文化遗址多源空间信息获取模式与三维重建研究
成果名称：文化遗址多源空间信息获取模式与三维重建研究
鉴定号：豫科鉴委字（2015）第2115号
完成单位：河南省科学院地理研究所、中国科学院遥感与数字地球研究所、河南省遥感与地理信息系统重点实验室
成果简介
本项目任务来源：河南省科技开放合作项目“遗址文化遗产三维虚拟系统研发”132106000059）
本项目在比较分析三维获取与建模技术的原理、特点基础上，梳理了国内外相关技术在文化遗址研究、文化遗产保护领域的应用案例，通过对郑州商城遗址、新安汉函谷关遗址和开封新郑门遗址不同类型和需求的三维信息采集与建模实践，提出面向对象的遗址三维信息采集和建模的适用技术模式，基于大数据管理理念，对遗址的文档记录、视频资料、二维地图、三维模型、分析统计结果、三维激光点云数据、无人机数据、平面和球面全景图像等多源数据的进行统一管理，研发了遗址时空数据管理系统和遗址文化三维虚拟展示系统。
项目的主要研究内容为：
1、面向对象的文化遗址多源三维信息采集与建模技术
2、文化遗址三维模型构建
3、文化遗址特征提取与制图
4、文化遗址多源异构数据集成管理与多维展示
本研究技术突破及创新如下：
1、提出了面向对象的文化遗址多源三维信息采集模式与建模方式
基于遗产特点和需求分析，提出了面向对象的遗址文化遗址多源三维信息采集模式与建模方式，如遗址考古发掘的多源精细信息采集模式，针对土遗址保护的多级别差异化三维建模方式等，通过研究并设计最为契合遗址特点和需求的三维信息采集方式，实现了针对遗址特点和需求的三维信息高精度、高效率、低成本的记录与采集，构建遗址模型满足遗址研究与保护与研究需求，实现了考古遗址三维信息获取方法和建模技术上的创新应用。
2、探索并实现了基于三维信息与三维模型的文化遗址特征提取与制图方法
项目提出并实验了基于层面模型的遗址绘图流程，实现了基于三维信息与三维模型的遗址特征提取方法以及遗址保护、考古发掘相关图件的数字化绘制，与传统的人工丈量和手绘作业绘图方式相比，该方法具有精细化、高精度等优势，随着基于层面模型遗址绘图流程的进一步完善和应用的普及，将改变传统遗址绘图的作业方式，从而实现文化遗址时空信息的精细化、数字化、精准化采集、记录、解析和数字制图。
3、文化遗址多源异构数据集成管理与多维展示
文化遗址类型复杂，全息记录是遗址考古发掘追求的极限，信息记录的完备性、原真性将最终影响对遗址面貌、性质和价值的认知，因此文化遗址的遗存环境信息、发掘过程以及遗址相关的文献资料等都需要以合适的方式进行采集和记录，其结果是遗址的记录方式、数据格式多样，包括视频、文档、图片、点云格式等。研究通过地理信息系统以及虚拟展示的技术，基于大数据管理理念，利用多源异构数据集成方法，研发了遗址时空数据管理系统和遗址文化三维虚拟展示系统，实现对遗址的文档记录、视频资料、二维地图、三维模型、分析统计结果、三维激光点云数据、无人机数据、平面和球面全景图像等多源数据的进行统一管理。
项目成果通过郑州商城遗址、开封东京城新郑门遗址和丝绸之路新安函谷关遗址的三维系统应用和展示，为国内遗产类文化遗产信息管理、保护监测和展示开发提供技术支持和示范，提升我国对复杂遗址类文化遗产的保护、管理与展示水平，促进华夏文化的弘扬和传播，增进人们对遗址类文化遗产的认知和了解，提高中华民族认同感和凝聚力。项目成果应用推广的社会效益显著，并具有持续性。
项目实施中通过对遗址三维数据采集和虚拟系统真实记录和展现了遗址现状和环境，为遗址进行环境保护和环境整治提供了依据，为遗址保护规划、保护设计和保护工程提供了基础数据和模型支持。能最大限度发掘、展示了遗址价值信息，而不会对遗址产生任何环境和生态破坏，既满足了遗址研究、保护和展示利用的需求和文化传承和传播的功能，同时也直接避免了人类对遗址的影响，从技术手段和展示利用方式上保护了遗址的环境和生态，为遗址的可持续利用提供了载体和技术支持。