□楚天都市报极目新闻记者 叶嵘 实习生 汪思怡 通讯员 叶擎 于江珮 刘骁
在武汉博物馆近日启动的2025年“文化和自然遗产日”活动上,一部名为《溯光》的数字化宣传片惊艳亮相。这部由武汉市测绘研究院与盘龙城遗址博物院联合打造的影片,展现了武汉用数字科技唤醒沉睡文物的创新实践。
技术创新:3D高斯泼溅为文物披上“数字霓裳”
近日,在武汉市测绘研究院的实验室,基础测绘部刘涛主任展示了让千年文物在数字世界重生的秘密武器——3D高斯泼溅技术。“传统3D建模像用无数小三角形‘积木’拼接,费时费力。而‘3D高斯泼溅’技术更像一把智能‘数字喷枪’。”刘涛比喻道,“它喷出的是成千上万个自带位置、颜色、透明度信息的智能属性微小能量点。”
这些光点能在空中自由组合,融汇成清晰、细腻的文物模型。该项技术完全不需要接触实物,只需拍摄文物不同角度的照片,就能高精度还原细节。
即使是彩绘脱落、表面斑驳或纹理特别复杂的部位,也都能清晰重建。多角度拍摄补全细节后,“数字喷绘”自动完成高保真还原,如同为文物穿上完全贴合、永不褪色的“数字外衣”。
“我们这套组合技术,将文物模型的精度推向了‘毫米级’——误差控制在正负1毫米以内。”刘涛介绍说,“这远远超越了传统测绘手段误差水平。”对文物而言,细微的刻痕、釉面的开片、墙体的风化纹理,这些承载着历史信息的细节,在“毫米级”精度下得以清晰再现,这是传统手段难以企及的。
刘涛主任展示了一组对比数据:“在某国家级重点文物保护单位的数字化项目中,我们仅用3小时就完成了相当于近3个标准足球场大小,近2万平方米的整个遗址区域高精度‘点云’数据采集。而在接下来的24小时内,我们就完成了对这个庞大复杂场景的高精度三维复原重建。”
与传统依靠皮尺、全站仪等工具的人工测绘方式相比,所需时间仅为传统方式的五分之一。传统方式完成同样工作,需要3名技术人员连续工作5到7天(约120~160个工时)。
这背后,是多种尖端测绘技术的“交响乐”:激光扫描仪生成高密度“点云”,多角度图像采集补充色彩与纹理。最后,这些海量数据在强大的计算机算法,特别是高斯泼溅技术的加持下,被完美融合。
智能监测:为文物装上“数字生命监测仪”
武汉市测绘研究院的雄心不止于为文物创建“数字档案”。他们正在构建覆盖文物全生命周期的智能守护系统,让保护工作从“被动抢救”转向“主动预防”。
“可以理解为,我们给珍贵的古建筑和文物遗址,装上了高度灵敏的‘智能生命监测仪’。”刘涛形象地描述道。这套系统的核心是强大的“监测-评估-预警”闭环。该系统依托“北斗InSAR形变监测网”,可感知每年1毫米级别的沉降或位移;无人机编队搭载AI识别系统,自动识别墙体新出现的细小裂缝、局部砖石剥落或木材糟朽等“病害”。
这一模式在福新面粉厂旧址修复中成效显著。激光扫描揭示出肉眼难见的裂缝与变形,为精准加固提供了依据,在排除隐患的同时最大限度保留了历史风貌。
未来规划:“武汉方案”的推广之路
作为《武汉市基础测绘“十四五”规划》重点项目,“目前,我们已经完成了超过20处武汉市重点文物保护单位的数字化建档工作。”刘涛主任介绍,“更重要的是,我们形成了一套成熟、高效、可复制的技术流程体系,涵盖了从最前端的数据采集(用扫描仪、无人机拍照)、到中期的复杂模型构建(运用高斯泼溅等核心算法)、再到最终的数字档案建立与管理全链条。”
武汉市测绘研究院现正携手武汉大学等高校深化产学研融合,推动无人机群、激光扫描装备等创新成果转化,并为这些创新技术和定制化的装备解决方案申请专利保护,为技术输出和推广奠定坚实基础。