2024时空智能赋能文化遗产分析报告

文旅大会 202 2024首届数字文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首 时空智能赋能文化遗产 2024首届数字文旅大会 ——让文化遗产在数字空间中永生 4首届数字文旅大会 李德仁朱宜萱 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室 2024年11月23日 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 4首届数字文旅大会 2024首 前言 2014年3月，习近平总书记在联合国教科文组织总部演讲 让收藏在博物馆里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来，让中华文明同世界各国人民创造的丰富多彩的文明一道，为人类提供正确的精神指引和强大的精神动力 文旅大会 2024首届数字文旅大 202 2024首 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024年8月6日，习近平总书记对加强文化和自然遗产保护传承利用工作作出重要指示： 守护好中华民族的文化瑰宝和自然珍宝，让文化和自然遗产在新时代焕发新活力绽放新光彩。 文旅大会 202 2024首 世界遗产分布广泛、生存环境受到严重威胁 2024首届数字文旅大 我国世界遗产总数达到59项，居世界前列。 2024首届数字文旅大会 文化遗产正在加速消亡、实体修复保护性破坏时有发生 4首届数字文旅大会 科学保护手段较为欠缺 展示渠道较为单一，不利于文化的交流与传承 维护国家文化安全，刻不容缓！！ 自然灾害人为破坏自然风化 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首 文化遗产不能再生，也不可永生！——樊锦诗 2024首届数字文旅大会 利用最新的测量、遥感、计算机视觉、AI、VR/AR、云计算等技术手段重建数字文化遗产 数字文化遗产+虚拟地理环境的全方位数字孪生 4首届数字文旅大会 支持数字考古、艺术陈展、保护监测、交流传播、数字创意 让文化遗产在数字空间永生！李德仁 文旅大会 202 千米 百米 米 厘米 古长城 古城镇 大遗址 古建筑 石窟寺 壁画 彩塑 馆藏文物 卫星 有人机 无人机 架站式 手持式 激光扫描 控制测量 结构光 摄影测量 2024首届数字文旅大 2024首 遗址尺度 2024首届数字文旅大会 平台 4首届数字文旅大会 技术手段 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024首 第一部分：数字敦煌莫高窟 文旅大会 202 习近平在敦煌莫高窟的讲话 2024首届数字文旅大 2024首 （2019/08/19） 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 要推动敦煌文化研究服务共建“一带一路”，加强同沿线国家的文化交流，增进民心相通，要加强敦煌学研究，广泛开展国际交流合作，充分展示我国敦煌文物保护和敦煌学研究的成果。 文旅大会 202 介绍 2024首 丝绸之路 2024首届数字文旅大 丝绸之路是中国古代与西方国家之间贸易和文化交流的重要渠道。 敦煌莫高窟 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 敦煌是丝绸之路上，中国通往中东、亚欧等地的必经之地，是古希腊文明、波斯文明、印度文明和中华文明的桥梁和融合地。 文旅大会 202 ⚫坐西朝东，南北长1680米，高50米 2024首届数字文旅大 2024首 ⚫洞窟分布高低错落，最多有五层 ⚫始建于十六国前秦时期（公元366年），历经北朝、隋、唐、五代、西夏、元等朝代，开凿过程延续了一千多年 2024首届数字文旅大会 ⚫现存洞窟735个，其中492个有壁画彩塑 4首届数字文旅大会 ⚫壁画4.5万平方米，彩塑2415尊 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 2006年8月，李德仁院士及朱宜萱教授与时任敦煌研究院院长樊锦诗讨论“三维数字敦煌”方案 2024首届数字文旅大 无人机倾斜摄影 地面激光扫描仪 数码相机 全站仪 立体相机 2024首届数字文旅大会 2024首 倾斜影像 点云图像 控制点 控制点 立体图像 4首届数字文旅大会 实景三维模型、地形地貌 外观壁画和雕像 古老的建筑 文旅大会 202 数字化存档 文旅大会 2024首届数字文旅大 202 飞行平台：大疆经纬M600 倾斜相机：双鱼5.0B 2024首届数字文旅大会 4200万像素全画幅相机 双镜头摇摆工作方式 4首届数字文旅大会 重量：1.25kg 2024首 大疆M600多旋翼无人机 双鱼5.0B倾斜相机 文旅大会 2024首届数字文旅大 202 2024首 第一次用无人机倾斜摄影获取了敦煌及周边地区完整的高精度地表数据，并建立了莫高窟及周边实景三维模型，此数据可以服务于敦煌地区的规划和保护应用 2024首届数字文旅大会 作业区域 莫高窟及周边60平方公里 分辨率：1cm（核心区域） 4首届数字文旅大会 2-3cm（周边区域） 188架次 30万张倾斜影像 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 九层楼莫高窟小牌坊 202 典型结构的洞窟激光点云（地面激光扫描 2024首届数字文旅大 2024首 /按强度赋色） 文旅大会 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 九层楼立面扫描 45窟塑像 332窟(中心柱) 158窟(涅盘窟) 302窟(中心塔) 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 多尺度多分辨率数据融合 手持扫描仪佛像模型数据 4首届数字文旅大会 手持式扫描仪数据融合相位式激光扫描仪测量模型 文旅大会 2024首届数字文旅大 202 原始数据情况： 涅盘佛陀 长15.6m 2024首届数字文旅大会 地面激光扫描18站 重建结果: 4首届数字文旅大会 几何模型：210万三角形 超过300张照片进行纹理映射 2024首 照片3D纹理模型 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 唐代塑像高2.8m；120万三角形；51张纹理 文旅大会 2024首届数字文旅大 202 2024首 322窟西龛塑像照片 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 塑像的3D纹理模型。