测绘技术让文化遗产活起来

      文物和文化遗产承载着一个民族的基因和血脉，积淀着人类文明的记忆。近年来，文物资源和文化遗产蕴含的创新创造基因被不断激活，让文物说话、让历史说话、让文化说话，已经成为文博工作者和全社会的共识。文化遗产数字化，让文物和文化遗产活起来，测绘地理信息技术在其中发挥了重要作用。

　　测绘技术在文化遗产保护中的应用已成熟

　　1992年，联合国教科文组织发起了世界记忆工程，被视为全球范围内文化遗产数字化工作的开端。随着测绘科学技术的发展与进步，目前搭载于有人/无人机、车辆、驻站等多平台的三维激光扫描与倾斜摄影测量技术广泛应用于文化遗产景观三维数字化留存。

　　“文化遗产保护是一项复杂的科学研究工作，客观全面地记录并表达遗存的空间信息一直是考古信息记录的热点和难点。目前，测绘技术在文化遗存发掘信息记录方面的应用已经比较成熟。与传统测绘不同，文化遗产领域的测绘侧重考虑本体安全、所处环境以及效果实现的成本和效率，强调局部细节的表现、相对位置关系的准确等。”中国文化遗产研究院研究员、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）海洋考古团队首席科学家詹长法告诉记者。

　　他介绍，目前陆地考古领域运用最广泛的设备和技术有全站仪、RTK测量仪、三维激光扫描仪、无人机倾斜摄影技术等。其中，全站仪与RTK可以在测量时建立起三维测绘坐标系统，用于测量发掘中常见的灰坑、房址、墓葬、窑址等遗迹，提升了测图的精度和速度；三维激光扫描技术可以迅速地获取物体表面密集的、超精确的三维点坐标，具有立体直观、可视性强的优点，常用于古建筑等复杂建筑物及具有复杂立面的可移动文物的三维模型重建，并可将前期数据用于古建筑与石窟寺等不可移动文物的病害监测；无人机航拍则可以获得大范围、高精度、符合测绘标准的地形图。在海洋考古遗产勘测领域开展海洋文化遗产调查，则主要应用磁力探测、金属探测、侧扫声呐、多波束测深、浅地层剖面探测等海洋地球物理方法。

　　“从不同空间尺度上来看，目前测绘技术在我国文化遗产保护中的应用主要体现在点状、面状文化遗产空间构建，文化遗产景观规划与保护以及文物本体保护修复3个层面。”中国测绘学会文化遗产保护专业委员会委员杨溯说，以大空间尺度地理信息为数字底座，结合文化遗产时空信息数据，形成对我国文化遗产在历史、文化、艺术价值等多维度的系统认知，构建区域型文化遗产空间，是体现与发掘中华文明发展脉络的必要途径。此外，文化遗产景观数字化对于文化遗产保护区与核心保护区“两线”划定、变化监测、风险评估、三维制图等方面，都能提供重要支撑。而在文物本体层面，文物病害精细化管理、文物虚拟修复也需要测绘技术来支撑。

　　越来越多文化遗产获得数字新生

　　文物和文化遗产是中华民族5000多年灿烂文明的实证，对于认识中华文明起源和发展的历史脉络、认识中华文明取得的辉煌成就以及中华文明对人类文明的重大贡献，具有十分重要的意义。为了更好地保护它们，测绘人早已冲锋在前。

　　2016年夏天，布达拉宫古建筑群精确测绘与数字化项目正式启动。中国文化遗产研究院联合北京帝测科技股份有限公司承担了布达拉宫精细测绘数据获取及数据处理工作，发现了布达拉宫所有的未知空间，解决了布达拉宫建筑形态长期不完整的问题，获取了具有文物保护特点的精细化测绘成果。基于精细化测绘获取的布达拉宫建筑完整形态数据，一方面可全面分析危害布达拉宫建筑安全稳定性的病害分布情况；另一方面可应用于布达拉宫文物保护三维可视化管理平台。该精细化测绘成果2017年亮相上海建博会，获得社会各界的广泛关注。

　　我国第35处世界遗产“开平碉楼与村落”是首个华侨文化世界遗产。2011年，广州欧科团队使用三维激光扫描、无人机航摄、倾斜摄影测量、近景摄影测量等测绘技术，记录下这片历史悠久的世界遗产。“我们对其进行全方位采集，形成了碉楼的点云图、线划图、三维精细模型等数字化成果，为日后的保护、活化与利用提供了精确的原始数据支撑。”广州欧科市场与研究院副院长刘明星介绍。他们还参与了“南海Ⅰ号”出水后全程的保护发掘，应用三维激光扫描、近景摄影测量等对保护发掘现场进行数据采集，真实记录了试发掘过程中的三维点云数据和纹理信息。在数字化保护过程中，该团队采用无接触测量方法，实现在最小干预的前提下，对发掘现场进行实时、高效、高精度的数字化采集。

　　这些只是测绘技术助力文化遗产保护的缩影。三星堆珍贵文物的三维数字化与虚拟修复、罗布林卡数字化档案系统构建……越来越多的文化遗产获得数字新生的背后，是测绘人不断的探索与进取。

　　期待多种测绘技术整合和多元数据融合

　　千百年来，中华文脉在传承和创新中不断发展，在应时处变中不断升华，文化遗产便是中华民族精神生生不息的基因和血脉。而测绘科技也在融合应用的大潮中不断创新发展。未来，测绘技术助力文化遗产保护的方向在哪儿呢？

　　“当前面临的难题是文化遗产三维数字化的数据如何与文化遗产的内涵融为一体。”杨溯认为，未来测绘技术助力文化遗产保护主要有两个方向：一是在现有文化遗产空间数据的基础上，挖掘更深层次的隐含空间信息；二是将冷冰冰的文化遗产数据赋予历史文化内涵，将空间信息与其历史、艺术、文化信息关联融合，让数据热起来、活起来。

　　詹长法认为，技术层面应该从关注大体量和环境的影响以及测绘数据留存，拓展为从微观和显微层面用化探、物探手段研究细微留存；从类比石窟寺考古中的窟前环境探查，逐渐变成通过细微探查来发现更多的历史信息。

　　詹长法表示，目前在文化遗产保护中大多是使用一种或少数几种测绘技术，仅有极少的项目能将多种测绘技术同时综合应用。“未来趋势就是多种测绘技术的整合和多元数据的融合，综合应用多种现代测绘技术手段，为后续的文化遗产保护研究提供更为丰富、详尽的资料。”詹长法说，“期待能看到更多更先进的测绘技术手段综合应用在文化遗产保护领域，让测绘技术和文化遗产保护相辅相成、相得益彰。”