古建筑(zhu)是(shi)歷史文化(hua)的(de)(de)(de)凝聚，不同(tong)時代的(de)(de)(de)建筑(zhu)代表了不同(tong)的(de)(de)(de)政治文化(hua)和(he)(he)審美標準，有著其獨特的(de)(de)(de)風格和(he)(he)獨到(dao)的(de)(de)(de)美。三(san)維(wei)(wei)激光掃(sao)描技術(shu)在獲取(qu)信息的(de)(de)(de)全面性以及測(ce)(ce)繪工(gong)作的(de)(de)(de)高效性等(deng)方面具有傳統測(ce)(ce)量技術(shu)無法比擬的(de)(de)(de)優勢(shi)，飛(fei)燕遙感將三(san)維(wei)(wei)激光掃(sao)描技術(shu)運用于(yu)古建測(ce)(ce)繪工(gong)作中，為(wei)古建筑(zhu)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)與保護(hu)提供(gong)了新思路。

利(li)用三維(wei)激光影像(xiang)(xiang)掃描(miao)技術(shu)能夠在不損傷建(jian)筑物(wu)的(de)(de)條件(jian)下，快速采(cai)集古建(jian)筑物(wu)外部表(biao)面的(de)(de)精確數據。通(tong)過(guo)軟件(jian)，可以快速地為掃描(miao)獲(huo)得(de)的(de)(de)點云賦予相應的(de)(de)彩色(se)信(xin)息，再經過(guo)加工制作(zuo)成(cheng)正射影像(xiang)(xiang)，向用戶展(zhan)示(shi)一(yi)個完全的(de)(de)實景彩色(se)圖像(xiang)(xiang)。

01技術優勢

傳統的古建測繪方法獲得的是“圖樣”，近景攝影測量的最終成果是測繪建筑物平面圖、截面圖、立面圖等。這兩種測繪技術獲得的均是反映建筑物信息的二維平面圖紙，而三維激光掃描技術獲得的數據則是建筑物的實景三維模(mo)型(xing)，模(mo)型(xing)中(zhong)包含(han)了建筑所有結(jie)構(gou)、細(xi)部乃(nai)至材質信息(xi)。飛(fei)燕遙感利(li)用(yong)三(san)維激光(guang)掃(sao)描(miao)技(ji)術能(neng)夠在(zai)幾(ji)個小(xiao)時內獲得(de)(de)傳(chuan)統測(ce)繪方(fang)式數天(tian)(tian)或者更長(chang)時間都(dou)不能(neng)獲得(de)(de)的(de)(de)古建信息(xi)，相比傳(chuan)統測(ce)繪方(fang)法，節省了時間、人力，工(gong)作(zuo)效率大(da)幅提升。同時，三(san)維激光(guang)掃(sao)描(miao)技(ji)術有很強的(de)(de)適用(yong)性，在(zai)很多復雜的(de)(de)環境中(zhong)都(dou)可(ke)(ke)以進(jin)行(xing)測(ce)量。此(ci)外，三(san)維激光(guang)掃(sao)描(miao)設(she)備通過(guo)發射激光(guang)束來實(shi)現三(san)維坐(zuo)標的(de)(de)精確獲取(qu)，可(ke)(ke)不依(yi)賴(lai)輔助光(guang)源，實(shi)現全(quan)天(tian)(tian)候作(zuo)業。

古建筑三(san)維(wei)模型

02基礎數字化采集

對古建筑內彩繪、彩繪墻以及建筑進行基礎采集，是進行文物保護、研究、展示的基礎，本項目將主要運用三維掃描、攝影測量等技(ji)術手段展開對(dui)文物(wu)現狀采集工(gong)作。重點(dian)關注斗拱、脊獸(shou)、12座石碑(bei)等。

木牌樓高精度采集

飛燕遙感使用地面(mian)三維(wei)掃(sao)(sao)描(miao)設(she)備進(jin)行(xing)古建(jian)筑整體建(jian)筑三維(wei)掃(sao)(sao)描(miao)，重點(dian)(dian)關注木(mu)牌樓(lou)及其他相關建(jian)筑文物。三維(wei)點(dian)(dian)云點(dian)(dian)間距不大于(yu)2cm，點(dian)(dian)位精度優于(yu)2cm。

