三维激光扫描技术在厦运用 巴黎圣母院可“还原本色”

  • 发布时间: 2019-04-22
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  厦门网讯据海峡导报报道(记者吕寒伟沈华铃/文通讯员郑志惠/供图)数百年文物毁于一旦,令人惋惜。 而有了高科技,文物修复将更加精确快速。

  连日来,法国巴黎圣母院发生火灾一事,引发世人关注。 幸运的是,巴黎圣母院已经进行过三维激光扫描,保存了数字化资料,届时修复将“还原本色”。   三维激光扫描技术,在厦门已经得以应用。

导报记者获悉,厦门有企业和学校已开展运用,对古建筑进行数字化保护与修缮。

  先进一秒钟可以测上百万个点  在《碟中谍》、《007》中,三维激光扫描技术已经大放异彩。 据导报记者了解,厦门已经有相关应用。   厦门理工学院计算机与信息工程学院从2014年开始就开设了“三维激光扫描技术与工程应用”课程,是目前全省最早为本科生开设该课程的教学单位,团队利用三维激光扫描技术完成了对古田会址等建筑的修复重建。

而厦门特房集团也早在两年前引进了三维激光扫描仪,在古建筑修缮和建筑施工中加以运用。

  三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。

它通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据。

  它突破了传统的单点测量方法,具有高效率、高精度的独特优势。 三维激光扫描技术具有测量非接触、扫描效率高、数据精准等独特的技术优势,可以快速精确地得到古建筑完整的三维信息,同时与数码相机相结合,可以对古建筑物进行快速三维重建等,实现古建筑的数字化存档,为古建筑数字化保护与复原扮演重要角色。   三维激光扫描技术既可以在建筑、桥梁、隧道、道路、机场、港口上应用,还可以在犯罪现场、事故现场、自然灾害、考古现场、电影电视制作上运用,记录现场数据,进行事故、犯罪分析,汇水分析,后期制作等。   厦门理工学院计算机与信息工程学院何原荣教授介绍,三维激光扫描仪以每秒上百万个点的扫描速度,对被扫物体进行快速高效的扫描,古文体、工厂管道、隧道、地形等复杂的领域无法测量已经成为过去式。   该学院最近引进的新一代影像三维激光扫描仪及配套软件,可以便捷获取跟无人机倾斜三维数据一样具有绝对坐标的点云数据,快速建立地上地下、室内室外的三维实体模型,更加高效地把古建筑的点云跟它周边的实景三维数据有机整合成信息量更全的大场景数据。

今后需要修缮或者重建的时候,把扫描存档的点云数据放入配套的移动终端,该设备可以通过发射激光定位,指挥施工人员精确按原样进行施工,特别针对古建筑很多都是异性建筑,三维激光的三维放样是精确地修缮和重建的重要支撑技术。

  运用三维激光扫描闽南古厝  何原荣教授表示,三维激光扫描在外立面测量方面,厦门运用得较多,特别是在鼓浪屿申遗前、莫兰蒂台风后、金砖会议前,一些建筑外立面改造就运用了三维激光测量,“只有三维激光扫描能胜任在这么短的时间完成如此大的工程任务”。

  翔安大帽山古厝也是一个应用案例。 大帽山古厝为近代建设产物,是典型的闽南红砖古厝,存在不同程度的破损,一旦遇到台风等恶劣天气,更容易带来安全隐患问题。 为了保护与开发大帽山古厝,让大帽山古建筑再次焕发优雅之美,相关部门和单位启动了大帽山古厝修复项目,其中,就运用了一项重要的技术,即三维激光扫描技术。   厦门特房建设工程集团有限公司技术中心副主任、厦门特房国际设计股份有限公司BIM研发中心主任郑志惠告诉导报记者,大帽山寨仔尾村古厝修复项目在设计规划阶段运用三维激光扫描仪等硬件设施,对大帽山闽南古建筑进行快速扫描,采集原始建筑数据进行逆向设计开发。 “文物测绘是文物保护工作的基础和前提。

随着人类活动的日益影响,许多重要古建筑文物遭到不同程度的破坏。

对文物的三维重建是文物保护的有效手段。 我国传统古建筑测绘均采用标尺标杆手工测量,这种方法精度低、无明确的精度指标,并且会对文物造成一定程度的破坏。

而基于三维激光扫描技术延伸发展的非接触性测量技术的应用,可以在文物虚拟还原工程中尽可能不受二次人为破坏。 ”郑志惠解释。

  据悉,目前,大帽山寨仔尾村古厝修复项目设计工作已经完成,古厝修复装修改造施工也基本完成,开始投入使用并对外营业。   建议加强古建筑数字化保护  何原荣教授表示,总体来说,建筑的数字化建档工作还是偏少,三维激光扫描的广泛应用目前还受限于三个方面。   首先,一台扫描仪价格几十万元到几百万元不等,一些元器件还主要靠进口,设备价格较高;其次,目前精通激光点云数据处理的人才还较少;第三,对于应用者而言,多数规划和工程管理人员对激光点云的数据格式还比较陌生,软件大众化推广不够。

  何原荣教授建议,厦门应该把数字化扫描与建档作为古建筑保护的一个重要工作来做,获取的精确、密集的点云是日常的维护、修缮、科普以及防灾减灾重要信息载体,特别是随着5G时代的到来,点云数据能够通过网络空间以及全息仿真的形式为游客和民众提供更多了解这些建筑的形态、历史、文化等知识。

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