(jìn)行多角度拍攝，可同時(shí)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(shì)。隨著傾斜攝影測(cè)量技術(shù)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(shù)的突破，使得快速動(dòng)化地建立實(shí)景三維模型成為可能。在文化遺產(chǎn)保護(hù)研究領(lǐng)域，由于文化遺產(chǎn)測(cè)繪本身具有不可接觸性、復(fù)雜性和精確性等特點(diǎn)，使得近景攝影測(cè)量技術(shù)非常適合用來(lái)采集文物的相關(guān)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(xué)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(shí)景三維模型，同時(shí)也保證了重要文化遺產(chǎn)三維模型的精細(xì)度。在文化遺產(chǎn)保護(hù)和重建過(guò)程中，構(gòu)建文化遺產(chǎn)的三維模型是一項(xiàng)基礎(chǔ)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(hù)、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(shù)
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(fù)雜，以激光為光源采集數(shù)據(jù)，獲取的海量高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)可達(dá)到毫米甚至亞毫米，一站掃描的數(shù)據(jù)就可以達(dá)到GB級(jí)別。引入三維激光掃描技術(shù)，在考古與遺址測(cè)繪、文化遺產(chǎn)修復(fù)和克隆、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)性數(shù)字影像記錄、負(fù)載分析與安全監(jiān)測(cè)等方面均能夠起到很大的作用。
3、彩繪高光譜成像
將無(wú)損檢測(cè)的高光譜技術(shù)應(yīng)用到彩繪類文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)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(duì)文化遺產(chǎn)的顏料分析、病害信息自動(dòng)提取、虛擬修復(fù)進(jìn)行研究，為文化遺產(chǎn)的保護(hù)與修復(fù)提供科學(xué)的、量化的參考依據(jù)：最后對(duì)文化遺產(chǎn)的隱含信息挖掘、信息增強(qiáng)等研究，提高文化遺產(chǎn)的藝術(shù)表達(dá)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(fù)設(shè)計(jì)
針對(duì)大型復(fù)雜文化遺產(chǎn)修復(fù)結(jié)果隨機(jī)性較大無(wú)法預(yù)估問(wèn)題，提出顧及高層次場(chǎng)景知識(shí)的文化遺產(chǎn)顯著空間特征提取、表達(dá)和應(yīng)用的相關(guān)理論和技術(shù)方法。帝測(cè)科技三維數(shù)字化虛擬修復(fù)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)是與北京建筑大學(xué)及國(guó)內(nèi)相關(guān)文化遺產(chǎn)專家的多年研究成果結(jié)晶。該項(xiàng)技術(shù)己應(yīng)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(hù)工程、秦始皇兵馬俑數(shù)字化項(xiàng)目。
應(yīng)用案例
1、大足石刻寶頂山大佛灣石刻三維測(cè)繪與數(shù)字化
綜合應(yīng)用遙感技術(shù)、無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)、三維數(shù)字化采集技術(shù)、高清紋理攝影技術(shù)等多種空間、色彩采集方式，根據(jù)文化遺產(chǎn)保護(hù)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(hào)龕(轉(zhuǎn)輪經(jīng)藏窟)、妙高山石刻、舒成巖石刻的三維真實(shí)信息。利用海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)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(shí)現(xiàn)大足石刻造像三維數(shù)字化，數(shù)據(jù)庫(kù)管理智能化，數(shù)字展示生動(dòng)、形象化。進(jìn)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(yàn)，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(shù)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(yīng)用的主要環(huán)節(jié)，為文化遺產(chǎn)保護(hù)提供了技術(shù)支撐與作業(yè)依據(jù)。
2、布達(dá)拉宮古建筑群精確測(cè)繪與數(shù)字化
2016年，布達(dá)拉宮管理處、中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院與北京帝測(cè)科技股份有限公司合作，開(kāi)展布達(dá)拉宮古建筑精確測(cè)繪與數(shù)字化工作。布達(dá)拉宮自十七世紀(jì)重新修建后，便留下了許多未解之謎，例如布達(dá)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(guān)系?獨(dú)特的地壟構(gòu)造如何、到底有多少?諸多謎團(tuán)需要科學(xué)地、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亍⒍ㄐ耘c定量地予以闡述解答。此次對(duì)布達(dá)拉宮精細(xì)化測(cè)繪，綜合應(yīng)用了先進(jìn)的測(cè)繪裝備和技術(shù)，通過(guò)控制測(cè)量與聯(lián)系測(cè)量、無(wú)人機(jī)傾斜攝影、三維激光掃描等技術(shù)手段，獲取了布達(dá)拉宮建筑群的精確的全面的空間三維坐標(biāo)測(cè)繪數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)建立布達(dá)拉宮建筑群的三維立體模型，作為布達(dá)拉宮有時(shí)代化特征的文化遺產(chǎn)保護(hù)工作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足于極為復(fù)雜的建筑特征及空間形態(tài)的保護(hù)管理工作的需要，同時(shí)通過(guò)精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)，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(dá)到精細(xì)化測(cè)繪和文化遺產(chǎn)保護(hù)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(tái)報(bào)道西藏民主改革60周年成就時(shí)，以本項(xiàng)目為例介紹了西藏文化遺產(chǎn)保護(hù)取得的成就。
