三維激光掃描技術在佛像保護中的應用

徐洪峰　張瑜楠　李海全

摘要：古代的寺廟擺有很多佛像，但是隨著時間的推移，佛像受到自然界的侵蝕而有或多或少的損壞，一般測量工具根本不能對佛像進行完整精確的測量，以至不能及時對佛像損壞進行修復。三維激光掃描技術高精度的測距系統和測角系統已經應用于很多領域，尤其是三維激光掃描技術的數字化文物框架幾何數據對佛像的保護起到了至關重要的作用。

關鍵詞：三維激光掃描技術；佛像保護；測距系統；測角系統；數字化文物框架

中圖分類號：P225 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0037-02

每一個國家留下來的文物都是其歷史的見證，中國作為一個文化古國，佛像也成為中國歷史文物中的象征之一。中國人的智慧是不可估量的，雖然古代沒有精準的機械，但是我們的祖先憑借他們的智慧，建造出來的佛像都獨一無二，讓很多專家也都佩服不已。那些佛像都是我們最寶貴的資源，但隨著時間的推移，佛像可能會受到空氣中一些物質的腐蝕而有一些損失，所以對佛像的數據保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的數據保存就成了一個很大的問題，普通的測量儀器根本不能準確地對佛像的數據進行測量，而導致很多佛像的數據丟失。而三維激光掃描技術卻能夠很準確地完成一些復雜構造的測量，三維激光掃描技術因為這個優勢也已經應用于很多領域，當然在佛像的保護上它也發揮著很大的作用。

1 佛像保護中出現的問題

佛像在中國人心中是神的象征，佛像大多慈祥、優美而又不失莊嚴。佛祖救苦救難也受到了大眾的尊崇，是人們心靈的寄托，幾千年的文化延續，佛像也是中國古代文物的象征之一，但是現在佛像的保護卻出現了很多問題。

1.1 佛像丟失

在八國聯軍火燒圓明園時搶奪了大量的中國文物，其中就有很多中國佛像，那時候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、時間、金錢，是我國最寶貴的資源。佛像是我國祖先的智慧，佛像的丟失就相當于我們損失了一筆很大的財富，甚至連佛像的數據都沒有

留下。

1.2 外物侵蝕，環境影響

我國作為文化大國，但因為自然現象，如風沙的侵蝕、雨水的日月侵蝕，隨著時間的推移，因為保護措施不夠，可能佛像周圍的環境清潔措施沒有做好，空氣中會有很多的物質，日積月累侵蝕佛像。現在很多的佛像也都不是放在博物館保存的，而是放在一些寺廟里接受供奉，可能會有一些人為的失誤，會對佛像造成

損壞。

1.3 金錢交易

由于很多佛像都已經丟失，現在我國僅存的佛像就顯得更為寶貴了，我國對于遺失的佛像都是以高價回收，也有很多佛像愛好者也是高價收集佛像。高額的價錢就讓很多人利欲熏心，為了錢財而去偷盜佛像，導致大量的佛像丟失，佛像的數據也沒能保存。

1.4 普通測量技術不能保存佛像的數據

我國比較精致的佛像在做工上都是現代機械所不能比的，精巧的做工使普通的測量儀器測量時不易測量，而且會出現很大的誤差，以致保存的很多關于佛像的數據都是有偏差的。

2 三維激光掃描技術簡述

三維激光掃描技術是近幾年發展起來的一項高新技術，不同于普通的測量儀器，三維激光掃描技術對文物的測量是通過高速激光進行掃描式的測量方式進行測量。三維激光掃描技術能夠快速、精準地測量出佛像表面的三維信息。三維激光掃描技術能夠永久地保存佛像的信息，對損壞佛像的數據修復和保護都有很重要的作用。

2.1 三維激光掃描技術的掃描原理

三維激光掃描技術是一項近幾年發展起來的高新技術，首次將光機電和計算機技術結合在一起。三維激光掃描技術能夠精準地測量物體的三維數據，三維激光掃描技術也因其高度精準的測角系統和測距系統的優勢而應用于很多領域。圖1為三維激光掃描技術的測量原理。主要是根據所測點與激光發射點的距離，激光光束與水平X軸的夾角，光束與垂直坐標的夾角的互余角，解算目標點P的三維坐標（X、Y、Z）。

