三维激光扫描技术在考古勘探中的应用

陈璐

摘要：随着改革开放的脚步逐渐加快，我国各项事业的发展都很迅速，对于考古学的研究也在逐步的加快，保护历史文物的意识越来越深，技术越来越成熟。现如今科学技术不断地发展，越来越多成熟技术的应用于考古勘探方面，全面提升了我国的勘探水平。尤其是文物遗址的测绘工作，以前需要大量的时间和物理来完成，现在使用先进的技术就可以节约人力物力资源。本文主要针对三维激光扫描技术在考古勘探方面的研究进行了探讨，希望能够为考古勘探方面的研究提供一些參考意见。

关键词：三维激光扫描技术；考古勘探；应用

1引言

三位激光扫描技术是一种高科技的新型测绘技术，是一种主动探测技术，目前在建筑工程、测量工程以及考古勘探方面都被大量应用。在进进考古勘探和测绘的时候，经常使用这一技术对复杂的文物和古建筑物以及其立面进行模型的重建，帮助研究人员更清晰的了解文物的形态等。利用三维激光扫描技术建立的三维模型准确度和精细程度更高，因此，即便文物的形态在复杂，也可以充分利用这一技术。

2三维激光扫描技术的实际工作原理分析

在考古勘探中使用三维激光扫描技术主要是利用脉冲测距和相位测距。脉冲测距就是利用激光脉冲的飞行时间来计算扫描仪和检测点之间的距离，然后在根据获得的距离来得到检测点的坐标信息。相位测距则是根据扫描仪发射的连续性的激光，计算出反射回激光和激光之间的距离，再根据这段距离来估算出检测点的距离。扫描仪利用这两个原理，对被检测的物体进行信息的采集得到被测物体每一个检测点的坐标位置，也就是我们说的“点云”。最后对这个“点云”数据进行整合，最终形成三维模型。

3三维激光扫描在文物考古工作中的应用

3.1在石窟文物考古中的应用。石窟文物是考古研究中重点保护的文物之一，石窟文物综合了雕像、壁画以及建筑等多个领域的内容，也是古代文化和古今文明差异研究的重要史实证据。只有对石窟进行精确的测量，才能对石窟的造像形态和建筑结构进行仔细的研究。然而，一般来说，石窟寺的面积都非常大，而且形态各异，这就在无形中加大了测量的难度，使用传统的测绘技术很难进行精确的测量。因此，在研究石窟文化的时候，经常利用三维激光扫描技术，建立精确的石窟结构模型。现阶段，三维扫描技术不断进步，在洞穴考古中应用的越来越广泛。例如：阿富汗的巴米扬佛像就是利用三维激光扫描技术对残存的数据进行收集整理，形成三维模型，与之前保存的数据相结合，进行佛像的虚拟重建。首先，需要将剖面图和正射影像与地质状况进行对比，然后根据地质特征最终确定佛像的位置。其次，结合原始保存的数据和重建后的模型数据相比较，看这两者之间的差异，保证重建后模型的准确性。测量过程中，所有的步骤都取得了很好的效果，但是由于计算量庞大，将所有数据分为三组进行计算，每组之间有一些重合的部分，这样分为三组进行处理，在将结果综合到一起就是一个完整的重建后模型。

3.2在岩画壁画文物中的应用。将三维激光扫描技术应用到壁画岩画保护中去，利用3D模型可以精确的分析出文物的病害从而进行文物保护工作。例如：在研究梁帝皇后的汉墓时，对墓中的壁画和损伤情况进行研究保护，就是利用这一技术首先对壁画的病害状况进行扫描分析，然后详细的记录了壁画的变性损伤、局部剥落以及壁画的整体形态等，在进行分析。再比如对西藏大钊寺的壁画进行采集和调查过程中，也是利用3D模型对壁画的形态以及病害情况进行综合分析。在利用“点云”数据获得壁画的裂缝信息，清晰的描绘出了裂缝的情况以及病害的趋势。由此可知，利用三维激光扫描技术在保护和研究壁画的时候，能够节约更多的时间，获得的信息更加的准确，具有明显的优势。随着研究的不断深入，研究人员对于所描绘图像的要求越来越高，因此，目前应用3D建模技术主要就是其高效的纹理映射和精确的测量图像。

3.3在我国古建筑文物保护中的应用分析。我国的古建筑选材多种多样，木结构、石结构等都是比较常见的材料。经过长时间的侵蚀和磨损，很多建筑遭到严重的破坏，近年来，我国对于古建筑的重视程度逐步增加，使用传统的保护和修缮方法有很多的局限性，比如常用的二维图像没有立体感，而且精确程度不高。现在采用三维激光扫描技术就可以有效的避免这些不足，而且获得的数据更加的精确。在检测过程中，不需要直接接触文物就可以有效的避免人为的损伤。按照测量获得的“点云”数据形成平面图像，在此基础上建立三维模型，更加的立体，能够更好的体现古建筑的定位，而且测量的时间被大大缩减，精确度大幅度提升，使测量工作更加的准确。

4结束语

综上所述，将三维激光扫描技术应用到考古勘探工作中去，使考古勘探的水平大幅度提升。考古是一项追溯过去的工作，在此过程中充分利用现在高科技技术手段，就可以取得更多的成就。因此，将先进的技术应用到考古工作中去是未来发展的趋势，应用新的技术可以为考古工作注入新的血液，提供新的工作思路，是考古工作更加的多元化。