8平方公里的新疆考古测绘，武大教授这样干

而在今年4月份，邹秋实老师所属的武汉大学长江文明考古研究院，来到了新疆维吾尔自治区阿克苏地区柯坪县域内，为当地的文物资源进行系统性田野调查和测绘，也为我们带来了新型三维建模技术在考古调查中的实际应用和具体操作。

在调查中，使用无人机对遗址进行倾斜摄影测量，并采用云端地球实景三维重建云平台，对遗址的空间信息进行采集。较之于国内较为常用的遗址三维建模方式，本次调查采用的三维建模方案效率更高，技术门槛更低。

项目详情

项目地点

新疆阿克苏地区柯坪县

采集硬件

DJI精灵4RTK

建模平台

云端地球云平台

航线

井字飞行

飞行高度

100米-200米

影像重叠率

航向/旁向80%

测区面积

8平方公里

室内准备阶段

新疆田野调查多在偏远之地，大型无人机不便携带，一般使用便携无人机进行作业。此类无人机的续航能力不强，一块电池仅能支撑20分钟左右，遇到大风高温等，实际飞行时长会更短。这就需要携带数块电池进行作业，如果调查范围大、数量多，那么需要数十块电池也是常见的。

在田野调查开始之前，邹老师团队了解到50处遗址的大致分布，将其分为若干个测绘区以方便作业。首先将现有的遗址坐标导入omap电子地图，根据遗址的分布规划出大致的调查路线；其次，了解遗址所在区域是否为禁飞区。

在有信号的区域，无人机设备联网并使用GPS定位加载出当前位置地图，再规划航线等工作。由于新疆许多地域处于荒漠戈壁，为避免作业时遇到没有信号无法加载地图的情况，需要提前根据遗址经纬度坐标下载该区域的离线地图。如在野外碰到未提前下载地图的突发情况，亦可直接采用无人机定位，根据经验确定范围，规划航线进行测绘。

野外现场作业

此次田野调查以“三普”工作为基础，同时对重点区域进行地毯式踏查。测量均采用摄影测量3D（井字飞行），即按照井字路线进行飞行航拍，飞行高度为100米—200米，飞行速度为5—10米/秒，航向重叠、旁向重叠设置为80％，云台角度为-90°，开启高程优化，便于后期建模，根据天气状况，灵活调整白平衡模式。

检查无人机的电池、云台等状态，校准IMU、指南针等传感器，开启避障，刷新起始点位置，划定飞行路线，无人机攀升至飞行高度后按照既定航线开始作业，完成作业后自动返航至起始点。

柯坪县有山区、戈壁、沙漠三种地形。山区情况复杂，不少戍堡遗址分布在两山之间的山腰上，山间狭窄，飞行难度较大。为确保安全，邹老师团队在山区进行作业时尽量采用手动飞行。部分戈壁与沙漠地区地势起伏较大，应及时观察无人机的姿态，此外还要注意沙砾对镜头的侵害。便携无人机抗风能力不强，在实际作业中应充分考虑天气情况。新疆地区大型鸟类众多，工作中还应注意鸟类是否在无人机的飞行空域中。

云端数据分析

目前，利用Photoscan、 ContextCapture等软件对无人机拍摄的照片进行三维建模，已在国内田野考古中得到广泛应用。本次调查邹老师团队运用了武汉大学测绘遥感国家重点实验室自主研发的“云端地球”软件进行建模，只需要将无人机拍摄的原始照片通过互联网上传至“云端地球”网页，即可自动完成遗址实景三维模型、数字表面模型（DSM）、正射影像（DOM）的生成，将巨大的数据处理任务交由后台服务器。

野外调查过程中配备的笔记本电脑往往不具备强大的数据处理能力，对于原始照片达到1000张以上的遗址，普通的办公电脑难以完成建模任务。需要待野外工作结束后，借助专业的图形工作站才能完成建模。

本次调查采用的方法，效率更高，技术、设备门槛低，更适合应用于田野考古现场的复杂环境。当日野外测绘数据次日凌晨即可完成建模工作。对正射影像、数字表面模型进行查看和研判，在实景三维模型上进行空间距离、面积等信息的量测和计算，以进一步制定针对性的调查方案。

同时，新疆野外工作环境艰苦，采用航测及三维建模技术取代传统测绘工作，在保证测量准确性的基础上，大大提高工作效率、降低工作强度。

结语

此次调查，邹老师团队采用实地踏查与航空摄影相结合的方法对保护范围内进行调查，突破了遗址地域广、地面视野窄的限制，有突破性收获。

我们通过考古研究可以尽可能地去还原不同历史时期的社会生活场景，乃至古人的所思所想。

精确的三维模型也必将是数字博物馆建设与展示的重要内容，遗址的调查与发掘现场、出土文物及其遗址周边环境都可以进行三维重建，然后通过立体视频、增强现实、虚拟展示等多种技术，为参观者呈现丰富多彩的内容与身临其境的视觉体验。

来源：云端地球DasEarth

https://mp.weixin.qq.com/s/g_7LSDlLB1k9M4R-AtSFCw

转自：“测绘学术资讯”微信公众号

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