?? 以傳統測繪技術(shù)為例，其高度依賴(lài)人工操作的特性，衍生出作業(yè)效率偏低、測量精度有限、對建筑本體干預性較強等系列問(wèn)題，難以充分滿(mǎn)足復雜建筑結構精細化記錄的實(shí)際需求。針對上述挑戰，傾斜攝影技術(shù)與激光掃描技術(shù)的有機融合，為文化遺產(chǎn)數字化保護開(kāi)辟了全新技術(shù)路徑。本文將從技術(shù)優(yōu)勢剖析、現實(shí)應用價(jià)值挖掘及優(yōu)化策略探討三個(gè)維度，系統研究傳統建筑數字化保護的創(chuàng )新模式，旨在為文化遺產(chǎn)的精準留存與可持續利用提供理論依據與實(shí)踐指導范例。
一、高精度三維重建技術(shù)守護文化遺產(chǎn)
(一)數據采集的高效性與全面性
在傳統建筑數字化保護領(lǐng)域，傾斜攝影技術(shù)與激光掃描技術(shù)展現出的核心競爭力，集中體現在其卓越的數據采集效能上。相較于以人工實(shí)地測量和手工記錄為主要方式的傳統測繪方法，這兩項新興技術(shù)不僅大幅節省了時(shí)間與人力成本，更有效規避了因人為操作失誤、環(huán)境因素干擾導致的信息遺漏問(wèn)題。此外，這兩種技術(shù)均采用非接觸式作業(yè)模式，尤其適用于地形復雜或結構脆弱的古建筑保護場(chǎng)景。通過(guò)減少對文物本體的物理接觸，既保障了建筑結構安全，又顯著(zhù)提升了數據采集的完整性與時(shí)效性，為傳統建筑數字化保護工作開(kāi)辟了新的技術(shù)路徑。
(二)三維重建的精確性與可視化表達
兩種技術(shù)借助數字化途徑達成了傳統建筑的高精度三維建模目標。傾斜攝影通過(guò)對多視角影像進(jìn)行自動(dòng)匹配以及空中三角計算，能夠生成具備真實(shí)紋理的三維模型，以此直觀(guān)展現建筑的色彩、材質(zhì)以及整體風(fēng)貌，但傾斜攝影模型依賴(lài)影像分辨率，幾何精度低于激光掃描;激光掃描則以毫米級的精度對建筑的幾何形態(tài)進(jìn)行記錄，其點(diǎn)云數據通過(guò)“三維重建算法”生成模型，精準反映出梁柱傾斜、裂縫變形等細微損傷情況，當二者協(xié)同時(shí)應以激光點(diǎn)云為幾何基準。此類(lèi)三維可視化成果，不僅能為修復設計提供可靠的依據，還能夠與虛擬現實(shí)(VR)技術(shù)相結合，實(shí)現建筑場(chǎng)景的沉浸式展示。
(三)多維度信息的整合與應用拓展
兩種技術(shù)的協(xié)同運用可對幾何、紋理、材質(zhì)等多維度信息進(jìn)行融合，從而搭建綜合數字化保護體系。激光掃描在色彩與材質(zhì)信息方面的不足可由傾斜攝影的真實(shí)影像加以彌補，而傾斜攝影模型的結構校準基礎則由激光掃描的高精度幾何數據提供。這類(lèi)融合數據不僅能為建筑單體保護提供支撐，還能整合到城市級文化遺產(chǎn)管理平臺之中，實(shí)現對建筑群落的時(shí)空關(guān)聯(lián)分析。
二、數字化保護技術(shù)如何更好留住中國建筑瑰寶?
