面對古蹟建築保護難題,日本為何選擇無人機攝影測量技術?

DJI 大疆行業應用

2019年4月16日,巴黎聖母院大火,這座歷史800多年的文化遺產損失慘重。幸而之前美國瓦薩學院的專家為巴黎聖母院建造了三維精細模型存檔,修復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牆坍塌

在日本,由於自然災害頻發,傳統木製建築抗風險能力差,古建築保護同樣是一大難題。無人機攝影測量在古建保護中優勢明顯,日本政府也開始採用這一技術來保護古建築,建立數字模型輔助歷史建築進行定期的修復。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,是一座修建於海灣之上的城。由唐津藩的第一代藩主——寺澤廣高於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徵。

唐津城

由於背面臨海,唐津城有一段石牆直接面向大海,這是城堡唯一保留下來的原始建築部分,歷史價值巨大。“但是,由於地震和暴雨造成的滲水影響,這些石牆已經發生多次變形。” 佐賀縣唐津市城市規劃部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:

無人機三維建模

當地部門將保護唐津城百年古堡的任務,交給專門從事古建築和文物數字保護工作的Toppen 公司。該公司高級工程師介紹,公司通常會根據照片繪製建築圖紙,以便保留建築立面的細節。

然而,傳統的技術是遠遠不夠的。“由於石牆是一個三維結構,複雜的結構和細緻的紋理給傳統記錄工作帶來了巨大的挑戰。” 因為目前的數據收集方法效果達不到要求,Toppen 公司決定採用最新的無人機技術,無人機能夠高效、準確、無接觸地獲取古堡石牆和附屬建築物的影像數據,並通過計算機視覺技術進行三維重建,最終實現對唐津城的數字化及信息化。

唐津城石牆

精靈4 RTK是這項工作的優秀選擇,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,可由單人攜帶並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提供的精准定位信息和高精度成像系統實現厘米級精准定位。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據。

卓越的數據獲取和處理體驗

大疆智圖重建速度快,對電腦的硬件配置要求相對“平民”,大幅提升了內業製圖工作效率,僅需1GB 內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在只需幾分鐘即可完成。以前我們只能在辦公室內完成數據處理分析,但現在我們在現場就可以直接處理和分析數據,並立即檢查是否存在任何偏差。”Kawamizu 說道。

從現在做起,防患於未然

唐津市城市規劃部的Kimoto 對大疆智圖生成的三維模型給予高度評價:“萬一將來石牆毀壞需要對其進行修復時,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裡的三維模型,從各個角度查看細節,高效地獲取結構的高度和深度信息。”

使用精靈4 RTK 和大疆智圖,為古建築提供了從數據採集到三維數據分析處理,以及最終查看的全套方案,為保護文化遺產貢獻科技力量。“我們的目標是有效利用這些數據,幫助維護這些祖先修築的歷經千年風雨的老建築。” Kimoto笑著說。

“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。”中國是歷史建築大國,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,自然災害、人為破壞使得歷史建築不斷消失,古建保護任務艱鉅。2019年中國要求開展歷史建築測繪建檔三年行動,從2020年開始,到2022年全中國需完成所有歷史建築的測繪及系統錄入工作;鼓勵採用傾斜攝影、三維激光掃描等新技術應用於歷史建築測繪工作。

科技賦能歷史建築保護,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,將大力推動歷史建築保護的數字化進程,為保護歷史建築貢獻科技力量。

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