2019 年 4 月 16 日,巴黎圣母院大火,這座歷史 800 多年的文化遺產(chǎn)損失慘重。幸而之前美國瓦薩學(xué)院的專家為巴黎圣母院建造了三維精細模型存檔,修復(fù)和重建工作才得以開展,然而這次事故給全球古建保護工作敲響了警鐘。
2016 年 4 月,日本九州地震造成熊本城城墻坍塌
在日本,由于自然災(zāi)害頻發(fā),傳統(tǒng)木制建筑抗風(fēng)險能力差,古建筑保護同樣是一大難題。無人機攝影測量在古建保護中優(yōu)勢明顯,日本政府也開始采用這一技術(shù)來保護古建筑,建立數(shù)字模型輔助歷史建筑進行定期的修復(fù)。2020年,日本 Toppen 公司就用精靈 4 RTK 及大疆智圖完成了著名古建唐津城的三維重建。
400 年海上城堡唐津城,遇到保護難題
唐津城,是一座修建于海灣之上的城。由唐津藩的第一代藩主——寺澤廣高于 1602 到 1608 年之間所建造,距今已有 400 多年的歷史,這座城堡一直是這座城市的莊嚴象征。
唐津城
由于背面臨海,唐津城有一段石墻直接面向大海,這是城堡唯一保留下來的原始建筑部分,歷史價值巨大。“但是,由于地震和暴雨造成的滲水影響,這些石墻已經(jīng)發(fā)生多次變形。” 佐賀縣唐津市城市規(guī)劃部 Satoshi Kimoto 解釋說,保護唐津城的需求從未如此迫切。
舊世界遇上新技術(shù):無人機三維建模
當?shù)夭块T將保護唐津城百年古堡的任務(wù),交給專門從事古建筑和文物數(shù)字保護工作的 Toppen 公司。該公司高級工程師介紹,公司通常會根據(jù)照片繪制建筑圖紙,以便保留建筑立面的細節(jié)。然而,傳統(tǒng)的技術(shù)是遠遠不夠的。“由于石墻是一個三維結(jié)構(gòu),復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和細致的紋理給傳統(tǒng)記錄工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。” 因為目前的數(shù)據(jù)收 集方法效果達不到要求,Toppen 公司決定采用最新的無人機技術(shù),無人機能夠高效、準確、無接觸地獲取古堡石墻和附屬建筑物的影像數(shù)據(jù),并通過計算機視覺技術(shù)進行三維重建,最終實現(xiàn)對唐津城的數(shù)字化及信息化。
唐津城石墻
精靈 4 RTK 是這項工作的優(yōu)秀選擇,提供靈活、準確、低門檻的低空航測解決方案。精靈 4 RTK 的軸距僅有 350 毫米,重量 1391 克,可由單人攜帶并且可在狹窄的空間自由起飛。即使在沒有像控點的情況下,精靈 4 RTK 仍可通過 RTK 提供的精準定位信息和高精度成像系統(tǒng)實現(xiàn)厘米級精準定位。同時,借助精靈 4 RTK 的 2000 萬像素 CMOS 傳感器可以捕捉到清晰的成像數(shù)據(jù)。
卓越的數(shù)據(jù)獲取和處理體驗
大疆智圖重建速度快,對電腦的硬件配置要求相對“平民”,大幅提升了內(nèi)業(yè)制圖工作效率,僅需 1GB 內(nèi)存大疆智圖就能處理精靈 4 RTK 400 張照片。
精靈 4 RTK 和大疆智圖軟硬件之間無縫銜接,形成了一套高效率、高精度的攝影測量解決方案。“通常需要幾個小時才能完成的工作現(xiàn)在只需幾分鐘即可完成。以前我們只能在辦公室內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理分析,但現(xiàn)在我們在現(xiàn)場就可以直接處理和分析數(shù)據(jù),并立即檢查是否存在任何偏差。”Kawamizu 說道。
從現(xiàn)在做起,防患于未然
唐津市城市規(guī)劃部的 Kimoto 對大疆智圖生成的三維模型給予高度評價:“萬一將來石墻毀壞需要對其進行修復(fù)時,實景三維模型提供了一個可靠的參考樣本。方便各類研究者通過電腦里的三維模型,從各個角度查看細節(jié),高效地獲取結(jié)構(gòu)的高度和深度信息。”
使用精靈 4 RTK 和大疆智圖,為古建筑提供了從數(shù)據(jù)采集到三維數(shù)據(jù)分析處理,以及最終查看的全套方案,為保護文化遺產(chǎn)貢獻科技力量。“我們的目標是有效利用這些數(shù)據(jù),幫助維護這些祖先修筑的歷經(jīng)千年風(fēng)雨的老建筑。” Kimoto笑著說。
習(xí)近平總書記強調(diào),“歷史文化是城市的靈魂,要像愛惜自己的生命一樣保護好城市歷史文化遺產(chǎn)。”中國是歷史建筑大國,2011 年第三次全國文物普查核定登記的全國不可移動文物 76.7 萬處,自然災(zāi)害、人為破壞使得歷史建筑不斷消失,古建保護任務(wù)艱巨。2019 年住建部明確發(fā)文,要求開展歷史建筑測繪建檔三年行動,從 2020 年開始,到 2022 年全國需完成所有歷史建筑的測繪及系統(tǒng)錄入工作;鼓勵采用傾斜攝影、三維激光掃描等新技術(shù)應(yīng)用于歷史建筑測繪工作。
科技賦能歷史建筑保護,大疆精靈4 RTK 和大疆智圖組成的高精度、高效率、低成本、低門檻的航測解決方案,將大力推動歷史建筑保護的數(shù)字化進程,為保護歷史建筑貢獻科技力量。
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