一、庫區(qū)文物數(shù)字化留存背景
先考古，再基建，在各個大型水電站建設(shè)前，為做好大型基本建設(shè)工程中的考古調(diào)查、勘探、發(fā)掘工作，切實保護好工程范圍內(nèi)文物，配合工程順利推進，各地按照“保護為主、搶救第一、合理利用、加強管理”的工作方針，積極組織文物考古專業(yè)力量，在庫區(qū)范圍內(nèi)認真開展文物保護與考古工作，各項工作有力有序推進。
為全面摸清庫區(qū)內(nèi)地下文物分布情況，明確重要遺址發(fā)掘區(qū)域。需針對水電站淹沒區(qū)和移民安置區(qū)開展多次考古調(diào)查、考古勘探，最終進行搶救性考古發(fā)掘。
大型水電站庫區(qū)選擇的位置大多文物遺存較為密集，遺址面積較大，文化層較厚，遺址遺物豐富，遺址的時代跨度較大，涉及到多種族文化分布，由豐富的各時期時代的考古學(xué)文化遺存，具有極其重要的考古價值，對研究各地文明的產(chǎn)生和發(fā)展具有重要意義，可為開展區(qū)域性的各類資源開發(fā)提供重要科學(xué)支持。

針對庫區(qū)內(nèi)淹沒或影響到的文物點數(shù)量大，種類多的特點，科學(xué)高效開展淹沒區(qū)文物數(shù)字化檔案留存工作成為重要任務(wù)，三維激光掃描技術(shù)成為了地面文物掃描及繪圖服務(wù)重要的技術(shù)手段，對這些文物進行精準的數(shù)字化保護更是迫在眉睫。在實施數(shù)字化的同時，研究制定該項工作的相應(yīng)的操作和技術(shù)標準，為今后更為廣泛地開展相關(guān)文物數(shù)字化保護利用提供支持。
文物數(shù)字化測繪——高精度數(shù)字化采集
1、基礎(chǔ)現(xiàn)狀信息留存
實現(xiàn)現(xiàn)狀信息的數(shù)字化采集與留存，基于無人機傾斜攝影、三維激光掃描、紋理拍攝，對文物表面紋理、三維空間信息等進行采集；利用三維建模技術(shù)，對文物進行空間模型構(gòu)建。
2、先進技術(shù)方法的應(yīng)用
文物的數(shù)字化保護和利用，涉及多種技術(shù)手段，尤其與三維信息獲取技術(shù)密切相關(guān)。所謂三維信息獲取技術(shù)，又稱為三維信息數(shù)字化（或掃描）技術(shù)，其關(guān)鍵在于如何通過已有信息快速準確地得到物體的三維信息，對此研究人員經(jīng)過長期研究，基于不同的數(shù)學(xué)原理提出了大量的方法。采用何種原理獲取三維信息，與裝置的構(gòu)造、性能、成本、適用范圍等密切相關(guān)，不同原理催生了不同的采集方式，適用于不同的場景。確保水電站建設(shè)工程地面文物基礎(chǔ)現(xiàn)狀信息留存的真實性和完整性.

二、技術(shù)應(yīng)用
經(jīng)過對水電站建設(shè)工程地面文物的背景調(diào)研及現(xiàn)場踏勘后，應(yīng)及時對資料進行匯總和整理，并制定詳細的測繪計劃。制定計劃的第一步需要確定具體的作業(yè)方式。根據(jù)作業(yè)的精度要求及水電站建設(shè)工程地面文物的復(fù)雜程度的差異，選擇不同的作業(yè)方式進行作業(yè)。
1、三維激光掃描技術(shù)
三維激光掃描技術(shù)采用主動成像方式獲取單體文物或小場景的非接觸幾何數(shù)據(jù)即點云數(shù)據(jù)，不依賴外部光照環(huán)境，用點云處理軟件點云進行點云預(yù)處理，模型建立和后期的色彩和紋理映射，最終完成單體文物高精度三維重建，能夠快速重構(gòu)物體的三維實體模型及線、面、體等各種要件數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)空間形態(tài)的觀察、空間距離的量取和三維模型的擬合等操作。三維激光掃描技術(shù)因其具有非接觸性、快速性、精確性等特點，被廣泛應(yīng)用于古建筑修復(fù)、古建筑保護、文物考古等方面。
根據(jù)水電站建設(shè)工程地面文物現(xiàn)場環(huán)境、文物對象高度等情況，選擇相應(yīng)的采集方式（使用不同的三維掃描設(shè)備、搭設(shè)腳手架、使用升降支架等方式）全方位獲取文物對象三維數(shù)據(jù)信息。

架站式激光掃描儀

手持3D掃描儀

2、無人機傾斜攝影測量技術(shù)

無人機傾斜攝影測量技術(shù)重建文化遺產(chǎn)實景三維模型等數(shù)字化產(chǎn)品，可記錄文化遺產(chǎn)的位置空間信息以及文物表面材質(zhì)顏色等屬性信息，為水電站建設(shè)工程地面文物保護工程和地質(zhì)勘查設(shè)計提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，為決策布署提供依據(jù)和保障。隨著無人機技術(shù)的發(fā)展與成熟，基于無人機航空攝影測量在古文化遺址保護工程的實施已經(jīng)開始。對于紋理特征豐富的不可移動文物和大場景古遺址的三維模型的構(gòu)建，無人機傾斜攝影測量技術(shù)具有很強的優(yōu)勢，能快速、高效、低成本建立實景三維模型，實際應(yīng)用價值非常大。而基于無人機傾斜攝影方式在考古記錄或文物保護工程的相關(guān)研究較少，因此基于傾斜攝影測量的水電站建設(shè)工程地面文物的三維建模應(yīng)用研究有非常大意義。
3、近景攝影測量技術(shù)
近景攝影測量技術(shù)主要采集體積小的文物影像數(shù)據(jù)進行三維建模以及大場景下的局部影像信息輔助研究文物各方面檢測。利用高清單反相機以及 8 米長桿協(xié)助對水電站建設(shè)工程地面文物本體進行多角度、全方位的彩色紋理數(shù)據(jù)采集；根據(jù)采集本體所需的畫面紋理細致程度、病害調(diào)查以及修繕保護等條件需要，使用不同的拍攝方式采集數(shù)據(jù)，從而保證后期制作工程成果的準確度以及完整性，采集方式為環(huán)繞采集，盡可能保證采集紋理數(shù)據(jù)均為正射影像，以保證真實完整的留存文物現(xiàn)狀三維信息以及紋理信息

