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大疆無人機：高效、智能的新測繪模式，助力文化遺產保護
我國歷史悠久，文化遺產眾多，其中也不乏一些大型建筑文物。建筑既是歷史，也是見證，各個時代的建筑風格迥異，各具特色，是傳承歷史文脈的重要載體。保護、修繕甚至是重建歷史建筑，都需要其基本信息的建檔。隨著無人機的發(fā)展，古建筑保護方面開始借助無人機來更高效、智能的完成測繪建檔工作。
根據資料顯示，2011 年第三次全國文物普查核定登記中，全國不可移動文物一共 76.6 萬處，古建筑以及代表性建筑約 40 多萬處。在這其中，保存狀態(tài)較差的占 17.77%，保存狀況差的占 8.43%。也就是說有相當規(guī)模的古建筑或者代表性建筑都已經十分危險。
2021 年 10 月，一場暴雨過后，山西南部新絳縣閆家莊村的古樓魁星閣坍塌了，經歷了百年風雨的歷史遺跡就此消失。這也是給世人的一次警示，雖然這座古樓未被登記在冊，但是卻受到各界關注，由此引發(fā)的深思更是讓人尋味。因此，對于古建筑這樣的文物就更有保護和建檔的必要了，而這里最重要的工作就是最開始提到的測繪。根據住建部的要求，從 2020 年開始到 2022 年，全國需完成歷史建筑 100% 測繪及系統(tǒng)錄入工作，并且明確鼓勵采用攝影測量、三維激光等新技術來完成。
無人機成為測繪的最佳工具
近年來，越來越多的機構通過大疆無人機來進行測繪工作，不僅提升了效率，而且獲得了高精度的圖像和數據。
不知道大家是否還記得今年 4 月份影視颶風的一則視頻，他們前往河南洛陽老君山的道觀群，利用大疆經緯 M300 RTK 和 P1 云臺進行整座山的拍照掃描，由于有高精度 RTK 定位系統(tǒng)，因此可以實現(xiàn)厘米級的定位。通過軟件對無人機指定精準的飛行航線設定，然后由無人機進行大范圍的高精度拍照掃描。而在細小空間中，團隊使用同樣具備高精度定位系統(tǒng)的精靈 4 RTK 無人機進行拍照掃描。就這樣，30 天 10000 張照片，他們在電腦中合成了高度還原的古建筑建模，并且可以在電腦中翱翔瀏覽各個細節(jié)之處。
有了這次經驗，隨后團隊又前往湖北道教名山武當山，以同樣的手法，對武當山的古建筑進行掃描建檔。由于氣候經常瞬變，武當山的拍照掃描難度更大，經常會突然襲來一片大霧，人眼和圖傳遙控器內已經什么都看不到了，因此就要依賴大疆無人機的自動返航能力讓無人機回到起飛點?？梢钥吹?，在使用無人機拍照掃描的時候，無人機自身的安全性能也至關重要。
2021 年底，由大疆行業(yè)應用聯(lián)合各界舉辦的 "2021 年文化遺產數字化無人機貼近攝影測量大賽 " 圓滿結束，大賽覆蓋 28 省市，提交了多達 170 余項作品，涉及超過 20 個行業(yè)。在大賽中，梵凈山測繪團隊利用大疆經緯 M300 RTK+P1 云臺，搭配大疆精靈 4 RTK 的方式，對梵凈山進行拍照測繪，共采集了 21000 張有效照片，并且利用大疆智圖進行建模，將梵凈山的精確數據進行保存建檔。此后，武義三根半塔、蟠龍山長城、沈陽故宮大政殿等歷史文物古跡的精確數據也紛紛被建檔保存。得益于大賽，為人們展示了新技術在保護古建筑方面所貢獻的力量，讓社會看到數字化對文化遺產保護的重要性。
無人機測繪有何優(yōu)勢？
為什么這么多機構會選擇無人機測繪？答案就是高效、高精度、智能。無人機測繪所使用的是貼近攝影測量 ( nap-of-the-object photogrammetry ) 技術，是張祖勛院士團隊針對精細化測量需求提出的全新攝影測量技術，也是垂直攝影、傾斜攝影之外的第三種攝影方式，這種技術就需要依賴無人機這個新興產品的特性才能得以實現(xiàn)。
傳統(tǒng)的測繪儀器多數是基于點線面，也就是幾何數據的測量和位置的測量。無人機的攝影測量技術獲取的是影像數據，基于照片和攝影測量來完成三維建模。這樣不僅可以得到古建筑的長度、高度、寬度等數據，可以獲得古建筑的紋理、細節(jié)、色彩等等數據，讓我們的測繪建檔可以更加詳細。
此外，無人機測繪效率更高，并且更加智能的完成工作。在山西洪洞縣東北部霍山的廣勝寺飛虹塔項目中，由于環(huán)境的束縛，人力完成測繪十分困難，但是通過大疆無人機，可以快速完成作業(yè)。在測繪過程中，大疆行業(yè)應用的合作伙伴規(guī)劃了外業(yè)拍攝 16 層航線，累計拍攝照片 1451 張，最大程度的還原了塔身紋理和細節(jié)。
山西大同懸空寺的測繪中，采用了 " 由粗到細 " 的策略，先通過大疆無人機拍攝少了圖像，再次基礎上，通過大疆智圖建立測量區(qū)的粗略模型。航線規(guī)劃軟件會通過這些粗略模型來生成精細拍攝所需的三維航跡，大疆無人機將會通過這些航跡來實現(xiàn)近距離拍攝。隨后查缺補漏，可以通過無人機在更合適的角度上補拍。最后，通過軟件在照片的基礎上進行精細化的三維重建。這種新方式是傳統(tǒng)人力測繪無法達到的全面性和精細程度。
大疆助力文化遺產保護
目前，大疆具備了一套完整的測繪解決方案，包括飛行平臺、航測負載、定位服務、軟件、培訓以及售后。
在軟件方面，大疆智圖可以提供自主航線規(guī)劃、飛行航拍、二維正射影像與三維模型重建的支持。并且這款軟件是完全自主研發(fā)的國產軟件，可以深度匹配大疆無人機所采集的數據，進而完成整個方案和作業(yè)流。
有了硬件和軟件的加持，可以更好的服務于文化遺產保護。傳統(tǒng)的測繪工具價格高、操作難，門檻極高。大疆將無人機航測技術帶入古建筑測繪領域，推動了測繪方式的價格、技術和應用的平民化，同時降低購買門檻以及操作門檻。正是如此，可以讓文化遺產保護的方式得到轉型、得到升級，提升效率的同時，獲得精度更高、效果更好的成果，讓文化遺產數字化的進程更簡單、平坦。
"2021 年文化遺產數字化無人機貼近攝影測量大賽 " 成功的讓大疆和社交媒體平臺、互聯(lián)網公司進行深入接觸，并且也是一次成功的宣傳。更多的人借由大疆的解決方案和宣傳，開始關注文化遺產保護，關注行業(yè)從業(yè)人員所付出的努力，甚至開始深入文化遺產保護之中，貢獻自己的力量。而大疆的期許不僅如此，大疆希望無人機測繪技術不僅可以服務于中國的文化遺產的保護，同時也可以為世界文化遺產的數字化助力。這與大疆的理念保持一致，大疆希望自己可以為人類做點事情。
