内容摘要:据不完全统计,“十二五”期间,湖北全省在实施“四片三区一水一线”战略布局的过程中,引导、扶持、培育有关单位大力推进科技创新工作,累计申报文物考古相关科技创新项目近30项,实施(含实施完成)16项,科技创新在全省文化遗产保护事业中所占比重逐年加大。深化数字技术应用,实现文化遗产保护新突破“十二五”以来,湖北省文物局积极探索三维扫描、虚拟复原等数字技术与文化遗产保护深度融合的新途径,大力推进数字技术在世界文化遗产保护管理、大遗址保护与国家考古遗址公园建设、重点文物保护单位的保护展示中的应用。1.机载激光遥感扫测与荆州大遗址应用为进一步创新大遗址保护新技术、新思路,湖北省文物局自2011年起,联合武汉大学、湖北海达文化遗产保护科技研究院等单位,结合大遗址保护荆州片区文物工作需要。
关键词:科技创新;遗址;文物保护;文化遗产;考古;湖北省文物局;测绘;激光;展示;扫描
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“十二五”以来,在“科教兴国”“建设创新型国家”的时代背景下,随着我国综合国力持续增强,产业结构升级和经济增长方式转变,互联网特别是移动互联网以及大数据、云计算、数字技术、虚拟展示等高新技术迅猛发展,文化遗产保护科技进入了前所未有的发展机遇期,文化遗产保护创新领域的科技含量越来越高,孕育着新的突破。湖北省文物局积极发挥科技创新在弘扬传承荆楚优秀传统文化、建设文物强省战略中不可替代的支撑和引领作用,积极整合全省科技人才、技术资源,在全省不可移动文物保护工作中不断强化机构队伍培养,创新科技应用机制,加强信息平台建设,深化数字技术应用,逐步形成以人才为依托、以数字化为导向、全面推进科技手段应用、助力文化遗产保护展示的科技支撑体系,摸索出一条符合新时期新要求的文化遗产保护科技创新之路,且成绩斐然。
强化机构队伍培养,探索文化遗产保护新思路
“功以才成,业由才广”,习近平总书记强调,人才是创新的根基,创新驱动实质上是人才驱动。人才队伍也决定了科技创新的深度和广度。为此,湖北省文物局不断加大科技创新人才培养锻炼,通过宣传引导全省各级文博单位开拓科技创新思维;通过培训提升文博人才科技创新能力;通过不断地取得阶段性成果,营造科技创新的良好氛围。据不完全统计,“十二五”期间,湖北全省在实施“四片三区一水一线”战略布局的过程中,引导、扶持、培育有关单位大力推进科技创新工作,累计申报文物考古相关科技创新项目近30项,实施(含实施完成)16项,科技创新在全省文化遗产保护事业中所占比重逐年加大;累计培训各级文物考古力量近300人次,全省文博行业科技创新理念日益深化,科技应用成为全省不可移动文物保护的重要抓手,支撑与引领作用逐步凸显。
与此同时,结合全省重点高校云集、科技资源富集的本土优势,湖北省文物局积极实施中部文博人才高地战略,在充分整合全省高等院校、科研院所人才、技术资源的基础上,不断加强与相关机构人才培养、项目合作力度,为全省文化遗产保护注入强有力的科技、智力支持。2013年1月,湖北省文物局在充分调研的基础上,与武汉大学及武汉海达数云技术有限公司共同支持成立湖北省海达文化遗产保护科技研究院。几年来,该院以文化遗产数字保护传承为核心,整合科研院所、优势企业、行业用户,在行业政策指引下,立足湖北,辐射全国,致力于文化遗产数字保护、研究、展示、传播等领域的新技术、新方法、新模式的创新研究,并注重科学研究、工程应用和高层次人才培养,为探索文化遗产保护科技创新起到良好的带头和示范作用。
深化数字技术应用,实现文化遗产保护新突破
“十二五”以来,湖北省文物局积极探索三维扫描、虚拟复原等数字技术与文化遗产保护深度融合的新途径,大力推进数字技术在世界文化遗产保护管理、大遗址保护与国家考古遗址公园建设、重点文物保护单位的保护展示中的应用,并取得一系列重要突破。
1.机载激光遥感扫测与荆州大遗址应用
为进一步创新大遗址保护新技术、新思路,湖北省文物局自2011年起,联合武汉大学、湖北海达文化遗产保护科技研究院等单位,结合大遗址保护荆州片区文物工作需要,开展了“机载三维激光雷达遥感考古勘测方法及大遗址考古调查应用”项目的研究。该项目将机载激光雷达测绘技术运用到近地表植被、农作物覆盖下的遗迹遗址的考古调查和勘测中,实现了对遗址群大小、规模、形状、朝向、分布及周边地形环境的调查、测绘与可视化表达,解决了高密度植被覆盖区的大遗址信息提取、识别、定位和测绘的技术难题,有效地弥补了传统考古调查、测绘的不足,填补了国内在此领域的空白。
2014年4月,由中国测绘科学研究院刘先林院士担任主任委员的专家组,鉴定该项目成果“达到国际先进水平”。同年12月,该项目分别获全国测绘科技进步二等奖、湖北省政府科技进步三等奖。
