淺析文物建筑“四有檔案”數字化的適宜技術

朱兆陽 李瓊

摘 要：當前文物建筑“四有檔案”的編制工作大多是以傳統方式進行，這既不利于工作效率的提高，也不利于“四有檔案”的保管、使用、完善和傳播。隨著文保領域中新科技手段的大量涌現，借助新技術、方法為“四有檔案”的數字化服務，不僅可以方便的記錄文物本體的價值信息和文物保護工程及病害防治監測的結果，還能為修繕工作提供全面詳實的依據。既滿足了新時期文保工作的需要，又提高了文物管理手段的科技含量。

關鍵詞：“四有檔案”；數字化；適宜技術

文物建筑“四有檔案”是文保工作的基礎和重要組成部分，在《文物法》、《2015版中國文物古跡保護準則》、《全國重點文物保護單位記錄檔案工作規范》中對此進行了明確規定和闡述。

當前文物保護單位“四有檔案”的編制工作大多是以傳統方式進行，這既不利于工作效率的提高，也不利于“四有檔案”的保管、使用、完善和傳播。

隨著文保領域中新科技手段的大量涌現，諸如三維和材料成分信息采集技術、殘損病害無損檢測技術、動態監測技術等技術、方法也在各級文保單位的保護工作中加以運用，其所獲得的數據成果大多是以電子文件介質儲存、應用的，這不僅可以方便的記錄文物本體的價值信息和文物保護工程及病害防治監測的結果，還可為“四有檔案”的數字化工作提供基礎條件和保障。既滿足了新時期文保工作的需要、補充了傳統工作方式的不足，又提高了文物管理手段的科技含量。

結合文保工作的具體實踐，本文針對有利于文物建筑“四有檔案”數字化的適宜技術及特點做以下簡要的分析。

1 三維信息采集技術

1.1 三維激光采集技術

三維激光采集技術是利用激光束的高精度測距原理獲取對象的幾何形體空間信息。滿足從碑刻、陳設到古建筑、保護規劃區域等不同范圍的采集需求。優點是速度快，精確度高，受環境光干擾小。主要技術難點有：對于大尺度、大體量的不可移動文物，由于每一站采集信息有限，拼站后如何能夠保持古建筑的整體精度；將點云圖最少干預地解讀為工程用三視圖尚沒有好的解決辦法，而現階段是通過有經驗的古建設計師判讀描繪來完成的；相較掃描對象，點云色彩的還原度較差。對于小尺度的文物，主要技術難點則是對形體復雜的文物，內部遮擋部分較難獲取，只能通過后期人工修補完成完整的模型；反光材質的掃描與還原等。

1.2 攝影采集技術

攝影采集技術是將攝影測量與計算機算法相結合的技術，常用的有人視角度采集及無人機航拍采集。優點是色彩、材質、影像的還原度高。主要技術難點是幾何形體精度較三維激光差，采集時受環境光影響較大；對于無人機航拍，則更受制于環境因素的影響。

1.3 光柵采集技術

利用光柵與計算機算法結合而成的幾何信息采集技術。優點是影像精度效果好。主要技術難點是僅適用于小尺度對象的掃描。

2 材料信息提取分析技術

材料信息的采集與分析在文保工作中有著非常重要的意義，通過研究可以分析材料的成分、產地，并為復原及修復工作奠定基礎。常用的材料分析設備主要有光譜類和顯微鏡類。在實際工作中，常采用便攜式設備快速定性檢測與實驗室設備常規定量檢測相結合的方法。

3 殘損、病害無損檢測及監測技術

文物建筑的無損檢測技術是保護過程中重要的前期基礎工作。快速、非接觸、自動化是其最大的優勢。在文物保護的嚴峻形勢下，利用無損檢測方法分析其存在的殘損、病害問題，可更好的實現文物建筑的預防性的保護。

以文物建筑的內部病害檢測技術為例。對于木構件，以往的方法，受人工經驗的制約，結果偏差也大。而通過應力波儀和阻抗儀的配合使用，不僅可以對木構件內部病害狀況進行更為準確的量化、判斷，結合數據更可以預測彈性模量、強度、剩余承載力等主要力學性能指標，為木結構的安全性評價提供依據。針對磚石材料的構件則可采用非金屬超聲波探測儀、地質雷達等，定性及定量的檢測其表面及內部的病害殘損狀況。基于此的以上數據均可方便的載入到“四有檔案”的數字化信息庫中。

監測技術則建立了能夠完整、持續的采集傳輸相關數據的物聯網系統。該系統通過多種方法監測古建筑各主要構件及結點的空間存在狀態、屬性變化，以及周邊環境的變化，實現了監測數據的診斷、預警和處理，為文物建筑采取進一步的干預措施提供扎實的依據。

通過三維信息采集、無損檢測等手段獲取的數據結合BIM技術可以對文物本體進行建模及仿真模擬，從而實現動態化的評估、預警。另一方面各部分的分析結果也將直觀的顯示在可視化的BIM模型信息庫中，同時也被載入“四有檔案”中。

4 結語

大規模的城市建設以及風吹、日曬、雨淋乃至臺風、地震、泥石流等不可抗力的影響都有可能造成文物建筑本體的損失，甚至是毀滅。一旦出現這些重大損失，借助新科技成果的數字化“四有檔案”不僅能為修繕、復建等工作提供全面詳實的依據，為相關學術研究工作產生不可估量的積極影響。同時還可以借助網絡平臺將數字化檔案中的文物價值信息進行公眾教育，使文物資源成為社會共有、全民共享的文化財富。從而更好的推動優秀文化資源的傳承和發揚。

參考文獻：

[1] 王運良.關于文保單位“四有工作”歷史淵源及現狀之管見[J].中國文物科學研究，2008（03）.

[2] 國際古跡遺址理事會中國國家委員會.中國文物古跡保護準則（2015版）.

作者簡介：朱兆陽，男，碩士，助教，工作單位：中原工學院建筑工程學院。