能讓巴黎圣母院“還原本色” 三維激光掃描技術(shù)在廈已得到有效運用

原標(biāo)題：能讓巴黎圣母院“還原本色” 三維激光掃描技術(shù)在廈已得到有效運用

◆大帽山古厝掃描模型圖

◆大帽山古厝改造前現(xiàn)場圖

▲掃描儀掃描大帽山古厝

海峽網(wǎng)訊 據(jù)海峽導(dǎo)報報道 （記者 呂寒偉 沈華鈴/文 通訊員 鄭志惠/供圖）數(shù)百年文物毀于一旦，令人惋惜。而有了高科技，文物修復(fù)將更加精確快速。

連日來，法國巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)一事，引發(fā)世人關(guān)注。幸運的是，巴黎圣母院已經(jīng)進行過三維激光掃描，保存了數(shù)字化資料，屆時修復(fù)將“還原本色”。

三維激光掃描技術(shù)，在廈門已經(jīng)得以應(yīng)用。導(dǎo)報記者獲悉，廈門有企業(yè)和學(xué)校已開展運用，對古建筑進行數(shù)字化保護與修繕。

先進 一秒鐘可以測上百萬個點

在《碟中諜》、《007》中，三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)大放異彩。據(jù)導(dǎo)報記者了解，廈門已經(jīng)有相關(guān)應(yīng)用。

廈門理工學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院從2014年開始就開設(shè)了“三維激光掃描技術(shù)與工程應(yīng)用”課程，是目前全省最早為本科生開設(shè)該課程的教學(xué)單位，團隊利用三維激光掃描技術(shù)完成了對古田會址等建筑的修復(fù)重建。而廈門特房集團也早在兩年前引進了三維激光掃描儀，在古建筑修繕和建筑施工中加以運用。

三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)具有測量非接觸、掃描效率高、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)等獨特的技術(shù)優(yōu)勢，可以快速精確地得到古建筑完整的三維信息，同時與數(shù)碼相機相結(jié)合，可以對古建筑物進行快速三維重建等，實現(xiàn)古建筑的數(shù)字化存檔，為古建筑數(shù)字化保護與復(fù)原扮演重要角色。

三維激光掃描技術(shù)既可以在建筑、橋梁、隧道、道路、機場、港口上應(yīng)用，還可以在犯罪現(xiàn)場、事故現(xiàn)場、自然災(zāi)害、考古現(xiàn)場、電影電視制作上運用，記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù)，進行事故、犯罪分析，匯水分析，后期制作等。

廈門理工學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院何原榮教授介紹，三維激光掃描儀以每秒上百萬個點的掃描速度，對被掃物體進行快速高效的掃描，古文體、工廠管道、隧道、地形等復(fù)雜的領(lǐng)域無法測量已經(jīng)成為過去式。

該學(xué)院最近引進的新一代影像三維激光掃描儀及配套軟件，可以便捷獲取跟無人機傾斜三維數(shù)據(jù)一樣具有絕對坐標(biāo)的點云數(shù)據(jù)，快速建立地上地下、室內(nèi)室外的三維實體模型，更加高效地把古建筑的點云跟它周邊的實景三維數(shù)據(jù)有機整合成信息量更全的大場景數(shù)據(jù)。今后需要修繕或者重建的時候，把掃描存檔的點云數(shù)據(jù)放入配套的移動終端，該設(shè)備可以通過發(fā)射激光定位，指揮施工人員精確按原樣進行施工，特別針對古建筑很多都是異性建筑，三維激光的三維放樣是精確地修繕和重建的重要支撐技術(shù)。

運用 三維激光掃描閩南古厝

何原榮教授表示，三維激光掃描在外立面測量方面，廈門運用得較多，特別是在鼓浪嶼申遺前、莫蘭蒂臺風(fēng)后、金磚會議前，一些建筑外立面改造就運用了三維激光測量，“只有三維激光掃描能勝任在這么短的時間完成如此大的工程任務(wù)”。

翔安大帽山古厝也是一個應(yīng)用案例。大帽山古厝為近代建設(shè)產(chǎn)物，是典型的閩南紅磚古厝，存在不同程度的破損，一旦遇到臺風(fēng)等惡劣天氣，更容易帶來安全隱患問題。為了保護與開發(fā)大帽山古厝，讓大帽山古建筑再次煥發(fā)優(yōu)雅之美，相關(guān)部門和單位啟動了大帽山古厝修復(fù)項目，其中，就運用了一項重要的技術(shù)，即三維激光掃描技術(shù)。

廈門特房建設(shè)工程集團有限公司技術(shù)中心副主任、廈門特房國際設(shè)計股份有限公司BIM研發(fā)中心主任鄭志惠告訴導(dǎo)報記者，大帽山寨仔尾村古厝修復(fù)項目在設(shè)計規(guī)劃階段運用三維激光掃描儀等硬件設(shè)施，對大帽山閩南古建筑進行快速掃描，采集原始建筑數(shù)據(jù)進行逆向設(shè)計開發(fā)。“文物測繪是文物保護工作的基礎(chǔ)和前提。隨著人類活動的日益影響，許多重要古建筑文物遭到不同程度的破壞。對文物的三維重建是文物保護的有效手段。我國傳統(tǒng)古建筑測繪均采用標(biāo)尺標(biāo)桿手工測量，這種方法精度低、無明確的精度指標(biāo)，并且會對文物造成一定程度的破壞。而基于三維激光掃描技術(shù)延伸發(fā)展的非接觸性測量技術(shù)的應(yīng)用，可以在文物虛擬還原工程中盡可能不受二次人為破壞。”鄭志惠解釋。

據(jù)悉，目前，大帽山寨仔尾村古厝修復(fù)項目設(shè)計工作已經(jīng)完成，古厝修復(fù)裝修改造施工也基本完成，開始投入使用并對外營業(yè)。

建議 加強古建筑數(shù)字化保護

何原榮教授表示，總體來說，建筑的數(shù)字化建檔工作還是偏少，三維激光掃描的廣泛應(yīng)用目前還受限于三個方面。

首先，一臺掃描儀價格幾十萬元到幾百萬元不等，一些元器件還主要靠進口，設(shè)備價格較高；其次，目前精通激光點云數(shù)據(jù)處理的人才還較少；第三，對于應(yīng)用者而言，多數(shù)規(guī)劃和工程管理人員對激光點云的數(shù)據(jù)格式還比較陌生，軟件大眾化推廣不夠。

何原榮教授建議，廈門應(yīng)該把數(shù)字化掃描與建檔作為古建筑保護的一個重要工作來做，獲取的精確、密集的點云是日常的維護、修繕、科普以及防災(zāi)減災(zāi)重要信息載體，特別是隨著5G時代的到來，點云數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)空間以及全息仿真的形式為游客和民眾提供更多了解這些建筑的形態(tài)、歷史、文化等知識。