測繪技術(shù)讓文化遺產(chǎn)活起來
文物和文化遺產(chǎn)承載著一個民族的基因和血脈,積淀著人類文明的記憶。近年來,文物資源和文化遺產(chǎn)蘊(yùn)含的創(chuàng)新創(chuàng)造基因被不斷激活,讓文物說話、讓歷史說話、讓文化說話,已經(jīng)成為文博工作者和全社會的共識。文化遺產(chǎn)數(shù)字化,讓文物和文化遺產(chǎn)活起來,測繪地理信息技術(shù)在其中發(fā)揮了重要作用。
測繪技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用已成熟
1992年,聯(lián)合國教科文組織發(fā)起了世界記憶工程,被視為全球范圍內(nèi)文化遺產(chǎn)數(shù)字化工作的開端。隨著測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,目前搭載于有人/無人機(jī)、車輛、駐站等多平臺的三維激光掃描與傾斜攝影測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于文化遺產(chǎn)景觀三維數(shù)字化留存。
“文化遺產(chǎn)保護(hù)是一項復(fù)雜的科學(xué)研究工作,客觀全面地記錄并表達(dá)遺存的空間信息一直是考古信息記錄的熱點和難點。目前,測繪技術(shù)在文化遺存發(fā)掘信息記錄方面的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。與傳統(tǒng)測繪不同,文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的測繪側(cè)重考慮本體安全、所處環(huán)境以及效果實現(xiàn)的成本和效率,強(qiáng)調(diào)局部細(xì)節(jié)的表現(xiàn)、相對位置關(guān)系的準(zhǔn)確等。”中國文化遺產(chǎn)研究院研究員、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室(珠海)海洋考古團(tuán)隊首席科學(xué)家詹長法告訴記者。
他介紹,目前陸地考古領(lǐng)域運用最廣泛的設(shè)備和技術(shù)有全站儀、RTK測量儀、三維激光掃描儀、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)等。其中,全站儀與RTK可以在測量時建立起三維測繪坐標(biāo)系統(tǒng),用于測量發(fā)掘中常見的灰坑、房址、墓葬、窯址等遺跡,提升了測圖的精度和速度;三維激光掃描技術(shù)可以迅速地獲取物體表面密集的、超精確的三維點坐標(biāo),具有立體直觀、可視性強(qiáng)的優(yōu)點,常用于古建筑等復(fù)雜建筑物及具有復(fù)雜立面的可移動文物的三維模型重建,并可將前期數(shù)據(jù)用于古建筑與石窟寺等不可移動文物的病害監(jiān)測;無人機(jī)航拍則可以獲得大范圍、高精度、符合測繪標(biāo)準(zhǔn)的地形圖。在海洋考古遺產(chǎn)勘測領(lǐng)域開展海洋文化遺產(chǎn)調(diào)查,則主要應(yīng)用磁力探測、金屬探測、側(cè)掃聲吶、多波束測深、淺地層剖面探測等海洋地球物理方法。
“從不同空間尺度上來看,目前測繪技術(shù)在我國文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在點狀、面狀文化遺產(chǎn)空間構(gòu)建,文化遺產(chǎn)景觀規(guī)劃與保護(hù)以及文物本體保護(hù)修復(fù)3個層面。”中國測繪學(xué)會文化遺產(chǎn)保護(hù)專業(yè)委員會委員楊溯說,以大空間尺度地理信息為數(shù)字底座,結(jié)合文化遺產(chǎn)時空信息數(shù)據(jù),形成對我國文化遺產(chǎn)在歷史、文化、藝術(shù)價值等多維度的系統(tǒng)認(rèn)知,構(gòu)建區(qū)域型文化遺產(chǎn)空間,是體現(xiàn)與發(fā)掘中華文明發(fā)展脈絡(luò)的必要途徑。此外,文化遺產(chǎn)景觀數(shù)字化對于文化遺產(chǎn)保護(hù)區(qū)與核心保護(hù)區(qū)“兩線”劃定、變化監(jiān)測、風(fēng)險評估、三維制圖等方面,都能提供重要支撐。而在文物本體層面,文物病害精細(xì)化管理、文物虛擬修復(fù)也需要測繪技術(shù)來支撐。
越來越多文化遺產(chǎn)獲得數(shù)字新生
文物和文化遺產(chǎn)是中華民族5000多年燦爛文明的實證,對于認(rèn)識中華文明起源和發(fā)展的歷史脈絡(luò)、認(rèn)識中華文明取得的輝煌成就以及中華文明對人類文明的重大貢獻(xiàn),具有十分重要的意義。為了更好地保護(hù)它們,測繪人早已沖鋒在前。
