需求分析 我國古建筑歷史悠久,而且具有很高的文化價值,憑借獨特的風格在世界建筑史上享有極高的地位和價值。文物保護意義重大,保護文物是我們每個人義不容辭的責任。
而近年來無人機技術不斷發(fā)展,尤其是小型智能無人機的技術飛速發(fā)展。當小型無人機與GIS地理信息系統(tǒng)相結合,就為文物建筑監(jiān)察保護工作提供了新的方法。無人機傾斜攝影數(shù)據(jù)采集范圍大、效率高,為古建筑文物提供了更加先進的技術,可以更加精細完整地還原文物的三維數(shù)據(jù)信息。
解決方案 三維重建基于傾斜攝影測量技術。通過使用無人機及相機達到對古建文物全方位、多角度的影像數(shù)據(jù)采集,得到文物多個角度的紋理影像;然后通過算法識別、提取出多幅影像間的同名像點,通過攝影中心、物點及像點的共線條件方程得到同名像點的概略位置,從而完成影像匹配,基于影像的內(nèi)外方位元素,建立與測區(qū)對應的航帶模型或區(qū)域網(wǎng)模型,采用解析法對多條航帶進行聯(lián)合整體平差,完成空中三角測量;通過密集匹配生成密集的三維點云;根據(jù)點的空間相對關系,構建出不規(guī)則三角網(wǎng);根據(jù)紋理影像和三角形面片之間的空間關系完成紋理映射,最后輸出帶有真實紋理的三維模型。
在日常保護中,常會遇到因文物建筑本體(特別是古村落建筑群和古塔類建筑)周邊地形環(huán)境復雜,無法看到本體每個部位和細節(jié)的情況。譬如對古建筑屋面進行觀察測繪,或者拍照取證殘損狀況時,就需要借助梯子,甚至要搭建腳手架,不僅耗費時間精力、人力物力,也不利于工作人員的人身安全。而無人機的出現(xiàn)及運用,就為文物監(jiān)察與保護提供了極大便利。當人的視角受到限制時,小型無人機攜帶相機起飛拍攝,可提供文物建筑本體及周邊環(huán)境的詳細影像資料。文物工作者再結合攝影測量、三維重建等技術,根據(jù)影像對文物建筑進行全面的數(shù)字化分析與建檔,操作簡便效率高,數(shù)據(jù)處理快,模型效果更佳更真實,適于在文物建筑保護工作中推廣利用。
在文物建筑的監(jiān)察保護工作中,無人機的應用不僅提供了更多的分析、參考數(shù)據(jù)與檔案,更是對傳統(tǒng)測繪方式的一種變革;改變了多年來只能靠卷尺、測距儀、手工繪圖的局面,顯著提升了磚塔類建筑、大型建筑群測繪工作的精度和效率。如今的磚塔測繪,只需要無人機進行一次影像采集,就可完成對病害殘損的調(diào)查。對大型村落建筑群的測繪則更加精準全面,能夠清晰展現(xiàn)以前人無法到達的地方。
隨著技術的發(fā)展和相關軟件的不斷進步,相信無人機將會在文物建筑監(jiān)察保護中得到更廣泛的應用,增加、提升相關工作的科技含量。(作者單位:蘭溪市文物監(jiān)察大隊)徐?浩