?? 以傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)為例，其高度依賴人工操作的特性，衍生出作業(yè)效率偏低、測(cè)量精度有限、對(duì)建筑本體干預(yù)性較強(qiáng)等系列問(wèn)題，難以充分滿足復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)精細(xì)化記錄的實(shí)際需求。針對(duì)上述挑戰(zhàn)，傾斜攝影技術(shù)與激光掃描技術(shù)的有機(jī)融合，為文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)開(kāi)辟了全新技術(shù)路徑。本文將從技術(shù)優(yōu)勢(shì)剖析、現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值挖掘及優(yōu)化策略探討三個(gè)維度，系統(tǒng)研究傳統(tǒng)建筑數(shù)字化保護(hù)的創(chuàng)新模式，旨在為文化遺產(chǎn)的精準(zhǔn)留存與可持續(xù)利用提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)范例。

　　一、高精度三維重建技術(shù)守護(hù)文化遺產(chǎn)

　　(一)數(shù)據(jù)采集的高效性與全面性

　　在傳統(tǒng)建筑數(shù)字化保護(hù)領(lǐng)域，傾斜攝影技術(shù)與激光掃描技術(shù)展現(xiàn)出的核心競(jìng)爭(zhēng)力，集中體現(xiàn)在其卓越的數(shù)據(jù)采集效能上。相較于以人工實(shí)地測(cè)量和手工記錄為主要方式的傳統(tǒng)測(cè)繪方法，這兩項(xiàng)新興技術(shù)不僅大幅節(jié)省了時(shí)間與人力成本，更有效規(guī)避了因人為操作失誤、環(huán)境因素干擾導(dǎo)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(fù)雜或結(jié)構(gòu)脆弱的古建筑保護(hù)場(chǎng)景。通過(guò)減少對(duì)文物本體的物理接觸，既保障了建筑結(jié)構(gòu)安全，又顯著提升了數(shù)據(jù)采集的完整性與時(shí)效性，為傳統(tǒng)建筑數(shù)字化保護(hù)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(dá)

　　兩種技術(shù)借助數(shù)字化途徑達(dá)成了傳統(tǒng)建筑的高精度三維建模目標(biāo)。傾斜攝影通過(guò)對(duì)多視角影像進(jìn)行自動(dòng)匹配以及空中三角計(jì)算，能夠生成具備真實(shí)紋理的三維模型，以此直觀展現(xiàn)建筑的色彩、材質(zhì)以及整體風(fēng)貌，但傾斜攝影模型依賴影像分辨率，幾何精度低于激光掃描;激光掃描則以毫米級(jí)的精度對(duì)建筑的幾何形態(tài)進(jìn)行記錄，其點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)“三維重建算法”生成模型，精準(zhǔn)反映出梁柱傾斜、裂縫變形等細(xì)微損傷情況，當(dāng)二者協(xié)同時(shí)應(yīng)以激光點(diǎn)云為幾何基準(zhǔn)。此類三維可視化成果，不僅能為修復(fù)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)，還能夠與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑場(chǎng)景的沉浸式展示。

　　(三)多維度信息的整合與應(yīng)用拓展

　　兩種技術(shù)的協(xié)同運(yùn)用可對(duì)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(shù)字化保護(hù)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(bǔ)，而傾斜攝影模型的結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)基礎(chǔ)則由激光掃描的高精度幾何數(shù)據(jù)提供。這類融合數(shù)據(jù)不僅能為建筑單體保護(hù)提供支撐，還能整合到城市級(jí)文化遺產(chǎn)管理平臺(tái)之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑群落的時(shí)空關(guān)聯(lián)分析。

　　二、數(shù)字化保護(hù)技術(shù)如何更好留住中國(guó)建筑瑰寶?

　　(一)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化與精度提升

　　在傳統(tǒng)建筑數(shù)字化保護(hù)工作里，傾斜攝影和激光掃描技術(shù)的協(xié)同運(yùn)用是提升數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，能夠?qū)Υ蠓秶鷧^(qū)域進(jìn)行快速覆蓋，不過(guò)在面對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)或者有遮擋的區(qū)域時(shí)，其在細(xì)節(jié)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(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了這一缺陷，特別是在建筑立面雕刻、內(nèi)部梁架結(jié)構(gòu)等精細(xì)化建模中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。為達(dá)成技術(shù)協(xié)同，首先要建立統(tǒng)一的坐標(biāo)體系與數(shù)據(jù)采集規(guī)范。在規(guī)劃階段，需明確兩種技術(shù)的空間配準(zhǔn)策略，比如通過(guò)地面控制點(diǎn)或者特征標(biāo)識(shí)物的精確配準(zhǔn)，來(lái)保證多源數(shù)據(jù)的空間一致性。同時(shí)，要對(duì)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(xù)進(jìn)行，從而從數(shù)據(jù)源頭降低后期處理的難度。