2016年夏天,布達(dá)拉宮古建筑群精確測繪與數(shù)字化項目正式啟動。中國文化遺產(chǎn)研究院聯(lián)合北京帝測科技股份有限公司承擔(dān)了布達(dá)拉宮精細(xì)測繪數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)處理工作,發(fā)現(xiàn)了布達(dá)拉宮所有的未知空間,解決了布達(dá)拉宮建筑形態(tài)長期不完整的問題,獲取了具有文物保護(hù)特點的精細(xì)化測繪成果;诰(xì)化測繪獲取的布達(dá)拉宮建筑完整形態(tài)數(shù)據(jù),一方面可全面分析危害布達(dá)拉宮建筑安全穩(wěn)定性的病害分布情況;另一方面可應(yīng)用于布達(dá)拉宮文物保護(hù)三維可視化管理平臺。該精細(xì)化測繪成果2017年亮相上海建博會,獲得社會各界的廣泛關(guān)注。
我國第35處世界遺產(chǎn)“開平碉樓與村落”是首個華僑文化世界遺產(chǎn)。2011年,廣州歐科團(tuán)隊使用三維激光掃描、無人機(jī)航攝、傾斜攝影測量、近景攝影測量等測繪技術(shù),記錄下這片歷史悠久的世界遺產(chǎn)。“我們對其進(jìn)行全方位采集,形成了碉樓的點云圖、線劃圖、三維精細(xì)模型等數(shù)字化成果,為日后的保護(hù)、活化與利用提供了精確的原始數(shù)據(jù)支撐。”廣州歐科市場與研究院副院長劉明星介紹。他們還參與了“南海Ⅰ號”出水后全程的保護(hù)發(fā)掘,應(yīng)用三維激光掃描、近景攝影測量等對保護(hù)發(fā)掘現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,真實記錄了試發(fā)掘過程中的三維點云數(shù)據(jù)和紋理信息。在數(shù)字化保護(hù)過程中,該團(tuán)隊采用無接觸測量方法,實現(xiàn)在最小干預(yù)的前提下,對發(fā)掘現(xiàn)場進(jìn)行實時、高效、高精度的數(shù)字化采集。
這些只是測繪技術(shù)助力文化遺產(chǎn)保護(hù)的縮影。三星堆珍貴文物的三維數(shù)字化與虛擬修復(fù)、羅布林卡數(shù)字化檔案系統(tǒng)構(gòu)建……越來越多的文化遺產(chǎn)獲得數(shù)字新生的背后,是測繪人不斷的探索與進(jìn)取。
期待多種測繪技術(shù)整合和多元數(shù)據(jù)融合
千百年來,中華文脈在傳承和創(chuàng)新中不斷發(fā)展,在應(yīng)時處變中不斷升華,文化遺產(chǎn)便是中華民族精神生生不息的基因和血脈。而測繪科技也在融合應(yīng)用的大潮中不斷創(chuàng)新發(fā)展。未來,測繪技術(shù)助力文化遺產(chǎn)保護(hù)的方向在哪兒呢?
“當(dāng)前面臨的難題是文化遺產(chǎn)三維數(shù)字化的數(shù)據(jù)如何與文化遺產(chǎn)的內(nèi)涵融為一體。”楊溯認(rèn)為,未來測繪技術(shù)助力文化遺產(chǎn)保護(hù)主要有兩個方向:一是在現(xiàn)有文化遺產(chǎn)空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,挖掘更深層次的隱含空間信息;二是將冷冰冰的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)賦予歷史文化內(nèi)涵,將空間信息與其歷史、藝術(shù)、文化信息關(guān)聯(lián)融合,讓數(shù)據(jù)熱起來、活起來。
詹長法認(rèn)為,技術(shù)層面應(yīng)該從關(guān)注大體量和環(huán)境的影響以及測繪數(shù)據(jù)留存,拓展為從微觀和顯微層面用化探、物探手段研究細(xì)微留存;從類比石窟寺考古中的窟前環(huán)境探查,逐漸變成通過細(xì)微探查來發(fā)現(xiàn)更多的歷史信息。
詹長法表示,目前在文化遺產(chǎn)保護(hù)中大多是使用一種或少數(shù)幾種測繪技術(shù),僅有極少的項目能將多種測繪技術(shù)同時綜合應(yīng)用。“未來趨勢就是多種測繪技術(shù)的整合和多元數(shù)據(jù)的融合,綜合應(yīng)用多種現(xiàn)代測繪技術(shù)手段,為后續(xù)的文化遺產(chǎn)保護(hù)研究提供更為豐富、詳盡的資料。”詹長法說,“期待能看到更多更先進(jìn)的測繪技術(shù)手段綜合應(yīng)用在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域,讓測繪技術(shù)和文化遺產(chǎn)保護(hù)相輔相成、相得益彰。”
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