莊東曉

摘 要：無人機(jī)便攜、機(jī)動的特點，適合作為歷史建筑保護(hù)數(shù)字化資源采集的工具。無人機(jī)相關(guān)的影像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)存儲與展示技術(shù)、線上教學(xué)平臺，助力歷史建筑保護(hù)數(shù)字化資源的利用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù)；歷史建筑保護(hù)；數(shù)字化資源

一、傳統(tǒng)歷史建筑影像采集方法的局限性

傳統(tǒng)的歷史建筑影像采集，采用人工走訪拍照，觀察建筑的改建情況，記錄勘察數(shù)據(jù)，搜索文獻(xiàn)資料的方法。由于傳統(tǒng)建筑多處偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，無法就近找到有效的制高點拍照，往往需要利用周邊山體才能鳥瞰整個建筑，費時又不安全；有些歷史建筑緊靠河流，靠水的一面無法拍攝只能放棄；傳統(tǒng)的地面攝影只能觀察建筑的各個立面，建筑整體、外部環(huán)境、建筑與周邊環(huán)境的關(guān)系通常無法表達(dá)。傳統(tǒng)歷史建筑影像采集方法受到諸多自然條件的限制。

由于歷史建筑多處偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，交通不便，前期的資料不完整甚至缺失，給資料的收集，包括影像資料的采集和建檔帶來很多不便。建檔工作往往費時費力，進(jìn)展緩慢，效率低下，很多設(shè)計單位望而生畏，表示無意也無力承擔(dān)此類工作。因此，必須依靠現(xiàn)代化的技術(shù)手段，才能從根本上解決影像資料采集難的問題。

二、基于無人機(jī)技術(shù)的傳統(tǒng)歷史建筑影像采集的數(shù)字化建設(shè)方案

信息化是當(dāng)今時代發(fā)展的大趨勢，數(shù)字技術(shù)的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用為傳統(tǒng)歷史建筑保護(hù)提供了新的技術(shù)手段和思路，歷史建筑保護(hù)也進(jìn)入了數(shù)字時代。數(shù)字化技術(shù)可快速且高精度地獲取建筑的全方位立體空間信息并將采集的建筑物相關(guān)屬性信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，建立歷史建筑數(shù)字化檔案，從而實現(xiàn)歷史建筑信息的永久保存和數(shù)字化傳播。

黨的二十大報告首次將“推進(jìn)教育數(shù)字化”寫入“辦好人民滿意的教育”部分，提出了“推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會、學(xué)習(xí)型大國”的目標(biāo)。2021年初，聯(lián)合國教科文組織提出要開發(fā)高質(zhì)量的數(shù)字學(xué)習(xí)內(nèi)容，支持教師掌握遠(yuǎn)程和混合教學(xué)彈性教育系統(tǒng)。以數(shù)字化助力教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展，助力教育強(qiáng)國建設(shè)將成為普遍共識，利用數(shù)字技術(shù)提高教育應(yīng)對能力將成為常態(tài)。

（一）數(shù)字化技術(shù)助力歷史建筑的保護(hù)和利用

隨著各種數(shù)字化攝影設(shè)備如無人機(jī)、三維激光掃描儀、360全景云臺的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)建筑的管理和修復(fù)中，主要的數(shù)字化技術(shù)有虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機(jī)攝影和測量技術(shù)、計算機(jī)輔助修復(fù)技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠把拍攝的圖像進(jìn)行合成，以三維的方式展現(xiàn)傳統(tǒng)建筑，提供更為直觀和全面的視角，提高信息解讀的效率；計算機(jī)攝影和測量技術(shù)能夠量化建筑的各類數(shù)據(jù)信息，根據(jù)這些信息利用計算機(jī)制圖軟件建模，并針對模型進(jìn)行一系列分析；計算機(jī)輔助修復(fù)技術(shù)可以對建筑破壞比較嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行單獨掃描或拍攝，獲取建筑破壞情況的詳細(xì)信息，便于后續(xù)修復(fù)工作的展開。

（二）無人機(jī)為主的信息采集方案

無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、環(huán)保、交通、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，中國是無人機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的領(lǐng)跑者，選用國產(chǎn)無人機(jī)，技術(shù)上不存在問題。

無人機(jī)具有攝帶方便、成像效果好、視角跨度大的特點，既可以在空中拍攝總體效果，也可以貼近目標(biāo)拍攝建筑細(xì)部特寫，還可生成360全景圖，十分適合歷史建筑數(shù)據(jù)的采集。無人機(jī)對于起降場地的要求較低，只需找到上空無遮擋的一小塊空地就可起降，在古村落這種特殊環(huán)境拍攝，具有其他設(shè)備不可比擬的優(yōu)勢。

（三）通過軟件處理照片和視頻

為了充分發(fā)揮無人機(jī)的效能，無人機(jī)拍攝的照片格式可以選擇稱為“數(shù)字底片”的DNG格式，從而真實地再現(xiàn)建筑的色彩、光影和質(zhì)感，PhotoShop和LightRoom軟件是照片后期的通用軟件，師生們可以協(xié)同處理；陽光充足的環(huán)境下，視頻拍攝可以選擇高動態(tài)的“D-LOG格式”，通過剪映、Premiere、達(dá)芬奇等軟件進(jìn)行視頻處理。

（四）建設(shè)并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)展示和共享平臺

對外，完善可用于線上展示VR全景影像的“720云”平臺，把無人機(jī)采集的資源上傳至該平臺，并不斷地補(bǔ)充；對內(nèi)，可利用實驗室現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，搭建面向全校的專用FTP服務(wù)器，把制作的資料上傳至服務(wù)器，利用校內(nèi)訪問不計網(wǎng)絡(luò)流量的優(yōu)勢，共享上述資料，做為教學(xué)、科研、設(shè)計的專用資源庫。

2.5網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)應(yīng)用。在傳統(tǒng)歷史性建筑數(shù)字化的建設(shè)過程中，通過多資源開發(fā)、多情景展現(xiàn)、多形式交流等模式，改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，幫助學(xué)生從資源展示中欣賞建筑藝術(shù)，從實測數(shù)據(jù)中感知建筑尺度，從研究成果中擴(kuò)展認(rèn)知視野；還可以幫助學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺，從多個維度全面認(rèn)知傳統(tǒng)建筑本體及其外部環(huán)境，客觀理解傳統(tǒng)建筑的基本特點，從而真正實現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，對豐富教學(xué)方法和實驗手段具有重要意義。

根據(jù)應(yīng)用場景開展線上教學(xué)或線上線下混合教學(xué)，收集師生使用反饋，進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)平臺。

三、結(jié)論

數(shù)字化技術(shù)在我國的歷史建筑保護(hù)領(lǐng)域已得到了很好的應(yīng)用，基于成熟的無人機(jī)技術(shù)、豐富的圖像和視頻后處理軟件、高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、疫情時代打造的線上教學(xué)平臺，可以把歷史建筑保護(hù)數(shù)字化資源建設(shè)和利用提高到新的高度。

參考文獻(xiàn)：

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