2.石家河、屈家岭遗址机载激光遥感测绘项目
石家河遗址、屈家岭遗址是国家“十二五”大遗址保护重点项目,2015年以来,经国家文物局批准,湖北省文物考古研究所对两处遗址进行了发掘,取得一系列重要发现。按照全省加强大遗址保护科技支撑、推进科技手段在大遗址保护与利用工作中的应用的总体部署,湖北省文物考古研究所委托湖北省海达文化遗产保护科技研究院实施了机载激光遥感测绘项目。该项目通过机载激光扫描测绘,形成遗址DEM(数字高程模型)、DOM(高清遥感正射影像图)、A-DSM(考古数字地表模型)、DLG(数字线划图)图像,经滤波处理后可过滤地表植被、无关建筑物等信息,便于对遗址地形、地貌进行宏观考察及微观测量。
项目实施过程中,工作人员还首次研发了三维可视化成果管理系统,该系统可叠加大遗址遥感测绘的DOM、DEM、ADSM等多种空间数据,实现遗址(遗迹)定位、查询、测量和分析要求,为遗址保护规划、考古工作、遗址展示等提供数据支撑,有效地打通了测绘科技与考古专业的壁垒,便于考古工作者使用遥感测绘数据。此外,该系统具备较强的通用性,可迅速应用于其他大遗址遥感测绘项目。
3.随州叶家山三维数字考古
随州叶家山墓地是西周早期曾国墓地,2011年入选全国十大考古新发现,引发社会各界广泛关注。湖北省文物局于2011年委托武汉大学启动叶家山三维数字考古新技术应用研究项目。该项目将数字三维可视化技术应用于叶家山考古信息采集与成果展示中,根据发掘进度获取不同发掘阶段的精细三维点云数据和纹理数据,以直观的方式整合发掘资料信息,并利用数据库技术、三维虚拟技术等建立三维可视化展示系统。该项目是全省首次针对考古发掘项目进行三维数据采集与虚拟复原。
4.武当山遇真宫、两仪殿三维数字化扫描
武当山遇真宫是世界文化遗产武当山古建筑群的重要组成部分,因南水北调中线工程建设需要,经国务院南水北调办、国家文物局批准,实施原地垫高保护。配合工程建设,湖北省文物局于2011年初委托专业机构对遇真宫开展三维扫描与建模。该项目采用HDS6000激光扫描仪对遇真宫现存的中宫、山门与东、西宫门及外墙等建筑进行精密扫描,采用鱼眼相机对遇真宫各部拍摄全景图片,后期对彩色点云数据进行拼接,完成3D建模,并绘制2D图纸。这一工作的开展,对高水平保留遇真宫原始精密数据具有重要意义,同时为原地垫高施工建设与后期展示利用夯实了基础。
武当山两仪殿三维激光扫描由湖北省文物局于2011年初组织省古建筑保护中心、武汉大学等单位实施,该项目利用三维激光扫描、高分辨率近景摄影测量、激光测距、全景测量等前沿测绘技术,结合传统测量手段,采用相互补充的多传感器集成测量技术,对武当山南岩宫两仪殿进行全方位、多视角的精细测绘和三维可视化数据采集,通过多传感器数据的融合处理,获取武当山南岩宫两仪殿精细化测绘数据、三维模型和可视化展示。
5.恩施容美土司遗址群三维扫描建模
容美土司城址是全国重点文物保护单位,也是中国世界文化遗产预备名单项目之一。2015年,湖北省文物考古研究所在科学做好容美土司城址考古发掘的基础上,委托湖北省海达文化遗产保护科技研究院,对容美土司城址进行三维激光数据采集,获得遗址三维激光点云、三维模型、三维动画及三维交互程序等多元化数字成果,并在遗址的三维交互中加入了热点功能,为公众提供了更好的交互体验。
该项目首次将遗址模型和地形模型连接起来,对于大模型的优化处理是一项技术创新和重大突破;三维激光点云和三维模型成果精细、完整地记录了遗址保存现状,为进一步的保护、研究提供了科学的数据支撑;基于三维模型制作的三维动画及三维交互程序,为参观者带来了身临其境般的交互体验,为遗址的展示、宣传提供强大的科技助力。
6.随州曾侯乙陪葬墓出土帐篷青铜构件复原
为更好地研究曾侯乙陪葬墓出土帐体及青铜构件的制作技术,全面、完整、精细地记录曾侯乙陪葬墓清理出土的各类帐体、青铜构件的结构工艺及拼接技术,2015年7月至8月,武汉大学、湖北省文物考古研究所与湖北省海达文化遗产保护科技研究院对曾侯乙陪葬墓帐体青铜构件进行了复原。该项目通过三维激光扫描技术、高清纹理拍摄技术,对曾侯乙陪葬墓出土的青铜构件进行高精度、三维激光扫描精细测量和高仿真纹理同步采集,最大限度地提取和保留文物信息。在此基础上对账体各个构件进行精细几何结构测量、三维实体重建,通过数字化手段、三维可视化技术、3D虚拟复原和3D打印技术,对青铜构件的形制、制作工艺及其科学价值进行系统研究和复原,可实现帐体的虚拟无损组装和三维可视化展示。
该项目率先实现了文物构件的虚拟无损拼接(组装),填补了该领域的空白,为进一步做好出土文物虚拟展示,促进“让文物活起来”提供了良好的范本。







