一、庫區文物數字化留存背景
先考古，再基建，在各個大型水電站建設前，為做好大型基本建設工程中的考古調查、勘探、發掘工作，切實保護好工程范圍內文物，配合工程順利推進，各地按照“保護為主、搶救第一、合理利用、加強管理”的工作方針，積極組織文物考古專業力量，在庫區范圍內認真開展文物保護與考古工作，各項工作有力有序推進。
為全面摸清庫區內地下文物分布情況，明確重要遺址發掘區域。需針對水電站淹沒區和移民安置區開展多次考古調查、考古勘探，最終進行搶救性考古發掘。
大型水電站庫區選擇的位置大多文物遺存較為密集，遺址面積較大，文化層較厚，遺址遺物豐富，遺址的時代跨度較大，涉及到多種族文化分布，由豐富的各時期時代的考古學文化遺存，具有極其重要的考古價值，對研究各地文明的產生和發展具有重要意義，可為開展區域性的各類資源開發提供重要科學支持。

針對庫區內淹沒或影響到的文物點數量大，種類多的特點，科學高效開展淹沒區文物數字化檔案留存工作成為重要任務，三維激光掃描技術成為了地面文物掃描及繪圖服務重要的技術手段，對這些文物進行精準的數字化保護更是迫在眉睫。在實施數字化的同時，研究制定該項工作的相應的操作和技術標準，為今后更為廣泛地開展相關文物數字化保護利用提供支持。
文物數字化測繪——高精度數字化采集
1、基礎現狀信息留存
實現現狀信息的數字化采集與留存，基于無人機傾斜攝影、三維激光掃描、紋理拍攝，對文物表面紋理、三維空間信息等進行采集；利用三維建模技術，對文物進行空間模型構建。
2、先進技術方法的應用
文物的數字化保護和利用，涉及多種技術手段，尤其與三維信息獲取技術密切相關。所謂三維信息獲取技術，又稱為三維信息數字化（或掃描）技術，其關鍵在于如何通過已有信息快速準確地得到物體的三維信息，對此研究人員經過長期研究，基于不同的數學原理提出了大量的方法。采用何種原理獲取三維信息，與裝置的構造、性能、成本、適用范圍等密切相關，不同原理催生了不同的采集方式，適用于不同的場景。確保水電站建設工程地面文物基礎現狀信息留存的真實性和完整性.

二、技術應用
經過對水電站建設工程地面文物的背景調研及現場踏勘后，應及時對資料進行匯總和整理，并制定詳細的測繪計劃。制定計劃的第一步需要確定具體的作業方式。根據作業的精度要求及水電站建設工程地面文物的復雜程度的差異，選擇不同的作業方式進行作業。
1、三維激光掃描技術
三維激光掃描技術采用主動成像方式獲取單體文物或小場景的非接觸幾何數據即點云數據，不依賴外部光照環境，用點云處理軟件點云進行點云預處理，模型建立和后期的色彩和紋理映射，最終完成單體文物高精度三維重建，能夠快速重構物體的三維實體模型及線、面、體等各種要件數據，就可以實現空間形態的觀察、空間距離的量取和三維模型的擬合等操作。三維激光掃描技術因其具有非接觸性、快速性、精確性等特點，被廣泛應用于古建筑修復、古建筑保護、文物考古等方面。
根據水電站建設工程地面文物現場環境、文物對象高度等情況，選擇相應的采集方式（使用不同的三維掃描設備、搭設腳手架、使用升降支架等方式）全方位獲取文物對象三維數據信息。

架站式激光掃描儀

手持3D掃描儀

2、無人機傾斜攝影測量技術

無人機傾斜攝影測量技術重建文化遺產實景三維模型等數字化產品，可記錄文化遺產的位置空間信息以及文物表面材質顏色等屬性信息，為水電站建設工程地面文物保護工程和地質勘查設計提供基礎性數據，為決策布署提供依據和保障。隨著無人機技術的發展與成熟，基于無人機航空攝影測量在古文化遺址保護工程的實施已經開始。對于紋理特征豐富的不可移動文物和大場景古遺址的三維模型的構建，無人機傾斜攝影測量技術具有很強的優勢，能快速、高效、低成本建立實景三維模型，實際應用價值非常大。而基于無人機傾斜攝影方式在考古記錄或文物保護工程的相關研究較少，因此基于傾斜攝影測量的水電站建設工程地面文物的三維建模應用研究有非常大意義。
3、近景攝影測量技術
近景攝影測量技術主要采集體積小的文物影像數據進行三維建模以及大場景下的局部影像信息輔助研究文物各方面檢測。利用高清單反相機以及 8 米長桿協助對水電站建設工程地面文物本體進行多角度、全方位的彩色紋理數據采集；根據采集本體所需的畫面紋理細致程度、病害調查以及修繕保護等條件需要，使用不同的拍攝方式采集數據，從而保證后期制作工程成果的準確度以及完整性，采集方式為環繞采集，盡可能保證采集紋理數據均為正射影像，以保證真實完整的留存文物現狀三維信息以及紋理信息

