01现代测绘技术在文物保护修复中的应用

中国文化遗产研究院现代测绘技术在文物保护修复中的应用（一）胡云岗博士/副教授13641340555北京建筑大学二○一三年五月2013年度石质文物保护修复技术培训班课程中国文化遗产研究院2020/6/302----门捷列夫(俄罗斯著名化学家)科学始于测量，没有测量，便没有精密的科学。测绘简述中国文化遗产研究院2020/6/303-----钱学森信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术，测量技术是信息技术的关键和基础。测绘简述中国文化遗产研究院测绘简述中国文化遗产研究院复杂零部件2020/6/305测绘简述中国文化遗产研究院2020/6/306•几何要素：点、线、面三种基本几何要素，及其三种基本几何要素之间的组合。•几何量：物体的几何尺寸、形状和位置，即所谓的几何量的三大要素。•几何量测量的基本参量是长度和角度，以及由它们导出的平直及由二维或三维参数来表示的曲线、曲面等。测绘简述中国文化遗产研究院2020/6/307测绘简述中国文化遗产研究院测绘技术工业测量坐标测量测绘简述中国文化遗产研究院为什么开设此课程（WHY）?基础性工作、不可或缺性课程主讲什么内容（WHAT）?介绍为主、重点选讲如何做到学以致用（HOW）？了解为主、实践相辅（需求结合）课程目标中国文化遗产研究院文物保护修复中测绘需求分析现代测绘技术重点介绍三维激光扫描近景摄影测量红外、多光谱、高光谱成像•文物保护工程实践应用主要内容中国文化遗产研究院1文物保护修复中测绘需求分析1.1资料留存需求1.2现状调查需求1.3保护设计需求1.4虚拟修复需求1.5监测需求1.6规划需求1.7展示需求1.8小结课程大纲中国文化遗产研究院课程大纲2现代测绘技术重点介绍2.1测绘技术基础2.2现代测绘技术概述2.3现代测绘技术重点介绍2.3.1精密水准测量与角度测量2.3.2全站仪测量中国文化遗产研究院2.3.3GPS测量2.3.4遥感（热红外、多光谱、高光谱成像）2.3.5摄影测量2.3.6三维激光扫描课程大纲中国文化遗产研究院3应用案例3.1千手观音抢救性保护工程中三维测绘应用；3.2周口店遗址加固工程中三维测绘应用；3.3承德避暑山庄石碑保护修复中三维测绘应用；3.4大足石刻大佛湾石刻三维数字化及监测；课程大纲中国文化遗产研究院现代测绘技术在文物保护修复中的应用——需求分析2013年度石质文物保护修复技术培训班课程中国文化遗产研究院文物保护工程（No.28）日常保养防护加固现状修整重点修复需求Ⅰ——资料留存RecordingandDocumentation文物信息留存是文物保护中重要的一项基础工作，尤其是在动手对某一文物对象实施本体保护或修复时，必须对其现状信息进行翔实的测绘、记录与档案留存，这也是国际上文物保护工作中所遵循的基本原则之一。（2000年）中国文化遗产研究院《威尼斯宪章》（《国际古迹保护与修复宪章》威尼斯，1964年）《保护世界文化和自然遗产公约》（巴黎，1972年）《奈良真实性文件》（奈良，1994年）《西安宣言》（西安，2005年）需求Ⅰ——资料留存中国文化遗产研究院需求Ⅰ——资料留存根据《国家“十一五”时期文化发展规划纲要》，国务院决定从2007年开始开展第三次全国文物普查，始于2007年4月，止于2011年12月，耗时近五年。普查的内容是：每处不可移动文物的名称、位置、地理坐标、年代、类别、数量和文物特征等基本情况；文物本体的保存情况和损毁原因；文物周边的自然环境和人文环境现状以及文物的所有权属和使用管理情况等信息、资料。调查中应同时测绘文物线图、摄制文物照片、采集文物标本以及其他相关资料，一并进行登录。中国文化遗产研究院需求Ⅰ——资料留存1941年1962年1985年2001年中国文化遗产研究院周萨神庙修缮需求Ⅰ——资料留存中国文化遗产研究院千手观音病害调查需求Ⅱ——现状调查文物是国家不可再生的文化资源。文物调查是确保国家历史文化遗产安全的重要措施，是文化遗产保护的重要基础工作。