導(dǎo)語

“我們有多年輕呢，也就是上下五千年”，隨著央視節(jié)目《國家寶藏》第二季的播出，這句開場白讓我們的民族自豪感油然而生。在節(jié)目中，天津大學(xué)建筑學(xué)院王其亨教授在介紹國寶“樣式雷建筑燙樣”時指出：“‘樣式雷’能證明中國古建筑是有設(shè)計的，它不僅有實物，還有大量的模型、檔案、文獻，樣式雷圖檔的存世證明了中國古代建筑決不完全是靠工匠的經(jīng)驗修建而成的，它充分說明了中國古代高超的建筑設(shè)計水平，也填補了中國古代建筑史研究的空白”。通過《國家寶藏》的傳播，讓“樣式雷”進入公眾視野，也勢必讓更多的人關(guān)注古建筑遺址的保護與研究。

截圖來自《國家寶藏》第二季20181209期

對古建筑的研究，如同和古人對話，是我們了解歷史的有效手段。同時，古建筑作為人類文明的標(biāo)志和象征，具有很高的科學(xué)、文化和藝術(shù)價值。中國地域遼闊，在五千年的歷史長河中，古人將智慧融于建筑，斗轉(zhuǎn)星移，這些古建筑遺址或藏于山谷田野之中，或藏于鬧市之下，等待著學(xué)者們?nèi)グl(fā)掘，去探索“過去的世界”。

目前大量的考古工作在時間上都相當(dāng)緊迫，或是要配合城市建設(shè)，或是要預(yù)防雨水等不可控因素的侵襲，因此要求考古工作在不損壞遺址本體的前提下，快速地將這些“斷壁頹垣”上承載的歷史信息完全記錄下來，繪制各種圖紙，進行詳細(xì)的古建筑測繪。三維激光掃描技術(shù)以其野外工作效率高、還原度高且不接觸遺址本體等特性在古建筑遺址的保護與研究中被廣泛使用。

三維掃描儀簡介

眾所周知，三維激光掃描技術(shù)又稱為“實景復(fù)制技術(shù)”，是上世紀(jì)九十年代中期發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。在測繪領(lǐng)域中，三維激光掃描被稱為繼GPS技術(shù)以來的又一次技術(shù)革命和創(chuàng)新，它通過激光測量獲取物體的三維表面信息，將古遺址現(xiàn)場“搬”入計算機。三維激光掃描技術(shù)在古建筑遺址的保護與研究中能夠真實記錄古遺址發(fā)掘現(xiàn)場，再現(xiàn)考古發(fā)掘前后的遺址樣貌，為古建筑遺址的后續(xù)研究應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

主要特點：

1.數(shù)據(jù)量大。三維激光掃描儀在數(shù)秒內(nèi)可以采集上百萬個點，這是傳統(tǒng)的測量儀器，如經(jīng)緯儀、全站儀等無法比擬的。

2.非接觸采集。

3.精確度高。

4.受外界影響小。三維激光掃描通過接受自身發(fā)射的激光回波信號完成對掃描對象的數(shù)據(jù)采集，屬于主動式掃描，降低了外界因素的影響。

5.可與GPS系統(tǒng)、外置數(shù)碼相機配合使用。GPS定位系統(tǒng)擴大了三維激光掃描的應(yīng)用領(lǐng)域，而外置數(shù)碼相機能以更高像素采集掃描物體色彩信息，使掃描對象信息數(shù)據(jù)更全面。

上海滬敖古建筑遺址保護案例

本次采用三維掃描設(shè)備組合對某古建筑遺址進行掃描，以配合相關(guān)單位的考古工作，其中以FARO大空間三維激光掃描設(shè)備為主。

FARO Laser Scanner Focus3D X 330技術(shù)規(guī)格

根據(jù)遺址的具體情況，我們對遺址進行分塊掃描采集，單塊布設(shè)球形標(biāo)靶，多方位、多角度掃描獲取點云數(shù)據(jù)，力求掃描數(shù)據(jù)全面、完整。通過對掃描數(shù)據(jù)的去噪、拼接、賦予色彩等操作，生成古遺址數(shù)字模型，并制作古遺址正射影像圖及各方位剖視圖。

項目流程圖

現(xiàn)場照片1

現(xiàn)場照片2

古建筑遺址封裝模型

全景圖（背景作模糊處理）

剖面圖

結(jié)語

《國家“十三五”文化遺產(chǎn)保護與公共文化服務(wù)科技創(chuàng)新規(guī)劃》的發(fā)展目標(biāo)中要求“顯著提升文化遺產(chǎn)保護修復(fù)、傳承利用的科技支撐能力，包括形成室外石質(zhì)文物、墓葬彩繪文物、泥塑、土遺址、木構(gòu)建筑、傳統(tǒng)村落、歷史文化名城、工業(yè)遺產(chǎn)等保護綜合技術(shù)體系和解決方案，突破特殊文物與大遺址全模態(tài)高精度采集、文物本體狀態(tài)主動JZ感知、文物虛擬或增強現(xiàn)實展示與交互等關(guān)鍵技術(shù)”。三維激光掃描技術(shù)可與無人機傾斜攝影測量、地理信息系統(tǒng)和三維虛擬仿真等技術(shù)相結(jié)合，使該技術(shù)在古建筑遺址保護與研究的應(yīng)用中越來越成熟，換言之，三維激光掃描技術(shù)為發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)提供了技術(shù)選擇與支持。