2.2 三維激光掃描技術的掃描的主要優勢

與之前的傳統測量方式不同，三維激光掃描技術的測量告別了單側點的測量方式，三維激光掃描技術主要運用了激光的優勢，能快速精準地獲取被測物體表面的三維數據，直接生成被測物體的高密度三維點云。相對于普通的皮尺測量，三維激光掃描技術測量有以下的優點，相對于以往的人工作業，且不論所用儀器是否精準，總會讓測量出現一些誤差，而三維激光掃描技術則完全是機械作業，在有很大的工作量的時候，三維激光掃描技術也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三維激光掃描技術測量文物數據，并不會實際接觸文物，也就減少了因為接觸而意外給文物造成的損失，三維激光掃描技術能夠對文物進行全方位360°無死角的測量，測量數據非常全面，非常適合外形不規則的文物的測量。

2.3 三維激光掃描的工作流程

三維激光掃描的工作一般分為三步：首先對測量物體進行實地勘測，確定激光掃描機的擺設位置；其次是對佛像進行不同角度的掃描攝影；最后就要對掃描的數據進行處理。三維激光技術雖然高超，但是對掃描后的數據進行處理也是一項巨大而重要的工作，此項工作對技術人員的要求也是很高的。

3 三維激光掃描技術在佛像保護中的主要應用

3.1 對佛像三維信息的保存

佛像是我國的古代象征之一，對佛像的信息保存是一項非常重要的事情，也是國際上對文物保存的一項基本事項。但是一般的測量工作，由于人為和外界的一些因素，導致測量的數據有一定的偏差，對于佛像的保存，因為信息保留的不完整、不精確，就無法精準地對佛像所受到的病害進行調查，不能及時準確地修復和保護佛像。而三維激光掃描技術則可以很準確全面地對佛像的數據進行測量，保存準確的佛像信息，及時地對佛像的病害進行防護和治療。

3.2 對佛像虛擬修復

三維激光掃描技術測量出來的佛像信息能夠為破損佛像進行修復，現在很多的佛像都因為一些原因遭到了破損，而經過佛像修復師的修復就能夠對佛像進行

修復。

3.3 監測

佛像的監測是對佛像一項最基本的保護。一方面監測能夠及時發現佛像是否因為外物的侵害而受到破損，定期地對佛像進行三維激光掃描就能發現佛像是否出現了損壞，能及時對佛像進行修復；另一方面通過三維激光掃描后能夠對佛像進行跟蹤保護。

4 結語

三維激光掃描技術因其高度精準的測角系統和測距系統的優勢而應用于很多領域，在佛像預防保護和損壞修復工作上都起到了很重要的作用。

參考文獻

[1] 吳育華，王金華，侯妙樂，張玉敏.三維激光掃描技術在巖土文物保護中的應用[J].文物保護與考古科學，2011，（4）.

[2] 蔡廣杰.三維激光掃描技術在西藏壁畫保護中的應用[D].首都師范大學，2009.

[3] 房延偉.三維激光掃描技術在地籍測繪中的應用[D].吉林大學，2013.

[4] 劉旭春，丁延輝.三維激光掃描技術在古建筑保護中的應用[J].測繪工程，2006，15（1）.

作者簡介：徐洪峰，男，供職于山東城市建設職業學院，中級工程師；張瑜楠（1979-），女，山東城市建設職業學院講師，碩士；李海全（1976-），男，山東城市建設職業學院講師，工程師，碩士。endprint

摘要：古代的寺廟擺有很多佛像，但是隨著時間的推移，佛像受到自然界的侵蝕而有或多或少的損壞，一般測量工具根本不能對佛像進行完整精確的測量，以至不能及時對佛像損壞進行修復。三維激光掃描技術高精度的測距系統和測角系統已經應用于很多領域，尤其是三維激光掃描技術的數字化文物框架幾何數據對佛像的保護起到了至關重要的作用。

關鍵詞：三維激光掃描技術；佛像保護；測距系統；測角系統；數字化文物框架

中圖分類號：P225 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0037-02

每一個國家留下來的文物都是其歷史的見證，中國作為一個文化古國，佛像也成為中國歷史文物中的象征之一。中國人的智慧是不可估量的，雖然古代沒有精準的機械，但是我們的祖先憑借他們的智慧，建造出來的佛像都獨一無二，讓很多專家也都佩服不已。那些佛像都是我們最寶貴的資源，但隨著時間的推移，佛像可能會受到空氣中一些物質的腐蝕而有一些損失，所以對佛像的數據保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的數據保存就成了一個很大的問題，普通的測量儀器根本不能準確地對佛像的數據進行測量，而導致很多佛像的數據丟失。而三維激光掃描技術卻能夠很準確地完成一些復雜構造的測量，三維激光掃描技術因為這個優勢也已經應用于很多領域，當然在佛像的保護上它也發揮著很大的作用。