(一)數據采集技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化與精度提升
在傳統建筑數字化保護工作里，傾斜攝影和激光掃描技術(shù)的協(xié)同運用是提升數據采集效率與精度的核心策略。傾斜攝影技術(shù)依靠多角度航拍來(lái)收集建筑表面的紋理數據，能夠對大范圍區域進(jìn)行快速覆蓋，不過(guò)在面對復雜結構或者有遮擋的區域時(shí)，其在細節捕捉方面存在不足。而激光掃描技術(shù)憑借高精度的點(diǎn)云數據，彌補了這一缺陷，特別是在建筑立面雕刻、內部梁架結構等精細化建模中展現出顯著(zhù)優(yōu)勢。為達成技術(shù)協(xié)同，首先要建立統一的坐標體系與數據采集規范。在規劃階段，需明確兩種技術(shù)的空間配準策略，比如通過(guò)地面控制點(diǎn)或者特征標識物的精確配準，來(lái)保證多源數據的空間一致性。同時(shí)，要對航拍和掃描的作業(yè)時(shí)序進(jìn)行優(yōu)化，例如在光照良好時(shí)優(yōu)先進(jìn)行傾斜攝影，激光掃描可同步或后續進(jìn)行，從而從數據源頭降低后期處理的難度。
(二)硬件設備配置與移動(dòng)化采集方案設計
在地形復雜、空間受限的傳統建筑分布環(huán)境中，對設備機動(dòng)性的要求更為嚴苛。針對大型建筑群，可運用無(wú)人機搭載激光雷達與五鏡頭傾斜攝影系統的集成技術(shù)方案，借助定制化掛載平臺達成同步數據采集的目標;而在室內或狹窄院落場(chǎng)景下，則需采用手持式激光掃描儀與全景相機的組合模式，同時(shí)結合SLAM(即即時(shí)定位與地圖構建技術(shù))及閉環(huán)檢測或輔助定位技術(shù)，以實(shí)現無(wú)GPS環(huán)境中的精準定位。在設備選型環(huán)節，需重點(diǎn)考量掃描儀的測距誤差、相機的色彩還原度等參數。舉例來(lái)說(shuō)，選擇波長(cháng)為1550nm的激光雷達設備，可有效規避木質(zhì)構件表面吸收光線(xiàn)導致點(diǎn)云缺失的問(wèn)題。此外，開(kāi)發(fā)移動(dòng)端數據質(zhì)量監控系統同樣關(guān)鍵，該系統能夠實(shí)時(shí)檢測點(diǎn)云密度、影像重疊度等指標，并支持現場(chǎng)快速補掃，從而避免因數據缺陷引發(fā)返工成本。
(三)數字化保護流程的標準化與智能化重構
在傳統作業(yè)流程里，外業(yè)采集和內業(yè)處理環(huán)節相互分離，這一情況容易導致信息流失。優(yōu)化策略應構建起從數據采集、處理到應用的閉環(huán)管理體系。于外業(yè)環(huán)節，可在BIM+GIS集成平臺預先設置建筑信息模型，以此為掃描路徑規劃以及攝影角度選擇提供指導;在內業(yè)環(huán)節，借助云計算架構對海量數據進(jìn)行并行處理，像通過(guò)分布式計算來(lái)加快點(diǎn)云去噪、紋理映射等工序的進(jìn)程。針對古建筑變形監測的需求，可研發(fā)時(shí)序數據分析模塊，對歷年掃描數據進(jìn)行對比，從而自動(dòng)識別墻體傾斜、裂縫擴展等病害特征。除此之外，需制定包含數據格式、元數據描述、成果交付等環(huán)節的標準規范體系，例如規定點(diǎn)云數據需包含反射強度屬性并結合多光譜數據或紋理信息，以便進(jìn)行材質(zhì)分析，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)級的數據互通與長(cháng)期存檔。
(四)跨學(xué)科人才培養與技術(shù)生態(tài)培育
技術(shù)成果轉化面臨的主要障礙常與復合型人才儲備不足相關(guān)。建議在建筑遺產(chǎn)保護專(zhuān)業(yè)課程架構中納入三維激光掃描基礎理論、攝影測量算法原理等教學(xué)模塊，同時(shí)與計算機學(xué)科開(kāi)展協(xié)同育人機制，著(zhù)力培養兼具數據處理能力與建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)素養的跨領(lǐng)域技術(shù)人才。倡導產(chǎn)學(xué)研合作主體共同搭建傳統建筑數字孿生實(shí)驗平臺，尤其針對徽派馬頭墻、閩南燕尾脊等地域性建筑典型特征，開(kāi)展專(zhuān)用分析工具的研發(fā)工作。通過(guò)構建開(kāi)源社區平臺，實(shí)現點(diǎn)云樣本數據庫與算法模型的共享機制，進(jìn)而降低技術(shù)應用的準入門(mén)檻。除此之外，應積極推動(dòng)傳統建筑數字化保護聯(lián)盟的建立，有效整合文物管理部門(mén)、科技企業(yè)及科研機構的優(yōu)勢資源，形成涵蓋技術(shù)研發(fā)、標準制定、項目實(shí)施等環(huán)節的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
作者牛琳系武漢設計工程學(xué)院環(huán)境設計學(xué)院教授;本文系武漢設計工程學(xué)院科研項目：“荊楚傳統民居建筑裝飾的數字化復原和保護研究”編號(K202328)
