三维激光扫描技术在古建筑数字化保护的应用

项目背景

古建筑是我国文化遗产的重要组成部分，具有很高的历史、艺术价值。它不仅能够推动城市的文化建设，增强城市的文化软实力，还可以促进城市旅游业的发展，提高城市的经济水平。随着时间的推移，古建筑遭受了不同程度的破坏，面临着损毁的风险，为了保护这些宝贵的文化遗产，数字化保护成为了一种有效的手段。传统的测绘方法在古建筑保护中存在一定的局限性，而三维激光扫描技术作为一种非接触式、高精度的测量手段，短时间获取建筑物的完整信息，为古建筑的保护和传承提供有力支持。

项目内容

本项目受甲方邀请，完成古建筑数字化保护，尽可能的还原该建筑的实际情况。本次使用Trimble X7扫描仪，该仪器可以连续、自动、快速采集建筑物表面的颜色属性，快速获取复杂结构的三维模型和纹理映射，为制作该建筑的三维实景模型提供基础。

项目实施

1、 原始数据采集

根据现场的实际情况制定合理的外业测绘任务。由于该建筑周围树木植被较多，要注意整个场景的把控，避免出现扫描死角，为方便表达细部纹理，使用较高分辨率以获取更多采样点。同时，对该建筑做全面的高清影像采集，包括无人机航拍与数码相机拍照。

图1  古建筑鸟瞰图

图2  古建筑真实影像

2、 点云数据处理

利用点云数据处理软件Trimble RealWorks对采集的点云进行拼接、去噪等操作，导出处理好的点云成果，便于实景模型制作。

图3  点云成果

3、 三维模型建立

通过三维建模软件对古建筑进行实景三维模型制作。

1) 根据点云数据，利用三维建模软件制作古建筑的1:1精细化白模。

图4  精细化白模

2) 结合高清单反照片等制作贴近实际的贴图并赋予模型。

图5  赋予材质的模型

3) 检查模型成果并交付与客户。

图6  模型成果

项目总结

本项目利用三维激光扫描技术，快速准确地获取了古建筑的完整信息，不仅避免了传统测量方法对古建筑造成的损害，而且捕捉到古建筑的细微特征，为修复工作提供精确的数据，便于实景模型制作以及未来的研究，还可以为公众提供更多的了解和欣赏古建筑的机会。随着技术的不断进步，三维激光扫描技术将在古建筑数字化保护中发挥更大的作用。