应用背景

我国历史遗址、古建筑历史悠久，风格迥异，展现出不同的风土人情。然而近年来由于市政建设、房产开发、旅游业发展以及不可抗拒的自然因素，导致现存的古建筑和遗址受到破坏甚至毁灭。因此开展古物数字化保护工作刻不容缓。
无人机三维激光扫描技术与传统的测量技术相比有相当大的优势。机载激光雷达扫描系统能快速完整的获取三维信息，并能够方便有效的生成建筑物的三维模型。由于获取的是三维点云数据，因此能充分体现出文物的特征信息。

现状与困难

在古建筑、历史文物勘查中重要的工作之一就是对原始资料的保存，传统的方法通过人工测量及二位图纸将信息记录成册。这种方法在测量过程中费时费力，精确度低，而且无法直观表达建筑、遗址的三维信息。

 

技术优势

 1、技术特点

随着三维激光扫描技术的出现，结合相关制图建模软件和虚拟现实技术，重现古建筑、遗址的三维信息逐渐成为文物保护的研究焦点；通过三维点云数据不仅可以逼真再现古建筑、遗址的风貌，而且也真实的保存了尺寸、结构特征，可以方便快捷的提取各种数据。这些数据是进行文物建筑、遗址数字化保护的基础，通过真彩色三维点云数据，可以清晰的展现建筑、遗址的结构，对于建筑变形监测及修复重建有重要指导意义。也可以在文物遭破坏后的，为恢复原貌提供重要参考依据。

2、设备概况

机载激光雷达扫描测量系统集成了激光传感器、定位定姿系统、高分辨率数码相机、计算机控制单元、无人机飞行平台等，具有集成度高、质量轻、数据精度高、运行成本低、使用限制少、操作维护简单、快速拆装、方便携带等特点。轻小型机载激光雷达扫描测量系统的主要组成部分包括：

a、激光传感器

激光传感器通过高速激光扫描测量的方法，利用激光测距的原理，记录被测物体表面大量密集点的三维坐标、反射率和纹理等信息，由此快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。

b、定位定姿系统

定位定姿系统用于获取设备在每一瞬间的空间位置与姿态以及为整个系统提供精确的时间基准，系统利用 GNSS 提供的精确时间基准并通过定位定姿系统与激光传感器、数码相机、计算机之间的通讯连接，保证数据采集操作的时间一致性，实现在统一的时间基准下展示、融合、分析点云数据、影像数据和空间位置姿态数据，保证系统的数据精度高。

c、高分辨率数码相机(选配)

高分辨率数码相机用于获取对应地面的彩色数码影像，与激光点云数据结合可以提供更为丰富的空间信息。

d、计算机控制单元

计算机控制单元用来实现机载激光雷达扫描仪、定位定姿系统、数码相机的数据同步采集及存储等功能。
GS-260X激光雷达系统，以轻型无人机、汽车、背包、船舶等作为运载测量平台，将激光扫描系统、相机系统（选配）、定位定向系统以及控制单元进行有效集成， 是当前摄影测量与遥感领域最先进的对地观测系统。基于其内置的高精度惯导系统，GS-260X 能快速地获取地形表面的三维空间信息和影像，具有高精度、高密度、高效率、产品丰富等特点。

解决方案

采用GS-260X激光扫描测量系统，对古建筑、遗址进行飞行扫描测量和成像，获得高精度点云和影像数据，结合专业行业分析软件平台实现古建筑保护、文物勘查调查和后期修复。

航线规划

航线的规划工作是决定飞行扫描测量和成像任务完成质量的关键因素。航线设计需要综合考虑地形地貌、续航时间、测区面积等因素，合理地划分架次、设置重叠度。还需要外业踏勘选取起飞点，适合在开阔、信号干扰少地区选取，而后为每个架次设计曝光点。

数据采集

通过自动或者手动控制的方式，对遗址、古建筑进行飞行扫描测量和成像，获得高精度点云和影像数据。

数据分析

将点云数据导入行业专业分析软件，可得到正射影像图、平面图、剖面图、立面图，部分项目还需提供古建筑精细三维模型。