有着1500多年歷史的、世界上現存建在懸崖絕壁上最早的木結構建築群——山西大同北嶽恆山懸空寺，已於近日完成高精度實景三維模型的建立工作。DJI大疆創新供圖
巴黎聖母院火災之後，修復工作成為擺在法國政府面前的一項重要工作。文物的數字化記錄亦成為當前各個國家正在關注的話題。有着1500多年歷史的、世界上現存建在懸崖絕壁上最早的木結構建築群——山西大同北嶽恆山懸空寺，已於近日完成高精度實景三維模型的建立工作。
中國自古以來寺廟眾多，若論「奇、懸、巧」，當屬懸在絕壁上的千年古寺——懸空寺。DJI大疆創新供圖
「文物保護中，建築類容易受到火災或者其他各種意外的破壞，把古建築進行數字化保存，能夠在後期出現不可避免的災害時，進行有效修復，對文物保護有非常積極的意義。」為「千年古寺」懸空寺提供數字化三維掃瞄技術服務的全球領先無人機系統及解決方案提供商代表DJI大疆創新高級總監謝闐地如是說。
位於山西省大同市渾源縣恆山風景名勝區內的懸空寺，始建於北魏後期，是中國現存的唯一一座佛、道、儒三教合一的寺廟。DJI大疆創新供圖
中國自古以來寺廟眾多，若論「奇、懸、巧」，當屬懸在絕壁上的千年古寺——懸空寺。位於山西省大同市渾源縣恆山風景名勝區內的懸空寺，始建於北魏後期，是中國現存的唯一一座佛、道、儒三教合一的寺廟。全寺距地面高約50米，中國古代工匠根據道家「不聞雞鳴犬吠之聲」的要求建設了懸空寺。
「懸空寺」建築極具特色，以如臨深淵的險峻而著稱。DJI大疆創新供圖
2010年，懸空寺入選《時代週刊》世界岌岌可危十大建築。「此次為懸空寺做高精度實景三維模型信息採集，把古建築數字化，等於給人類的文物古跡加了一個雙保險，變成真正能傳承萬年的數字資產。」謝闐地表示，此舉可為文物古跡數字化提供技術支持，進而推動文物的研究、分析及保護。
謝闐地介紹，由武漢大學張祖勛院士團隊和DJI大疆技術人員共同完成懸空寺的建模工作，總共用時約半個月。此前，DJI大疆技術人員用時半個月用於部分前期開發工作，包括大疆自主研發的三維建模軟件大疆智圖與精靈4RTK(一款可用於高精度航測的便攜式多旋翼無人機)的功能開發適配。這其中，包括如何設計此類航線以及如何實現航線規劃，以哪幾種角度拍攝能夠無死角拍攝懸空寺的結構。
全寺距地面高約50米，中國古代工匠根據道家「不聞雞鳴犬吠之聲」的要求建設了懸空寺。DJI大疆創新供圖
技術人員在懸空寺現場進行採集工作，從實地踏勘，到控制精靈4RTK採集照片，使用大疆智圖建出模型，再到使用武漢大學張祖勛院士團隊的腳本，根據粗模型生成自動飛行航線，執行自動飛行航線進行精細拍攝，最後進行補拍。後期數據處理時間大約用時6小時，完成了730張影像的高精度三維重建。整個建模過程全自動，無需人為再進行參數調整。
「懸空寺」建築極具特色，以如臨深淵的險峻而著稱。謝闐地坦言，為懸空寺進行高精度實景三維模型工作中的難點較多。其中，由於懸空寺本身位於雙面懸崖峭壁中，所以無人機的作業空間實際上是一個GNSS(全球衛星導航系統)信號受到嚴重遮擋的區域。而GNSS信號的質量直接決定精靈4RTK能否實現厘米級的定位精度。精靈4RTK上首先集成了兩套GNSS系統，一套高靈敏度，一套高定位精度，能夠在狹谷區域也接收到15顆左右的衛星，保證了定位精度的可靠性。同時，精靈4RTK也將原始衛星觀測值存儲了下來，可以使用PPK後處理解算出厘米級的精度，有了雙保險。
同時，懸空寺的地形中存在較大的峽谷風，這就要求飛機在這種極端環境作業時，飛手需要時刻准備切換回手控模式緊急搶回控制權，避免由於環境因素導致飛機失控對古建築造成傷害。精靈4RTK中自動飛行模式下遇到緊急情況可以緊急切回手動模式，優先級高於自動執行的任務，防止發生意外。
2010年，懸空寺入選《時代週刊》世界岌岌可危十大建築。DJI大疆創新供圖
對於飛行路線的自動規劃，一般的飛行規劃都是在水平面上飛行，相機朝下，對地大概100至200米。而懸空寺位於懸崖峭壁上，且多有曲折。這就要求通過「從無到有，從粗到細」的作業方法，先通過手飛，之後使用大疆智圖重建出一個能反映懸空寺走勢的粗略模型，之後武大團隊根據粗略模型能夠生成精細採集的特徵點與特徵航線。大疆智圖支持導入特徵點與特徵航線，控制精靈4RTK進行自動化精細採集作業。
雖然再好再完備的記錄，都不可能替代文物本身。但用數字化技術記錄文物的信息，卻可在災難後，成為對文物進行修繕、保護和研究的重要參考。目前，激光掃瞄技術、多圖像三維建模技術和攝影測量技術等，已經全面應用於以古建築為代表的文化遺產數字化領域。謝闐地表示，未來將有一系列的計劃來推進古建築資產數字化，讓人類文化古跡得到更好的傳承。
來源：中國新聞網
