測繪技術讓文化遺產活起來

◎ 王瑜

文物和文化遺產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所蘊含的創新創造基因被不斷激活，讓文物說話、讓歷史說話、讓文化說話，已經成為文博工作者和全社會的共識。文化遺產數字化，讓文物和文化遺產活起來，測繪地理信息技術在其中發揮了重要作用。

測繪技術在文化遺產保護中的應用已成熟

1992 年，聯合國教科文組織發起了世界記憶工程，被視為全球范圍內文化遺產數字化工作的開端。隨著測繪科學技術的發展與進步，目前搭載于有人/無人機、車輛、駐站等多平臺的三維激光掃描與傾斜攝影測量技術廣泛應用于文化遺產景觀三維數字化留存。

“文化遺產保護是一項復雜的科學研究工作，客觀全面地記錄并表達遺存的空間信息一直是考古信息記錄的熱點和難點。目前，測繪技術在文化遺存發掘信息記錄方面的應用已經比較成熟。與傳統測繪不同，文化遺產領域的測繪側重考慮本體安全、所處環境以及效果實現的成本和效率，強調局部細節的表現、相對位置關系的準確等。”中國文化遺產研究院研究員、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）海洋考古團隊首席科學家詹長法告訴記者。

● 手持三維掃描建立文物三維檔案

他介紹，目前陸地考古領域運用最廣泛的設備和技術有全站儀、RTK 測量儀、三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影技術等。其中，全站儀與RTK 可以在測量時建立起三維測繪坐標系統，用于測量發掘中常見的灰坑、房址、墓葬、窯址等遺跡，提升了測圖的精度和速度；三維激光掃描技術可以迅速地獲取物體表面密集的、超精確的三維點坐標，具有立體直觀、可視性強的優點，常用于古建筑等復雜建筑物及具有復雜立面的可移動文物的三維模型重建，并可將前期數據用于古建筑與石窟寺等不可移動文物的病害監測；無人機航拍則可以獲得大范圍、高精度、符合測繪標準的地形圖。在海洋考古遺產勘測領域開展海洋文化遺產調查，則主要應用磁力探測、金屬探測、側掃聲吶、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，目前測繪技術在我國文化遺產保護中的應用主要體現在點狀、面狀文化遺產空間構建，文化遺產景觀規劃與保護以及文物本體保護修復3 個層面。”中國測繪學會文化遺產保護專業委員會委員楊溯介紹，以大空間地理信息為數字底座，結合文化遺產時空信息數據，形成對我國文化遺產在歷史、文化、藝術價值等多維度的認知，構建區域型文化遺產空間，是體現與發掘中華文明發展脈絡的途徑。此外，文化遺產景觀數字化對于文化遺產保護區與核心保護區“兩線”劃定、變化監測、風險評估、三維制圖等方面，都能提供重要支撐。而在文物本體層面，文物病害精細化管理、文物虛擬修復也需要測繪技術來支撐。

越來越多文化遺產獲得數字新生

文物和文化遺產是中華民族5000 多年燦爛文明的實證，對于認識中華文明起源和發展的歷史脈絡、認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，都具有十分重要的意義。為了更好地保護它們，測繪人早已沖鋒在前。

2016 年夏天，布達拉宮古建筑群精確測繪與數字化項目正式啟動。中國文化遺產研究院聯合北京帝測科技股份有限公司承擔了布達拉宮精細測繪數據獲取及數據處理工作，發現了布達拉宮所有的未知空間，解決了布達拉宮建筑形態長期不完整的問題，獲取了具有文物保護特點的精細化測繪成果。基于精細化測繪獲取的布達拉宮建筑完整形態數據，一方面可全面分析危害布達拉宮建筑安全穩定性的病害分布情況；另一方面可應用于布達拉宮文物保護三維可視化管理平臺。該精細化測繪成果2017 年亮相上海建博會，獲得社會各界的廣泛關注。

我國第35 處世界遺產“開平碉樓與村落”是首個華僑文化世界遺產。2011 年，廣州歐科團隊使用三維激光掃描、無人機航攝、傾斜攝影測量、近景攝影測量等測繪技術，記錄下這片歷史悠久的世界遺產。“我們對其進行全方位采集，形成了碉樓的點云圖、線劃圖、三維精細模型等數字化成果，為日后的保護、活化與利用提供了精確的原始數據支撐。”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”出水后全程的保護發掘，應用三維激光掃描、近景攝影測量等對保護發掘現場進行數據采集，真實記錄了試發掘過程中的三維點云數據和紋理信息。在數字化保護過程中，該團隊采用無接觸測量方法，實現在最小干預的前提下，對發掘現場進行實時、高效、高精度的數字化采集。

● 技術人員在布達拉宮開展測繪工作

這些只是測繪技術助力文化遺產保護的縮影。三星堆珍貴文物的三維數字化與虛擬修復、羅布林卡數字化檔案系統構建……越來越多的歷史文化遺產獲得數字新生的背后，都蘊含著測繪人不斷的探索與進取。

期待多種測繪技術整合和多元數據融合

千百年來，中華文脈在傳承和創新中不斷發展，在應時處變中不斷升華，文化遺產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用的大潮中不斷創新發展。未來，測繪技術助力文化遺產保護的方向在哪兒呢？

“當前面臨的難題是文化遺產三維數字化的數據如何與文化遺產的內涵融為一體。”楊溯認為，未來測繪技術助力文化遺產保護主要有兩個方向：一是在現有文化遺產空間數據的基礎上，挖掘更深層次的隱含空間信息；二是將冷冰冰的文化遺產數據賦予歷史文化內涵，將空間信息與其歷史、藝術、文化信息關聯融合，讓數據熱起來、活起來。

詹長法認為，技術層面應該從關注大體量和環境的影響以及測繪數據留存，拓展為從微觀和顯微層面用化探、物探手段研究細微留存；從類比石窟寺考古中的窟前環境探查，逐漸變成通過細微探查來發現更多的歷史信息。

詹長法表示，目前在文化遺產保護中大多是使用一種或少數幾種測繪技術，僅有極少的項目能將多種測繪技術同時綜合應用。“未來趨勢就是多種測繪技術的整合和多元數據的融合，綜合應用多種現代測繪技術手段，為后續的文化遺產保護研究提供更為豐富、詳盡的資料。”

詹長法說，“期待能看到更多更先進的測繪技術手段綜合應用在文化遺產保護領域，讓測繪技術和文化遺產保護相輔相成、相得益彰”。