三維激光掃描技術在考古勘探中的應用

陳璐

摘要：隨著改革開放的腳步逐漸加快，我國各項事業的發展都很迅速，對于考古學的研究也在逐步的加快，保護歷史文物的意識越來越深，技術越來越成熟。現如今科學技術不斷地發展，越來越多成熟技術的應用于考古勘探方面，全面提升了我國的勘探水平。尤其是文物遺址的測繪工作，以前需要大量的時間和物理來完成，現在使用先進的技術就可以節約人力物力資源。本文主要針對三維激光掃描技術在考古勘探方面的研究進行了探討，希望能夠為考古勘探方面的研究提供一些參考意見。

關鍵詞：三維激光掃描技術；考古勘探；應用

1引言

三位激光掃描技術是一種高科技的新型測繪技術，是一種主動探測技術，目前在建筑工程、測量工程以及考古勘探方面都被大量應用。在進進考古勘探和測繪的時候，經常使用這一技術對復雜的文物和古建筑物以及其立面進行模型的重建，幫助研究人員更清晰的了解文物的形態等。利用三維激光掃描技術建立的三維模型準確度和精細程度更高，因此，即便文物的形態在復雜，也可以充分利用這一技術。

2三維激光掃描技術的實際工作原理分析

在考古勘探中使用三維激光掃描技術主要是利用脈沖測距和相位測距。脈沖測距就是利用激光脈沖的飛行時間來計算掃描儀和檢測點之間的距離，然后在根據獲得的距離來得到檢測點的坐標信息。相位測距則是根據掃描儀發射的連續性的激光，計算出反射回激光和激光之間的距離，再根據這段距離來估算出檢測點的距離。掃描儀利用這兩個原理，對被檢測的物體進行信息的采集得到被測物體每一個檢測點的坐標位置，也就是我們說的“點云”。最后對這個“點云”數據進行整合，最終形成三維模型。

3三維激光掃描在文物考古工作中的應用

3.1在石窟文物考古中的應用。石窟文物是考古研究中重點保護的文物之一，石窟文物綜合了雕像、壁畫以及建筑等多個領域的內容，也是古代文化和古今文明差異研究的重要史實證據。只有對石窟進行精確的測量，才能對石窟的造像形態和建筑結構進行仔細的研究。然而，一般來說，石窟寺的面積都非常大，而且形態各異，這就在無形中加大了測量的難度，使用傳統的測繪技術很難進行精確的測量。因此，在研究石窟文化的時候，經常利用三維激光掃描技術，建立精確的石窟結構模型。現階段，三維掃描技術不斷進步，在洞穴考古中應用的越來越廣泛。例如：阿富汗的巴米揚佛像就是利用三維激光掃描技術對殘存的數據進行收集整理，形成三維模型，與之前保存的數據相結合，進行佛像的虛擬重建。首先，需要將剖面圖和正射影像與地質狀況進行對比，然后根據地質特征最終確定佛像的位置。其次，結合原始保存的數據和重建后的模型數據相比較，看這兩者之間的差異，保證重建后模型的準確性。測量過程中，所有的步驟都取得了很好的效果，但是由于計算量龐大，將所有數據分為三組進行計算，每組之間有一些重合的部分，這樣分為三組進行處理，在將結果綜合到一起就是一個完整的重建后模型。

3.2在巖畫壁畫文物中的應用。將三維激光掃描技術應用到壁畫巖畫保護中去，利用3D模型可以精確的分析出文物的病害從而進行文物保護工作。例如：在研究梁帝皇后的漢墓時，對墓中的壁畫和損傷情況進行研究保護，就是利用這一技術首先對壁畫的病害狀況進行掃描分析，然后詳細的記錄了壁畫的變性損傷、局部剝落以及壁畫的整體形態等，在進行分析。再比如對西藏大釗寺的壁畫進行采集和調查過程中，也是利用3D模型對壁畫的形態以及病害情況進行綜合分析。在利用“點云”數據獲得壁畫的裂縫信息，清晰的描繪出了裂縫的情況以及病害的趨勢。由此可知，利用三維激光掃描技術在保護和研究壁畫的時候，能夠節約更多的時間，獲得的信息更加的準確，具有明顯的優勢。隨著研究的不斷深入，研究人員對于所描繪圖像的要求越來越高，因此，目前應用3D建模技術主要就是其高效的紋理映射和精確的測量圖像。

3.3在我國古建筑文物保護中的應用分析。我國的古建筑選材多種多樣，木結構、石結構等都是比較常見的材料。經過長時間的侵蝕和磨損，很多建筑遭到嚴重的破壞，近年來，我國對于古建筑的重視程度逐步增加，使用傳統的保護和修繕方法有很多的局限性，比如常用的二維圖像沒有立體感，而且精確程度不高。現在采用三維激光掃描技術就可以有效的避免這些不足，而且獲得的數據更加的精確。在檢測過程中，不需要直接接觸文物就可以有效的避免人為的損傷。按照測量獲得的“點云”數據形成平面圖像，在此基礎上建立三維模型，更加的立體，能夠更好的體現古建筑的定位，而且測量的時間被大大縮減，精確度大幅度提升，使測量工作更加的準確。

4結束語

綜上所述，將三維激光掃描技術應用到考古勘探工作中去，使考古勘探的水平大幅度提升。考古是一項追溯過去的工作，在此過程中充分利用現在高科技技術手段，就可以取得更多的成就。因此，將先進的技術應用到考古工作中去是未來發展的趨勢，應用新的技術可以為考古工作注入新的血液，提供新的工作思路，是考古工作更加的多元化。