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上海沪敖三维扫描案例——古建筑遗址保护案例

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/4/23     浏览次数:    





 
“我们有多年轻呢,也就是上下五千年”,随着央视节目《国家宝藏》第二季的播出,这句开场白让我们的民族自豪感油然而生。在节目中,天津大学建筑学院王其亨教授在介绍国宝“样式雷建筑烫样”时指出:“‘样式雷’能证明中国古建筑是有设计的,它不仅有实物,还有大量的模型、档案、文献,样式雷图档的存世证明了中国古代建筑决不完全是靠工匠的经验修建而成的,它充分说明了中国古代高超的建筑设计水平,也填补了中国古代建筑史研究的空白”。通过《国家宝藏》的传播,让“样式雷”进入公众视野,也势必让更多的人关注古建筑遗址的保护与研究。

截图来自《国家宝藏》第二季20181209期

对古建筑的研究,如同和古人对话,是我们了解历史的有效手段。同时,古建筑作为人类文明的标志和象征,具有很高的科学、文化和艺术价值。中国地域辽阔,在五千年的历史长河中,古人将智慧融于建筑,斗转星移,这些古建筑遗址或藏于山谷田野之中,或藏于闹市之下,等待着学者们去发掘,去探索“过去的世界”。

  三维激光扫描技术简介


目前大量的考古工作在时间上都相当紧迫,或是要配合城市建设,或是要预防雨水等不可控因素的侵袭,因此要求考古工作在不损坏遗址本体的前提下,快速地将这些“断壁颓垣”上承载的历史信息完全记录下来,绘制各种图纸,进行详细的古建筑测绘。三维激光扫描技术以其野外工作效率高、还原度高且不接触遗址本体等特性在古建筑遗址的保护与研究中被广泛使用。

众所周知,三维激光扫描技术又称为“实景复制技术”,是上世纪九十年代中期发展起来的一项高新技术。在测绘领域中,三维激光扫描被称为继GPS技术以来的又一次技术革命和创新,它通过激光测量获取物体的三维表面信息,将古遗址现场“搬”入计算机。三维激光扫描技术在古建筑遗址的保护与研究中能够真实记录古遗址发掘现场,再现考古发掘前后的遗址样貌,为古建筑遗址的后续研究应用提供基础数据。

主要特点:

1.数据量大。三维激光扫描仪在数秒内可以采集上百万个点,这是传统的测量仪器,如经纬仪、全站仪等无法比拟的。

2.非接触采集。

3.精确度高。

4.受外界影响小。三维激光扫描通过接受自身发射的激光回波信号完成对扫描对象的数据采集,属于主动式扫描,降低了外界因素的影响。

5.可与GPS系统、外置数码相机配合使用。GPS定位系统扩大了三维激光扫描的应用领域,而外置数码相机能以更高像素采集扫描物体色彩信息,使扫描对象信息数据更全面。


 上海沪敖古建筑遗址保护案例
 本次采用三维扫描设备组合对某古建筑遗址进行扫描,以配合相关单位的考古工作,其中以FARO大空间三维激光扫描设备为主。

FARO Laser Scanner Focus3D X 330

技术规格


根据遗址的具体情况,我们对遗址进行分块扫描采集,单块布设球形标靶,多方位、多角度扫描获取点云数据,力求扫描数据全面、完整。通过对扫描数据的去噪、拼接、赋予色彩等操作,生成古遗址数字模型,并制作古遗址正射影像图及各方位剖视图。

项目流程图


现场照片1

现场照片1


单块站点分布图

古建筑遗址封装模型

古建筑遗址三维点云模型(局部)


全景图(背景作模糊处理)


剖面图


  结语

《国家“十三五”文化遗产保护与公共文化服务科技创新规划》的发展目标中要求“显著提升文化遗产保护修复、传承利用的科技支撑能力,包括形成室外石质文物、墓葬彩绘文物、泥塑、土遗址、木构建筑、传统村落、历史文化名城、工业遗产等保护综合技术体系和解决方案,突破特殊文物与大遗址全模态高精度采集、文物本体状态主动精准感知、文物虚拟或增强现实展示与交互等关键技术”。三维激光扫描技术可与无人机倾斜摄影测量、地理信息系统和三维虚拟仿真等技术相结合,使该技术在古建筑遗址保护与研究的应用中越来越成熟,换言之,三维激光扫描技术为发展目标的实现提供了技术选择与支持。


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