1 佛像保護中出現的問題

佛像在中國人心中是神的象征，佛像大多慈祥、優美而又不失莊嚴。佛祖救苦救難也受到了大眾的尊崇，是人們心靈的寄托，幾千年的文化延續，佛像也是中國古代文物的象征之一，但是現在佛像的保護卻出現了很多問題。

1.1 佛像丟失

在八國聯軍火燒圓明園時搶奪了大量的中國文物，其中就有很多中國佛像，那時候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、時間、金錢，是我國最寶貴的資源。佛像是我國祖先的智慧，佛像的丟失就相當于我們損失了一筆很大的財富，甚至連佛像的數據都沒有

留下。

1.2 外物侵蝕，環境影響

我國作為文化大國，但因為自然現象，如風沙的侵蝕、雨水的日月侵蝕，隨著時間的推移，因為保護措施不夠，可能佛像周圍的環境清潔措施沒有做好，空氣中會有很多的物質，日積月累侵蝕佛像。現在很多的佛像也都不是放在博物館保存的，而是放在一些寺廟里接受供奉，可能會有一些人為的失誤，會對佛像造成

損壞。

1.3 金錢交易

由于很多佛像都已經丟失，現在我國僅存的佛像就顯得更為寶貴了，我國對于遺失的佛像都是以高價回收，也有很多佛像愛好者也是高價收集佛像。高額的價錢就讓很多人利欲熏心，為了錢財而去偷盜佛像，導致大量的佛像丟失，佛像的數據也沒能保存。

1.4 普通測量技術不能保存佛像的數據

我國比較精致的佛像在做工上都是現代機械所不能比的，精巧的做工使普通的測量儀器測量時不易測量，而且會出現很大的誤差，以致保存的很多關于佛像的數據都是有偏差的。

2 三維激光掃描技術簡述

三維激光掃描技術是近幾年發展起來的一項高新技術，不同于普通的測量儀器，三維激光掃描技術對文物的測量是通過高速激光進行掃描式的測量方式進行測量。三維激光掃描技術能夠快速、精準地測量出佛像表面的三維信息。三維激光掃描技術能夠永久地保存佛像的信息，對損壞佛像的數據修復和保護都有很重要的作用。

2.1 三維激光掃描技術的掃描原理

三維激光掃描技術是一項近幾年發展起來的高新技術，首次將光機電和計算機技術結合在一起。三維激光掃描技術能夠精準地測量物體的三維數據，三維激光掃描技術也因其高度精準的測角系統和測距系統的優勢而應用于很多領域。圖1為三維激光掃描技術的測量原理。主要是根據所測點與激光發射點的距離，激光光束與水平X軸的夾角，光束與垂直坐標的夾角的互余角，解算目標點P的三維坐標（X、Y、Z）。

2.2 三維激光掃描技術的掃描的主要優勢

與之前的傳統測量方式不同，三維激光掃描技術的測量告別了單側點的測量方式，三維激光掃描技術主要運用了激光的優勢，能快速精準地獲取被測物體表面的三維數據，直接生成被測物體的高密度三維點云。相對于普通的皮尺測量，三維激光掃描技術測量有以下的優點，相對于以往的人工作業，且不論所用儀器是否精準，總會讓測量出現一些誤差，而三維激光掃描技術則完全是機械作業，在有很大的工作量的時候，三維激光掃描技術也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三維激光掃描技術測量文物數據，并不會實際接觸文物，也就減少了因為接觸而意外給文物造成的損失，三維激光掃描技術能夠對文物進行全方位360°無死角的測量，測量數據非常全面，非常適合外形不規則的文物的測量。

2.3 三維激光掃描的工作流程

三維激光掃描的工作一般分為三步：首先對測量物體進行實地勘測，確定激光掃描機的擺設位置；其次是對佛像進行不同角度的掃描攝影；最后就要對掃描的數據進行處理。三維激光技術雖然高超，但是對掃描后的數據進行處理也是一項巨大而重要的工作，此項工作對技術人員的要求也是很高的。

3 三維激光掃描技術在佛像保護中的主要應用

3.1 對佛像三維信息的保存

佛像是我國的古代象征之一，對佛像的信息保存是一項非常重要的事情，也是國際上對文物保存的一項基本事項。但是一般的測量工作，由于人為和外界的一些因素，導致測量的數據有一定的偏差，對于佛像的保存，因為信息保留的不完整、不精確，就無法精準地對佛像所受到的病害進行調查，不能及時準確地修復和保護佛像。而三維激光掃描技術則可以很準確全面地對佛像的數據進行測量，保存準確的佛像信息，及時地對佛像的病害進行防護和治療。