手持扫描仪和地面扫描仪获取的几何模型。使用82张数字照片进行纹理映像 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 中心柱洞窟结构，1600万三角形，纹理量：18GB 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024首 第二部分：云冈石窟典型石窟数字化 文旅大会 202 习近平主席在云冈石窟的讲话（2020/05/11) 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024首 习近平说，云冈石窟体现了中华文化的特色和中外文化交流的历史。这是人类文明的瑰宝，要坚持保护第一，在保护的基础上研究利用好。 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首 第13窟 2024首届数字文旅大会 形状：平面呈椭圆形，穹窿顶尺寸：窟内东西宽11米，南北进深9米，上下高13.6米主佛高：13米 4首届数字文旅大会 四壁特征：各类佛教人物造 像2990余尊 文旅大会 202 2024首 数据获取困难 2024首届数字文旅大 雕塑体量大、数量多、分布广给数据获取带来的困难 文物纹理丰富与洞窟光线条件给纹理数据获取带来的困难 洞窟结构复杂性给几何数据获取的统一性带来的困难 2024首届数字文旅大会 数据处理难 几何数据量大导致的处理困难 拓扑关系复杂导致几何构网处理困难 4首届数字文旅大会 复杂模型导致的纹理数据表达与处理困难 三维可视化难 超大数据的加载困难 超大数据的逼真浏览困难 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 4首届数字文旅大会 2024首 搭建7层脚手架 解决洞窟体量大的问题 近景摄影测量300dpi高清采集 解决重建精度问题 激光扫描+全站仪 解决洞窟整体控制网问题 重建大师分治-合并策略 解决超大数据量空三问题 云渲染技术 超大数据三维浏览问题 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 7层脚手架工作平台搭建示意激光扫描仪整体控制示意图 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首 影像数据 28.34万张 15.1T 2024首届数字文旅大会 扫描数据 280站 4首届数字文旅大会 2.1T 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 我们在整体控制网控制下，利用分治-合并策略，对28.34万张近景影像进行分片空三 与整体平差。视频中每个紫色点都代表一张照片的外方位元素（相机位置和角度） 文旅大会 首届数字文旅大会 2024首 4首届数字文旅大会 整窟模型由28.34万（约14万亿像素）照片重建，精度优于0.5毫米，数据量500GB； 这是全球首次对于如此大体量洞窟进行如此高精度整体三维重建 文旅大会 202 云渲染—让文物展示突破设备限制 2024首届数字文旅大 2024首 多端统一展示体验 2024首届数字文旅大会 数据安全得到保障 4首届数字文旅大会 降低三维数据展示与应用门槛 利用云渲染技术，可以在PAD和手机上，流畅的交互浏览 500GB的洞窟三维模型 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024首 第三部分：数字香港志莲净苑建筑群 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 位于香港的志莲净苑，其创作灵感来自莫高窟第172窟的壁画 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首 对获取每个组件的三维数据进行数字存档 从生产到组装进行全程质量控制和检查 2024首届数字文旅大会 使用VR和GIS技术为志莲净苑开发完成虚拟建筑环境 4首届数字文旅大会 （VirtualArchitecturalEnvironment，VAE)平台。 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首 传统监督方法 使用测量杆，卡尺等 需要许多工作进行大面积，长时间测量 2024首届数字文旅大会 而且只能覆盖局部区域 计算机监督 4首届数字文旅大会 使用现代测量技术获取每个组件的数据 使用已建立的三维模型数据库 文旅大会 2024首届数字文旅大会 4 2024首届数字文旅大 202 2024首 以数字方式存档每个组件的三维数据 文旅大会 2024首届数字文旅大会 2024首届数字文旅大 202 2024首 工程监督：发现设计错误 4首届数字文旅大会 一个典型案例：当组件在计算机上组装时，发现了一个设计冲突问题。设计师根据我们的数据进行了修改。 文旅大会 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 202 2024首 4首届数字文旅大会 我们为志莲净苑建筑建立了一个大小为24.25GB的三维数据库包括8万个组件数据、25个单体数据及数字线划图数据等 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024首 三维模型绘制正射影像 绘制正面线图绘制剖面 文旅大会 202 2024首届数字文旅大 2024首届数字文旅大会 4首届数字文旅大会 2024首 这是第一次开发了中国唐代木结构的三维虚拟装配，再现了中国唐代木结构的设计，加工和装置的全过程，代表了