开展文物普查，全面掌握不可移动文物的基本情况及其生存状态，将为准确判断文物保护形势、科学制定文物保护政策和规划提供依据；为构建科学有效的文化遗产保护体系、建立比较完备的文化遗产保护制度提供依据。中国文化遗产研究院需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院现状调查统计与评估需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院地仗脱落层面积图（单位：平方毫米）52470.1555909.2626684.70壁画A壁画B壁画C壁画现状病害调查需求Ⅱ——现状调查中国文化遗产研究院需求Ⅲ——保护设计中国文化遗产研究院需求Ⅲ——保护设计中国文化遗产研究院需求Ⅲ——保护设计中国文化遗产研究院需求Ⅲ——保护设计中国文化遗产研究院需求Ⅲ——保护设计周口店遗址局部坍塌图中国文化遗产研究院需求Ⅲ——保护设计中国文化遗产研究院修复前虚拟修复三维模型对比需求Ⅳ——虚拟修复中国文化遗产研究院需求Ⅳ——虚拟修复中国文化遗产研究院需求Ⅳ——虚拟修复中国文化遗产研究院需求Ⅳ——虚拟修复中国文化遗产研究院需求Ⅳ——虚拟修复中国文化遗产研究院需求Ⅴ——监测需求《中国文物古迹保护准则》《中国世界文化遗产监测巡视管理办法》文化遗产监测是保护和管理文化遗产的重要保障措施，通过监测能够及时发现问题，防患于未然，主要包括日常监测、定期监测和反应性监测。中国文化遗产研究院变形监测岩体稳定性监测地质灾害监测环境监测生物监测噪声污染监测水害监测……需求Ⅴ——监测需求中国文化遗产研究院200920062003需求Ⅴ——监测需求中国文化遗产研究院19081969需求Ⅴ——监测需求中国文化遗产研究院需求Ⅴ——监测需求中国文化遗产研究院需求Ⅴ——监测需求中国文化遗产研究院为监测设计提供基础图件；变形监测（稳定性监测）；监测信息系统构建（与GPS/RS/GIS系统结合）。需求Ⅴ——监测需求中国文化遗产研究院需求Ⅵ——规划需求价值评估；遗址分区；范围划定；图件制作；数据统计；方案比选中国文化遗产研究院需求Ⅵ——规划需求中国文化遗产研究院通视分析缓冲区分析叠置分析需求Ⅵ——规划需求中国文化遗产研究院需求Ⅵ——规划需求中国文化遗产研究院需求Ⅵ——规划需求庞贝古城西南门区域保护修复详规图中国文化遗产研究院需求Ⅶ——展示需求中国文化遗产研究院需求Ⅶ——展示需求中国文化遗产研究院需求Ⅶ——展示需求中国文化遗产研究院需求Ⅶ——展示需求大足石刻毗庐道场真实形态展示逼真场景展示中国文化遗产研究院需求Ⅶ——展示需求安岳石窟释迦摩尼中国文化遗产研究院文物虚拟展示机需求Ⅶ——展示需求中国文化遗产研究院需求小结基本形态测绘传统的拉尺丈量、经纬仪测量、水准仪测量、全站仪测量、光学近景摄影测量、数字近景摄影测量、三维激光扫描等。影像记录素描、传统胶片照相（包括黑白与彩色）、数码照相及DV录像等。文物测绘与信息留存主要方式中国文化遗产研究院文物最小干预原则尽量避免文物本体上的操作，倡导无损非接触式测绘。测绘手段发展更新：法式测量常规仪器现代测量需求小结皮尺，水准尺，垂球，……测距仪水准仪，经纬仪，……全站仪，GPS，三维激光扫描仪，……文物测绘特点中国文化遗产研究院文物最小干预原则尽量避免在文物本体上操作，倡导无损非接触式测绘。法式测量常规测量现代测量皮尺，水准尺，垂球，……测距仪，水准仪，经纬仪，……全站仪，GPS，三维激光扫描仪，……文物测绘特点需求小结中国文化遗产研究院复杂外形多为手工而成，多具不规则几何外形，如佛像、镂空雕刻等，难以用常规测绘方法测取数据。文物测绘特点需求小结中国文化遗产研究院文物测绘特点精度差异较大具体对象需求差异较大，多需大比例尺（1：50以上），一般精度需达毫米级别。一般地：规划：厘米至亚米级；设计、建筑调查、考古调查：mm；精密文物或构件：10-1mm。精细化测绘需求小结中国文化遗产研究院文物测绘特点文物濒临破坏或经历突发性损坏时，如地震之后的文物抢救性保护，其现势性要求强，需要在又好又快地获取一手资料数据，以助于后期的修复。现势性要求强汶川地震受损的德阳龙护舍利塔需求小结中国文化遗产研究院谢谢！