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(yùn)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(yùn)用

◆大帽山古厝掃描模型圖

◆大帽山古厝改造前現(xiàn)場(chǎng)圖

▲掃描儀掃描大帽山古厝

海峽網(wǎng)訊 據(jù)海峽導(dǎo)報(bào)報(bào)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(lái)，法國(guó)巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)一事，引發(fā)世人關(guān)注。幸運(yùn)的是，巴黎圣母院已經(jīng)進(jìn)行過(guò)三維激光掃描，保存了數(shù)字化資料，屆時(shí)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(bào)記者獲悉，廈門有企業(yè)和學(xué)校已開展運(yùn)用，對(duì)古建筑進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)與修繕。

先進(jìn) 一秒鐘可以測(cè)上百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)

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(bào)記者了解，廈門已經(jīng)有相關(guān)應(yīng)用。

廈門理工學(xué)院計(jì)算機(jī)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(tuán)隊(duì)利用三維激光掃描技術(shù)完成了對(duì)古田會(huì)址等建筑的修復(fù)重建。而廈門特房集團(tuán)也早在兩年前引進(jìn)了三維激光掃描儀，在古建筑修繕和建筑施工中加以運(yùn)用。

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

它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。三維激光掃描技術(shù)具有測(cè)量非接觸、掃描效率高、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)等獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以快速精確地得到古建筑完整的三維信息，同時(shí)與數(shù)碼相機(jī)相結(jié)合，可以對(duì)古建筑物進(jìn)行快速三維重建等，實(shí)現(xiàn)古建筑的數(shù)字化存檔，為古建筑數(shù)字化保護(hù)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(jī)場(chǎng)、港口上應(yīng)用，還可以在犯罪現(xiàn)場(chǎng)、事故現(xiàn)場(chǎng)、自然災(zāi)害、考古現(xiàn)場(chǎng)、電影電視制作上運(yùn)用，記錄現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行事故、犯罪分析，匯水分析，后期制作等。

廈門理工學(xué)院計(jì)算機(jī)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(wàn)個(gè)點(diǎn)的掃描速度，對(duì)被掃物體進(jìn)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(wú)法測(cè)量已經(jīng)成為過(guò)去式。

該學(xué)院最近引進(jìn)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(wú)人機(jī)傾斜三維數(shù)據(jù)一樣具有絕對(duì)坐標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，快速建立地上地下、室內(nèi)室外的三維實(shí)體模型，更加高效地把古建筑的點(diǎn)云跟它周邊的實(shí)景三維數(shù)據(jù)有機(jī)整合成信息量更全的大場(chǎng)景數(shù)據(jù)。今后需要修繕或者重建的時(shí)候，把掃描存檔的點(diǎn)云數(shù)據(jù)放入配套的移動(dòng)終端，該設(shè)備可以通過(guò)發(fā)射激光定位，指揮施工人員精確按原樣進(jìn)行施工，特別針對(duì)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(yùn)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(cè)量方面，廈門運(yùn)用得較多，特別是在鼓浪嶼申遺前、莫蘭蒂臺(tái)風(fēng)后、金磚會(huì)議前，一些建筑外立面改造就運(yùn)用了三維激光測(cè)量，“只有三維激光掃描能勝任在這么短的時(shí)間完成如此大的工程任務(wù)”。

翔安大帽山古厝也是一個(gè)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(tái)風(fēng)等惡劣天氣，更容易帶來(lái)安全隱患問(wèn)題。為了保護(hù)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(dòng)了大帽山古厝修復(fù)項(xiàng)目，其中，就運(yùn)用了一項(xiàng)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(tuán)有限公司技術(shù)中心副主任、廈門特房國(guó)際設(shè)計(jì)股份有限公司BIM研發(fā)中心主任鄭志惠告訴導(dǎo)報(bào)記者，大帽山寨仔尾村古厝修復(fù)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段運(yùn)用三維激光掃描儀等硬件設(shè)施，對(duì)大帽山閩南古建筑進(jìn)行快速掃描，采集原始建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)開發(fā)。“文物測(cè)繪是文物保護(hù)工作的基礎(chǔ)和前提。隨著人類活動(dòng)的日益影響，許多重要古建筑文物遭到不同程度的破壞。對(duì)文物的三維重建是文物保護(hù)的有效手段。我國(guó)傳統(tǒng)古建筑測(cè)繪均采用標(biāo)尺標(biāo)桿手工測(cè)量，這種方法精度低、無(wú)明確的精度指標(biāo)，并且會(huì)對(duì)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(cè)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(xiàng)目設(shè)計(jì)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(duì)外營(yíng)業(yè)。

建議 加強(qiáng)古建筑數(shù)字化保護(hù)

何原榮教授表示，總體來(lái)說(shuō)，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(gè)方面。

首先，一臺(tái)掃描儀價(jià)格幾十萬(wàn)元到幾百萬(wàn)元不等，一些元器件還主要靠進(jìn)口，設(shè)備價(jià)格較高；其次，目前精通激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的人才還較少；第三，對(duì)于應(yīng)用者而言，多數(shù)規(guī)劃和工程管理人員對(duì)激光點(diǎn)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(hù)的一個(gè)重要工作來(lái)做，獲取的精確、密集的點(diǎn)云是日常的維護(hù)、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(shí)代的到來(lái)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)能夠通過(guò)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(shí)。