彩繪數字化采集

飛燕遙感采用三維掃描獲取的數據包括古建筑整體院落三維信息、建筑內外三維信息、殿內彩繪的空間三維信息。采用攝影測量技(ji)術獲取(qu)殿內彩(cai)(cai)繪、彩(cai)(cai)繪墻(qiang)三維信息和色彩(cai)(cai)紋理信息，共同搭建(jian)(jian)起古建(jian)(jian)筑的整體建(jian)(jian)筑空(kong)間的數字(zi)化(hua)模型和信息數據庫(ku)。

使用(yong)正(zheng)直多基線高(gao)清(qing)晰數(shu)字攝影法，在泛光標準光源環境下(xia)，真實客(ke)觀記錄彩(cai)繪現狀的(de)色彩(cai)紋理信息和水(shui)漬、顏料層脫落(luo)、褪色等表面病害(hai)；將高(gao)清(qing)攝影采集數(shu)據與三(san)維掃描幾何形體數(shu)據精確匹配(pei)，形成可(ke)量測(ce)的(de)彩(cai)繪和高(gao)清(qing)正(zheng)攝影像圖，并可(ke)對彩(cai)繪表面病害(hai)進(jin)行(xing)精確定位。

03古建筑三維模型構建

數據信息準備

飛燕遙感通過三維激光掃描技術采集古建筑模型信息，得到模型點云數據。點云數據精度高，采集速度快，是古建筑數據采集常用的(de)方(fang)法。輔(fu)助拍照、手(shou)繪、資料查(cha)詢等方(fang)法，為構建(jian)“族”模型的(de)建(jian)立(li)準備(bei)了豐富的(de)基(ji)礎數據。

古建筑激光點云數據

構建三維模型

根據(ju)建(jian)筑類型的理論，以建(jian)筑構(gou)造特征為基(ji)礎(chu)，嘗試為單體化的建(jian)筑的構(gou)件進行分(fen)類，并按照古(gu)建(jian)筑文保的需求設置構(gou)件屬(shu)性。

在軸網中對每個構(gou)件插(cha)入(ru)位置進行(xing)定(ding)位后(hou)，從下至(zhi)上逐(zhu)個載入(ru)族類(lei)型，并進行(xing)構(gou)件實例屬性的(de)修(xiu)改和添(tian)加。

為保證(zheng)古(gu)(gu)建筑相關(guan)數(shu)據的(de)展(zhan)示利(li)用(yong)，制(zhi)定古(gu)(gu)建筑三維(wei)互動呈現系統，利(li)用(yong)技術手段實(shi)現古(gu)(gu)建筑的(de)三維(wei)互動，以(yi)古(gu)(gu)建筑情景的(de)模型建立、美化渲染為基礎，將(jiang)古(gu)(gu)建筑的(de)數(shu)字(zi)化結(jie)果利(li)用(yong)起來。

04基礎數字化采集

隨著中國城市化(hua)以及(ji)城市建(jian)(jian)設(she)的飛速發(fa)展，將(jiang)面臨城市現代化(hua)建(jian)(jian)設(she)與大(da)量城市歷史遺存的文物性建(jian)(jian)筑保護之(zhi)間(jian)的矛盾。通過高精(jing)度的三維數(shu)字化(hua)技(ji)術(shu)，可(ke)以打(da)造(zao)立體(ti)化(hua)、信息化(hua)、智能(neng)化(hua)的古建(jian)(jian)展示與沉浸式體(ti)驗，便于(yu)古城特色(se)推廣與線(xian)上傳播。

生(sheng)動立體(ti)的三維古(gu)建(jian)成果，可以提供(gong)準確時空位(wei)置(zhi)關系(xi)，結合交通、市政、民生(sheng)等專題數(shu)據，可以服務(wu)于公(gong)眾、政府(fu)、企業，為(wei)古(gu)城的保護、管理、改造和防災等一系(xi)列工(gong)作提供(gong)科學依據。