高科技手段齐上阵60亿点云数据绘就毫米级古城档案！

高科技手段齐上阵60亿点云数据绘就毫米级古城档案！

　　古建彩绘佛光,龙溪古建彩绘,古建筑室内手绘近日，苏州24处国家级文物保护单位之一天香小筑的数字化信息采集工程正式启动，三维测绘技术、色彩校正还原技术等高科技手段齐上阵，相机作笔，数据为墨，绘制出一份精细准确的文物数字档案，为古城保护工作再度奉上高分答卷！

　　盛夏，来到位于苏州图书馆内的天香小筑，穿过回廊，入眼是一处闹中取静的园林。葱茏的树木间，几名工作人员正操作着一人高的仪器，细致地对院内的布局和建筑形貌进行数据采集工作。

　　始建于民国初年，后于1935年由洞庭东山席家花园主人席启荪重建为中西合璧的花园别墅，天香小筑在2013年列为全国重点文物保护单位。占地2664平方米，其中建筑面积1033平方米，天香小筑由风韵独具的洋楼和朴素典雅的苏式园林两部分组成。园中堆土叠石为山，砌石阶小径，山上建有六角凉亭，错落有致，树木葱茏，精致的布局和设计为天香小筑赋予了特别的历史文化价值。

　　“这是我们的架站式三维扫描仪，精度高达2毫米，中间的摄像头可以360°旋转，大约3分钟就可以完成一轮扫描，收集约4000万至5000万个点云数据，你眼前所见的一砖一瓦，一石一木都可以被精准地记录下来。”苏州市文物保护管理所综合研究部主任赵婷告诉记者。

　　记者看到，随着扫描结束，园中景象已经清晰地展示在架站式扫描仪的屏幕上。“因为扫描仪能采集的范围有限，我们只能先采集建筑的局部信息，随后再进行拼接，以此来还原搭建出完整的建筑形貌。按照天香小筑的面积和精致程度来看，预计总共要采集约60亿个点云数据。”赵婷说。

　　然而，架站式扫描仪只适用于大体量的建筑扫描，在面对精美的雕刻、纹饰，或者园林中的假山等外形较为丰富细腻的采集对象时，哪怕是2毫米的精度，都显得有些“粗糙”。这时，就要用更为精细的手持扫描仪。

　　“手持扫描仪的精度高达0.05毫米，能够更好地采集物体表面的细节和纹理。为了保证工作的精准性，我们通常会采用架站式扫描仪和手持扫描仪相结合的采集方式。”

　　除了形貌，古建筑中的色彩也是非常重要的历史数据。朱红色的门窗、青灰色的瓦片、玉色的栏杆以及如天香小筑中的彩色玻璃等。如何能在后期建模时准确地还原色彩？测绘师们用上了专业的“48校色蜘蛛色卡”。

　　“我们在拍摄记录古建筑的形貌时，文物建筑的色彩很容易受到天气、光线的影响，导致收集到的颜色失真。因此，我们会拍摄两张照片，其中一张使用有着48种标准颜色的色卡作为参照物，这样方便我们后期进行色彩校对。”赵婷向记者介绍。

　　据悉，在完成数据采集后，测绘师们会回到办公室对采集的数据进行过滤、筛选，并将有效的数据进行拼接，还原采集对象的原貌，构建3D数字模型。

　　“三维扫描作为一种测绘技术手段，可以做到精确、高效、便捷地帮助我们获得古建筑的各项信息，方便我们进行永久地存档保存。此外，通过对比多期数据，我们可以监测古建筑的形变、病害程度，比如建筑表面的裂缝、地基的沉降、立面的倾斜等等，方便我们对症下药，采取有效的保护措施。”

　　值得一提的是，这些数据还可以应用于数字化展陈或“云旅游”中，做到仅仅通过手机或电脑，就可以足不出户游览古建筑。“目前这项技术已经在君到姑苏文化旅游总入口小程序中得到应用，也深受市民和游客的喜爱。”

　　目前，苏州共有24处像天香小筑这样的国家级重点文物保护单位，自2015年起，苏州市文物保护管理所率先试水古建筑数字化信息采集工作，按照每年采集1至2处国保单位的进度收录信息，制作文物档案。“这些珍贵的数据为将来的古建筑研究及拓展工作打下了坚实的基础，也可以直接对接3D打印技术，做到精准复原文物原貌。”

　　恰逢苏州获批国家历史文化名城40周年，保护区、姑苏区成立10周年，对于将一生投入古城保护工作的“文保人”来说，是一个非常具有纪念意义的年份。

　　“对于文化的向往是苏州的人文基因，当看到我们的工作成果被切实应用于文物保护的实践中，我感到非常自豪和荣幸。”赵婷这样深情表白古城，“苏州的古城保护工作走在全国前列，我们也将继续严谨、细致地做好自己的工作，为古城的传承和延续贡献出一份力。”

　　古人云，四十不惑。然而，古城这本厚重的大书，苏州人觉得自己“远远没有读够”。近日，苏州市发布了关于征求《苏州市数字孪生城市建设工作方案（一期）（征求意见稿）》，其中提到要搭建“苏州文物资源大数据库”，整合集成不可移动文物数据、文物监测数据等，并要求对重点文保单位进行数字建模，推进文物建筑信息化工作。

　　“七年前，苏州市文保所就开始提前布局文物数字化保护技术的应用，多年的经验成果积累也为对接苏州构建数字孪生城市的战略打下来坚实的工作基础。古城保护，我们一直在路上！”