3.2 對佛像虛擬修復

三維激光掃描技術測量出來的佛像信息能夠為破損佛像進行修復，現在很多的佛像都因為一些原因遭到了破損，而經過佛像修復師的修復就能夠對佛像進行

修復。

3.3 監測

佛像的監測是對佛像一項最基本的保護。一方面監測能夠及時發現佛像是否因為外物的侵害而受到破損，定期地對佛像進行三維激光掃描就能發現佛像是否出現了損壞，能及時對佛像進行修復；另一方面通過三維激光掃描后能夠對佛像進行跟蹤保護。

4 結語

三維激光掃描技術因其高度精準的測角系統和測距系統的優勢而應用于很多領域，在佛像預防保護和損壞修復工作上都起到了很重要的作用。

參考文獻

[1] 吳育華，王金華，侯妙樂，張玉敏.三維激光掃描技術在巖土文物保護中的應用[J].文物保護與考古科學，2011，（4）.

[2] 蔡廣杰.三維激光掃描技術在西藏壁畫保護中的應用[D].首都師范大學，2009.

[3] 房延偉.三維激光掃描技術在地籍測繪中的應用[D].吉林大學，2013.

[4] 劉旭春，丁延輝.三維激光掃描技術在古建筑保護中的應用[J].測繪工程，2006，15（1）.

作者簡介：徐洪峰，男，供職于山東城市建設職業學院，中級工程師；張瑜楠（1979-），女，山東城市建設職業學院講師，碩士；李海全（1976-），男，山東城市建設職業學院講師，工程師，碩士。endprint

摘要：古代的寺廟擺有很多佛像，但是隨著時間的推移，佛像受到自然界的侵蝕而有或多或少的損壞，一般測量工具根本不能對佛像進行完整精確的測量，以至不能及時對佛像損壞進行修復。三維激光掃描技術高精度的測距系統和測角系統已經應用于很多領域，尤其是三維激光掃描技術的數字化文物框架幾何數據對佛像的保護起到了至關重要的作用。

關鍵詞：三維激光掃描技術；佛像保護；測距系統；測角系統；數字化文物框架

中圖分類號：P225 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0037-02

每一個國家留下來的文物都是其歷史的見證，中國作為一個文化古國，佛像也成為中國歷史文物中的象征之一。中國人的智慧是不可估量的，雖然古代沒有精準的機械，但是我們的祖先憑借他們的智慧，建造出來的佛像都獨一無二，讓很多專家也都佩服不已。那些佛像都是我們最寶貴的資源，但隨著時間的推移，佛像可能會受到空氣中一些物質的腐蝕而有一些損失，所以對佛像的數據保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的數據保存就成了一個很大的問題，普通的測量儀器根本不能準確地對佛像的數據進行測量，而導致很多佛像的數據丟失。而三維激光掃描技術卻能夠很準確地完成一些復雜構造的測量，三維激光掃描技術因為這個優勢也已經應用于很多領域，當然在佛像的保護上它也發揮著很大的作用。

1 佛像保護中出現的問題

佛像在中國人心中是神的象征，佛像大多慈祥、優美而又不失莊嚴。佛祖救苦救難也受到了大眾的尊崇，是人們心靈的寄托，幾千年的文化延續，佛像也是中國古代文物的象征之一，但是現在佛像的保護卻出現了很多問題。

1.1 佛像丟失

在八國聯軍火燒圓明園時搶奪了大量的中國文物，其中就有很多中國佛像，那時候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、時間、金錢，是我國最寶貴的資源。佛像是我國祖先的智慧，佛像的丟失就相當于我們損失了一筆很大的財富，甚至連佛像的數據都沒有

留下。

1.2 外物侵蝕，環境影響

我國作為文化大國，但因為自然現象，如風沙的侵蝕、雨水的日月侵蝕，隨著時間的推移，因為保護措施不夠，可能佛像周圍的環境清潔措施沒有做好，空氣中會有很多的物質，日積月累侵蝕佛像。現在很多的佛像也都不是放在博物館保存的，而是放在一些寺廟里接受供奉，可能會有一些人為的失誤，會對佛像造成

損壞。

1.3 金錢交易

由于很多佛像都已經丟失，現在我國僅存的佛像就顯得更為寶貴了，我國對于遺失的佛像都是以高價回收，也有很多佛像愛好者也是高價收集佛像。高額的價錢就讓很多人利欲熏心，為了錢財而去偷盜佛像，導致大量的佛像丟失，佛像的數據也沒能保存。

