地面三维激光扫描技术在文物保护领域中的应用（参考）.pptxVIP

地面三维激光扫描技术在文物保护领域中的应用文物保护的意义 文物保护是指对各种文化遗产现场的测量、记录与恢复。雕塑、古建筑物、考古现场都属于该应用范畴。人类社会在发展中留下了很多珍贵的文物，自然和人文的遗产。随着时间的流逝，这些文物经过风吹日晒雨淋以及人为的损坏，有的变得残缺不全，有的面临着消失，为了更好地保护和修复这些珍贵的遗产，三维激光扫描技术给文物保护提供了新的技术手段。通过三维激光扫描技术把文物的几何和纹理信息扫描下来，以数字的形式存储或构建成三维模型，这对于文物的保护、修复以及研究都有重要的意义。文物记载着一个国家和民族特定时期政治，经济，文化的发展状况。文物是不可再生的，也不是永生的。随着自然环境的变化和人类活动的影响，文物不断遭到侵蚀和破坏，如何采用新技术在不损伤文物的前提下让人类瑰宝长久保存已经成为全球性的课题。由于三维激光扫描技术具有扫描速度快，外业时间短；技术方便，节省人力；所得数据全面而无遗漏；适于测量不规则物体、曲面造型如石窟、雕塑等；数据准确，精度可调，点位和精度分布均匀，人为误差影响小；非实体接触，便于对不可达，不接触对象的测绘；不依赖光照，可在昏暗环境和夜晚工作等特点，在国内外的文物保护领域已经有了很多应用和成功案例。近几年国内数字文物方面的项目比较多，数字化石窟、石刻，如大同云冈石窟、乐山大佛等项目，北京建筑大学完成的数字化故宫项目清华大学古文物保护研究所施工的陕西西溪二仙庙三维激光扫描工程，西安四维航测遥感中心所施工的秦兵马俑2号坑高精度考古现场记录等。 主要成果形式地面三维激光扫描技术应用于文物保护领域的成果比较丰富，以徕卡三维激光扫描仪及后处理软件为例，其提交成果主要形式如下：1.原始点云数据。点云数据是实际物体的真实尺寸复原，是目前最完整，最精细和最快捷的对物体现状进行档案保存的手段。点云数据不但包含了对象物体的空间尺寸信息和反射率信息，结合高分辨率的外置数码相机，它还可以逼真的保留对象物体的纹理色彩信息。结合其他群测量仪器诸如全站仪与GPS，可以将整个扫描数据放置在一定的空间坐标系内。通过Cyclone软件，可以在点云中实现漫游、浏览和对物体尺寸、角度、面积、体积等的测量，直接将对象物体移到电脑中，利用点云在电脑中完成传统的数据测绘工作。2.线划图件。传统文物测绘尤其是建筑文物的测绘成果之一，是各种测绘图件，包括平面图、立体图和剖面图等。这些图件可以表示建筑物内部的结构和构造形式、分层情况，说明建筑物长、宽、高的尺寸，门窗洞口的位置和形式，装饰的设计形式和各部位的联系和材料等。利用点云数据，在AutoCAD中使用Cloudwork插件，可以方便的做出所需的相应图件。3.发布在网络上的点云数据。利用Leica Cyclone 软件中的发布模块和Tru View 软件，扫描的点云可以发布到互联网上，让远端用户通过互联网有如置身于真实的现场环境之中。图1是发布于数字昆明网站（）上的昆明太和宫金殿。点云不但可以网上浏览，还可以实现基于互联网的量测、标注等。对于一些不宜长期向公众开放的文物景点，可以满足公众的网上虚拟浏览的需要。4.文物模型。徕卡三维激光扫描仪比较适用于古典建筑和佛像、雕像、壁画等的扫描。扫描数据可以利用Cyclone 或其他第三反复软件进行建模，构建Mesh格网模型，再通过纹理映射或是导入到其它三维软件中进行纹理贴图，最终得到文物的数字化模型。通过构建文物的三维立体模型，实现了文物资源按的虚拟展示，如图2。文物保护项目简介自地面三维激光扫描技术进入中国，作为一项实用高效的测量手段和技术，立刻得到了国内广大测绘专业人员和文物保护者的关注，并利用三维激光扫描仪技术先后完成了多项大型文物保护工程，主要项目如表1。将军崖岩画保护应用实例北京则泰集团与辽宁工程技术大学合作，采用Leica Scan Station 2扫描仪对将军崖岩画保护进行了应用研究，主要内容如下：1.项目概述。将军崖岩画，位于江苏连云港市海州区锦屏镇桃花村锦屏山南麓的后小山西端，据考证属于汉人先民最早的石刻遗迹，由石器敲凿磨制而成，线条宽而浅，粗率劲直，作风原始，是中国唯一反应农业部落原始崇拜内容的岩画，如图3。因为其雕刻的时间，早于文字的发明，所以虽已被发现三十多年，但将军崖岩画仍有许多谜团未被破解，著名考古学家苏秉琦先生称其为“我国最早的一部天书”。然而，受天气环境与岩质条件等因素所影响，近年来岩画画面发生粒状、片状脱落，空鼓，开裂及各种风化等现象，致使许多地方画面模糊，刻痕变浅。据称，出土以后岩画发生的变化比出土前几千年的变化都大。因此，如何将岩画的现状保存下来是一个亟待解决的问题。 传统的岩画测绘全部依靠手工测量，所得的成果大多是以二维纸质图纸为表达形式。但是，对于类似反应岩画石刻这种结构复杂数据量大的人文景观