架站式激光掃描儀、手持式激光掃描儀等設備，在地面文物以及建筑內文物數據采集的各個流程中起著重要的作用，以達到在各步驟中都有著最高的工作效率。無人機傾斜攝影設備能彌補傳統航空攝影測量不能獲取古建筑頂部的缺陷；對于建筑內部燈光較暗，內飾較多的情況下，使用數字攝影測量技術及高精度三維激光掃描設備能完美采集壁畫等文物數據，為后續數據處理及成果數據留存提供數據支持。
三、具體實施內容
1、數據采集
利用三維激光掃描技術、傾斜攝影技術和高清數字攝影技術，對于水電站庫區淹沒區涉及到的重點文物等資料的留存，具有重要意義；科技賦能，技術加持，三維掃描技術助力庫區文物數字化，對于建設水電站尤為重要，一方面為文物數字化留檔提供數據成果，另一方面水電站建設對于地區國民經濟發展具有重要作用。
2、數據處理
原始點云數據是水電站建設工程地面文物真實的三維數據，可以永久保存，為以后的文物保護和科學研究提供基礎資料。數據采集過程中，當被采集目標的面積超過掃描設備采集的范圍時，不能一次將被采集目標的整體點云獲取，需要通過多次移動儀器位置對物體進行分區掃描，從而得到被采集目標各局部數據，這時便需要點云拼接功能，對掃描點云數據進行注冊處理，將多次掃描數據以及多設備的點云數據融合拼接在一起，以得到被采集目標的完整點云數據。由點云為基礎構建精細的三維模型，通過外業采集的紋理照片對三維模型進行紋理映射貼圖，制作三維彩色模型，其具有真實紋理，直觀表現水電站建設工程地面文物的現
四、數字化意義
為落實黨中央決策部署，全面掌握我國不可移動文物資源情況，進一步加強文物工作，在第四次全國文物普查的總體要求中，提到“建立國家不可移動文物資源總目錄，建立全國不可移動文物資源大數據庫，建立文物資源資產動態管理機制。完善不可移動文物認定公布機制，規范認定標準和登記公布程序，健全名錄公布體系。完善不可移動文物保護管理機制，構建全面普查、專項調查、空間管控、動態監測相結合的文物資源管理體系。培養鍛煉專業人員，建強文物保護隊伍，增強全社會文物保護意識。”
在此大背景,積極參與各大文物保護項目，在亟待記錄和保護的文物信息留存，文物的活化利用等文物相關的多方面都有著非常豐富的項目經驗，在項目中遵循著

（1）重視文物歷史、科學和文化價值研究
以對文物的價值認識為前提，制定切實可行的操作流程，開展工作；

（2）以記錄和保護文物現狀為指導思想，

尊重文物的真實性與完整性，盡可能地記錄和闡釋文物本體所包含的全部歷史信息的工作原則。跟隨第四次全國文物普查的腳步和方向，豐富文物內涵，擴展文物保護對象，完善歷史文化遺產保護體系，促進文物事業跨越式發展。
五、技術優勢
（1）非接觸式：與傳統的測量方法相比，三維激光掃描儀無需接觸掃描物表面，避免了對建筑物本體和外業工作人員造成的損害風險，包括設備故障及人身傷害等。
（2）高精度：三維激光掃描儀具有高精度的特點，可以獲得毫米級的掃描數據，對于地面建筑及建筑內文物精細化掃描非常適用。
（3）高效性：三維激光掃描儀可以快速獲取大量的數據，減少了人工測量的時間和成本，提高了工作效率。
（4）完整性：三維激光掃描儀可以將整個建筑物的三維數據記錄下來，包括建筑物的外部和內部文物等，這種完整性對于后續的文物數字化留檔非常重要。
（5）靈活性和適應性：可應用于各種地勢地況，包括不同地形、不同建筑和不同形狀的地面建筑及文物，三維激光掃描技術都能夠提供全面而準確的數據支持。

審核編輯 黃宇