架站式激光掃描儀、手持式激光掃描儀等設(shè)備，在地面文物以及建筑內(nèi)文物數(shù)據(jù)采集的各個流程中起著重要的作用，以達到在各步驟中都有著最高的工作效率。無人機傾斜攝影設(shè)備能彌補傳統(tǒng)航空攝影測量不能獲取古建筑頂部的缺陷；對于建筑內(nèi)部燈光較暗，內(nèi)飾較多的情況下，使用數(shù)字攝影測量技術(shù)及高精度三維激光掃描設(shè)備能完美采集壁畫等文物數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理及成果數(shù)據(jù)留存提供數(shù)據(jù)支持。
三、具體實施內(nèi)容
1、數(shù)據(jù)采集
利用三維激光掃描技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)和高清數(shù)字攝影技術(shù)，對于水電站庫區(qū)淹沒區(qū)涉及到的重點文物等資料的留存，具有重要意義；科技賦能，技術(shù)加持，三維掃描技術(shù)助力庫區(qū)文物數(shù)字化，對于建設(shè)水電站尤為重要，一方面為文物數(shù)字化留檔提供數(shù)據(jù)成果，另一方面水電站建設(shè)對于地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用。
2、數(shù)據(jù)處理
原始點云數(shù)據(jù)是水電站建設(shè)工程地面文物真實的三維數(shù)據(jù)，可以永久保存，為以后的文物保護和科學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料。數(shù)據(jù)采集過程中，當被采集目標的面積超過掃描設(shè)備采集的范圍時，不能一次將被采集目標的整體點云獲取，需要通過多次移動儀器位置對物體進行分區(qū)掃描，從而得到被采集目標各局部數(shù)據(jù)，這時便需要點云拼接功能，對掃描點云數(shù)據(jù)進行注冊處理，將多次掃描數(shù)據(jù)以及多設(shè)備的點云數(shù)據(jù)融合拼接在一起，以得到被采集目標的完整點云數(shù)據(jù)。由點云為基礎(chǔ)構(gòu)建精細的三維模型，通過外業(yè)采集的紋理照片對三維模型進行紋理映射貼圖，制作三維彩色模型，其具有真實紋理，直觀表現(xiàn)水電站建設(shè)工程地面文物的現(xiàn)
四、數(shù)字化意義
為落實黨中央決策部署，全面掌握我國不可移動文物資源情況，進一步加強文物工作，在第四次全國文物普查的總體要求中，提到“建立國家不可移動文物資源總目錄，建立全國不可移動文物資源大數(shù)據(jù)庫，建立文物資源資產(chǎn)動態(tài)管理機制。完善不可移動文物認定公布機制，規(guī)范認定標準和登記公布程序，健全名錄公布體系。完善不可移動文物保護管理機制，構(gòu)建全面普查、專項調(diào)查、空間管控、動態(tài)監(jiān)測相結(jié)合的文物資源管理體系。培養(yǎng)鍛煉專業(yè)人員，建強文物保護隊伍，增強全社會文物保護意識?！?br /> 在此大背景,積極參與各大文物保護項目，在亟待記錄和保護的文物信息留存，文物的活化利用等文物相關(guān)的多方面都有著非常豐富的項目經(jīng)驗，在項目中遵循著

（1）重視文物歷史、科學(xué)和文化價值研究
以對文物的價值認識為前提，制定切實可行的操作流程，開展工作；

（2）以記錄和保護文物現(xiàn)狀為指導(dǎo)思想，

尊重文物的真實性與完整性，盡可能地記錄和闡釋文物本體所包含的全部歷史信息的工作原則。跟隨第四次全國文物普查的腳步和方向，豐富文物內(nèi)涵，擴展文物保護對象，完善歷史文化遺產(chǎn)保護體系，促進文物事業(yè)跨越式發(fā)展。
五、技術(shù)優(yōu)勢
（1）非接觸式：與傳統(tǒng)的測量方法相比，三維激光掃描儀無需接觸掃描物表面，避免了對建筑物本體和外業(yè)工作人員造成的損害風(fēng)險，包括設(shè)備故障及人身傷害等。
（2）高精度：三維激光掃描儀具有高精度的特點，可以獲得毫米級的掃描數(shù)據(jù)，對于地面建筑及建筑內(nèi)文物精細化掃描非常適用。
（3）高效性：三維激光掃描儀可以快速獲取大量的數(shù)據(jù)，減少了人工測量的時間和成本，提高了工作效率。
（4）完整性：三維激光掃描儀可以將整個建筑物的三維數(shù)據(jù)記錄下來，包括建筑物的外部和內(nèi)部文物等，這種完整性對于后續(xù)的文物數(shù)字化留檔非常重要。
（5）靈活性和適應(yīng)性：可應(yīng)用于各種地勢地況，包括不同地形、不同建筑和不同形狀的地面建筑及文物，三維激光掃描技術(shù)都能夠提供全面而準確的數(shù)據(jù)支持。

審核編輯 黃宇