　　(二)硬件設(shè)備配置與移動(dòng)化采集方案設(shè)計(jì)

　　在地形復(fù)雜、空間受限的傳統(tǒng)建筑分布環(huán)境中，對(duì)設(shè)備機(jī)動(dòng)性的要求更為嚴(yán)苛。針對(duì)大型建筑群，可運(yùn)用無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)與五鏡頭傾斜攝影系統(tǒng)的集成技術(shù)方案，借助定制化掛載平臺(tái)達(dá)成同步數(shù)據(jù)采集的目標(biāo);而在室內(nèi)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(jī)的組合模式，同時(shí)結(jié)合SLAM(即即時(shí)定位與地圖構(gòu)建技術(shù))及閉環(huán)檢測(cè)或輔助定位技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)GPS環(huán)境中的精準(zhǔn)定位。在設(shè)備選型環(huán)節(jié)，需重點(diǎn)考量掃描儀的測(cè)距誤差、相機(jī)的色彩還原度等參數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，選擇波長(zhǎng)為1550nm的激光雷達(dá)設(shè)備，可有效規(guī)避木質(zhì)構(gòu)件表面吸收光線導(dǎo)致點(diǎn)云缺失的問(wèn)題。此外，開(kāi)發(fā)移動(dòng)端數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)同樣關(guān)鍵，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)點(diǎn)云密度、影像重疊度等指標(biāo)，并支持現(xiàn)場(chǎng)快速補(bǔ)掃，從而避免因數(shù)據(jù)缺陷引發(fā)返工成本。

　　(三)數(shù)字化保護(hù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化與智能化重構(gòu)

　　在傳統(tǒng)作業(yè)流程里，外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)處理環(huán)節(jié)相互分離，這一情況容易導(dǎo)致信息流失。優(yōu)化策略應(yīng)構(gòu)建起從數(shù)據(jù)采集、處理到應(yīng)用的閉環(huán)管理體系。于外業(yè)環(huán)節(jié)，可在BIM+GIS集成平臺(tái)預(yù)先設(shè)置建筑信息模型，以此為掃描路徑規(guī)劃以及攝影角度選擇提供指導(dǎo);在內(nèi)業(yè)環(huán)節(jié)，借助云計(jì)算架構(gòu)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理，像通過(guò)分布式計(jì)算來(lái)加快點(diǎn)云去噪、紋理映射等工序的進(jìn)程。針對(duì)古建筑變形監(jiān)測(cè)的需求，可研發(fā)時(shí)序數(shù)據(jù)分析模塊，對(duì)歷年掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而自動(dòng)識(shí)別墻體傾斜、裂縫擴(kuò)展等病害特征。除此之外，需制定包含數(shù)據(jù)格式、元數(shù)據(jù)描述、成果交付等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，例如規(guī)定點(diǎn)云數(shù)據(jù)需包含反射強(qiáng)度屬性并結(jié)合多光譜數(shù)據(jù)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(jí)的數(shù)據(jù)互通與長(zhǎng)期存檔。

　　(四)跨學(xué)科人才培養(yǎng)與技術(shù)生態(tài)培育

　　技術(shù)成果轉(zhuǎn)化面臨的主要障礙常與復(fù)合型人才儲(chǔ)備不足相關(guān)。建議在建筑遺產(chǎn)保護(hù)專業(yè)課程架構(gòu)中納入三維激光掃描基礎(chǔ)理論、攝影測(cè)量算法原理等教學(xué)模塊，同時(shí)與計(jì)算機(jī)學(xué)科開(kāi)展協(xié)同育人機(jī)制，著力培養(yǎng)兼具數(shù)據(jù)處理能力與建筑學(xué)專業(yè)素養(yǎng)的跨領(lǐng)域技術(shù)人才。倡導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研合作主體共同搭建傳統(tǒng)建筑數(shù)字孿生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，尤其針對(duì)徽派馬頭墻、閩南燕尾脊等地域性建筑典型特征，開(kāi)展專用分析工具的研發(fā)工作。通過(guò)構(gòu)建開(kāi)源社區(qū)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云樣本數(shù)據(jù)庫(kù)與算法模型的共享機(jī)制，進(jìn)而降低技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)入門檻。除此之外，應(yīng)積極推動(dòng)傳統(tǒng)建筑數(shù)字化保護(hù)聯(lián)盟的建立，有效整合文物管理部門、科技企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)資源，形成涵蓋技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、項(xiàng)目實(shí)施等環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

　　作者牛琳系武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院環(huán)境設(shè)計(jì)學(xué)院教授;本文系武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院科研項(xiàng)目：“荊楚傳統(tǒng)民居建筑裝飾的數(shù)字化復(fù)原和保護(hù)研究”編號(hào)(K202328)