1.4 普通測量技術不能保存佛像的數據

我國比較精致的佛像在做工上都是現代機械所不能比的，精巧的做工使普通的測量儀器測量時不易測量，而且會出現很大的誤差，以致保存的很多關于佛像的數據都是有偏差的。

2 三維激光掃描技術簡述

三維激光掃描技術是近幾年發展起來的一項高新技術，不同于普通的測量儀器，三維激光掃描技術對文物的測量是通過高速激光進行掃描式的測量方式進行測量。三維激光掃描技術能夠快速、精準地測量出佛像表面的三維信息。三維激光掃描技術能夠永久地保存佛像的信息，對損壞佛像的數據修復和保護都有很重要的作用。

2.1 三維激光掃描技術的掃描原理

三維激光掃描技術是一項近幾年發展起來的高新技術，首次將光機電和計算機技術結合在一起。三維激光掃描技術能夠精準地測量物體的三維數據，三維激光掃描技術也因其高度精準的測角系統和測距系統的優勢而應用于很多領域。圖1為三維激光掃描技術的測量原理。主要是根據所測點與激光發射點的距離，激光光束與水平X軸的夾角，光束與垂直坐標的夾角的互余角，解算目標點P的三維坐標（X、Y、Z）。

2.2 三維激光掃描技術的掃描的主要優勢

與之前的傳統測量方式不同，三維激光掃描技術的測量告別了單側點的測量方式，三維激光掃描技術主要運用了激光的優勢，能快速精準地獲取被測物體表面的三維數據，直接生成被測物體的高密度三維點云。相對于普通的皮尺測量，三維激光掃描技術測量有以下的優點，相對于以往的人工作業，且不論所用儀器是否精準，總會讓測量出現一些誤差，而三維激光掃描技術則完全是機械作業，在有很大的工作量的時候，三維激光掃描技術也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三維激光掃描技術測量文物數據，并不會實際接觸文物，也就減少了因為接觸而意外給文物造成的損失，三維激光掃描技術能夠對文物進行全方位360°無死角的測量，測量數據非常全面，非常適合外形不規則的文物的測量。

2.3 三維激光掃描的工作流程

三維激光掃描的工作一般分為三步：首先對測量物體進行實地勘測，確定激光掃描機的擺設位置；其次是對佛像進行不同角度的掃描攝影；最后就要對掃描的數據進行處理。三維激光技術雖然高超，但是對掃描后的數據進行處理也是一項巨大而重要的工作，此項工作對技術人員的要求也是很高的。

3 三維激光掃描技術在佛像保護中的主要應用

3.1 對佛像三維信息的保存

佛像是我國的古代象征之一，對佛像的信息保存是一項非常重要的事情，也是國際上對文物保存的一項基本事項。但是一般的測量工作，由于人為和外界的一些因素，導致測量的數據有一定的偏差，對于佛像的保存，因為信息保留的不完整、不精確，就無法精準地對佛像所受到的病害進行調查，不能及時準確地修復和保護佛像。而三維激光掃描技術則可以很準確全面地對佛像的數據進行測量，保存準確的佛像信息，及時地對佛像的病害進行防護和治療。

3.2 對佛像虛擬修復

三維激光掃描技術測量出來的佛像信息能夠為破損佛像進行修復，現在很多的佛像都因為一些原因遭到了破損，而經過佛像修復師的修復就能夠對佛像進行

修復。

3.3 監測

佛像的監測是對佛像一項最基本的保護。一方面監測能夠及時發現佛像是否因為外物的侵害而受到破損，定期地對佛像進行三維激光掃描就能發現佛像是否出現了損壞，能及時對佛像進行修復；另一方面通過三維激光掃描后能夠對佛像進行跟蹤保護。

4 結語

三維激光掃描技術因其高度精準的測角系統和測距系統的優勢而應用于很多領域，在佛像預防保護和損壞修復工作上都起到了很重要的作用。

參考文獻

[1] 吳育華，王金華，侯妙樂，張玉敏.三維激光掃描技術在巖土文物保護中的應用[J].文物保護與考古科學，2011，（4）.

[2] 蔡廣杰.三維激光掃描技術在西藏壁畫保護中的應用[D].首都師范大學，2009.

[3] 房延偉.三維激光掃描技術在地籍測繪中的應用[D].吉林大學，2013.

[4] 劉旭春，丁延輝.三維激光掃描技術在古建筑保護中的應用[J].測繪工程，2006，15（1）.

作者簡介：徐洪峰，男，供職于山東城市建設職業學院，中級工程師；張瑜楠（1979-），女，山東城市建設職業學院講師，碩士；李海全（1976-），男，山東城市建設職業學院講師，工程師，碩士。endprint