使用數位技術保存文化遺址

原文網址：https://geospatialresources.trimble.com/blog/preserving-cultural-heritage-with-digital-technologies

GeoNovus 最近在立陶宛的一個考古挖掘現場，示範了只要四步驟，就能利用雷射掃描和 3D 建模幫助考古研究。
在 2022 年時，有位房地產開發商在立陶宛首都維爾紐斯，興建一座新的酒店和辦公樓，然而在挖掘工地時，工人們發現了一座建於 1910 年至 1914 年間的水處理站的遺跡。在工程繼續之前，一家經驗豐富的考古研究服務公司（Archeologiniai Projektai,MB），為首都維爾紐斯的文化遺產部門記錄此結構，並評估其歷史意義。

▲維爾紐斯新飯店和辦公大樓的挖掘工地。圖片來源：GeoNovus。

為了完成這項任務，考古學家 Mantas Daubaras 利用掃描技術，創建殘存結構的數位記錄檔。在 Trimble 經銷商 GeoNovus 的協助下，使用點雲數據、現有的2D圖紙和老舊照片，創建了這座 20 世紀建築的精確 3D 模型。
 

數據收集和處理流程

步驟一：GeoNovus 使用 Trimble® X7 3D 雷射掃描儀，掃描面積約為 550 平方公尺的挖掘遺跡。工作人員在 44 個掃描站點收集點雲數據和照片全景圖像，每個站點約花費五分鐘，現場工作時間約為 4-5 小時。
Archeologiniai Projektai, MB的Mantas Daubaras 表示：「我們在使用掃描儀捕捉這個裸露結構的過程中看到了很多優勢，因為掃描儀具有高效率、快速和精確的特點。我們能夠以驚人的細節數位化地保存這個水處理站的殘骸，同時創建一個準確的模型展示它的外觀。」
 

▲Trimble X7 3D 雷射掃描儀捕捉了遺跡的詳細點雲。圖片來源：Mantas Daubaras

步驟二：工作人員參考當地 LKS-94 坐標系統，使用 Trimble Catalyst™ GNSS 定位服務，和 DA2 GNSS 接收器測量了八個地面控制點（GCP）。GeoNovus 啟用 Catalyst 1 訂閱服務，以實現一公分的最高準確度。
步驟三：水處理站的原始紙質藍圖，上傳到 SketchUp® 3D 建模工具中，與點雲數據結合，以生成初步的 3D 模型。由於藍圖的比例尺不同，GeoNovus 調整了模型的比例尺，以匹配實際遺跡的尺寸。早期 1900 年代的一張照片顯示該建築物與藍圖中的設計略有不同，因此需要進一步的調整。總體而言，SketchUp 建模工作大約需要三天時間。
 

▲原始藍圖為 SketchUp 模型提供必要的細節。圖片來源：GeoNovus。

步驟四：SketchUp 模型被與地理參考的八個地面控制點（GCPs）進階優化，匯入 Trimble SiteVision™ 擴增實境系統中，施工現場進行 1：1 比例查看。視覺化讓研究團隊更好了解原建築物，與當前周圍環境之間的空間關係。
 

▲使用 Trimble SiteVision 增強現實技術，在現場查看 3D 模型。圖片來源：GeoNovus。

全面的掃描數據

數位技術提供了保存具有歷史意義的考古遺址的新機會。雷射掃描十分快速且全面，3D 點雲支持建模和重現原始結構，而 SiteVision 則提供實時現場可視化結構。
Daubaras 表示：「掃描和 3D 建模使我們能夠在不延誤場地開發的情況下，捕捉重要的歷史信息。我建議使用這種方法來創建視覺效果驚人的圖像，並為城市的客人和居民帶來建築物和城市全景。」
文化遺產部門委員會對 3D 掃描的結果印象深刻，並感到驚訝的是這個建築物被永久保存為點雲數據。快速收集數據且視覺化滿足了監管要求，使建設能夠繼續進行。
GeoNovus 公司的執行長 Sarunas Prokopimas 表示：「我們建議使用雷射掃描儀來收集數據，因為它比使用全站儀更快速，而且 3D 點雲提供了更詳細的建築結構資訊。我們在這個試點計畫中所使用的工作流程，顯示出這項技術可以輕鬆地應用於其他類型的建築、工程和建設專案中。」
 

▲1914 年的原始水處理站與 3D SketchUp 模型的對比。圖片來源：GeoNovus。