计算机图像技术在秦陵兵马俑文化遗产保护中的应用.doc

计算机图像技术在秦陵兵马俑文化遗产保护中的应用 孟中元计算机技术应用于文物、考古、博物馆工作，以多学科研究的角度寻找技术与实际工作的切入点。计算机技术显著特点是其应用性，如何有效地将计算机技术与文物、考古、博物馆工作有机结合起来使其充分发挥作用，这是值得文博工作者认真研究探索并付诸实践的。计算机技术应用于文博工作中其研究的核心不在于计算机技术本身，而在于利用成熟的技术，用科学的方法与手段解决实际工作中存在的问题。现代图形图像技术是计算机信息技术的分支学科，它与其它技术密切相关、有机结合，在文物遗址的数字化保护、考古信息的科学管理与应用、博物馆文物藏品陈列展示与信息挖掘与研究等各个方面有着广阔的应用前景和发掘潜力。本文仅以图形图像技术应用于秦始皇陵、兵马俑文化遗产保护工作出发作初步探索，不对之处恳请方家批评指正。1、数字测量在考古遗址保护中的应用（1）秦始皇陵园的考古调查与勘测。在考古学研究中，对于文物遗址的勘探与测量是考古工作不可缺少的重要环节。航空摄影测量技术曾经被陕西省文物考古工程协会应用于秦始皇陵及兵马俑的考古信息的获取与开发应用中。其目的在于精确测定秦陵兵马俑及秦兵马俑博物馆的现状图、影像图、俑坑军阵位置图；用近景摄影测量测定各类典型兵马俑、秦代兵器的立面图、等值线图；用航空遥感技术与考古方法相结合，探测和发现地下文物的分布，了解滑坡地质现象对陵园内文物的影响及破坏。其工作程序为：资料收集及现场踏勘地面波谱测量测试遥感飞行遗址区文物景点群判释地质体解译野外调查及验证。通过红外线摄影、热红外扫描等技术对采集到的图像用计算机进行图像处理分析释译，用获取的图像调查对比，建立遗址文物点辐射温度曲线与彩红外和热红外图像间的对比关系。经过对该课题的研究分析表明：在秦陵已知文物区被测的33处古迹点群中有28处点群的图像异常与实地相符，确定了秦陵内外城的长方形双重城垣的存在及其范围。（2）秦兵马俑二号坑遗址的比例模型制作。在对秦兵马俑坑遗址保护研究方面，秦俑博物馆在这方面做了探索与尝试。90年代中期成立课题组，通过精确测量与雕塑的手法制作了秦俑二号坑遗址的大比例模型。其作法是在秦俑二号坑遗址上方的探访隔墙上进行精确的布点，把俑坑分成不同的方格，通过人工测量的办法获取遗址三维空间位置坐标数据，通过获取得数据采用雕塑技法制作大比例棚木实物模型。这一方法在当时现有的技术条件和设备下完全靠人工进行，所以费时费力。在秦俑二号坑遗址的大比例模型技术鉴定会上，计算机专家建议可以采用数字化测量来建立数字模型，按照三维数字空间模型加工制作出遗址实体模型。其思路是应用计算机多媒体技术、数字测图技术手段等，通过对考古现场遗物、遗迹的数据采集、数据处理，构建发掘遗址的三维空间模型。其原理是采用GPS、专业摄像经纬仪、解析测图仪、立体量侧仪等设备精确测量考古现场遗迹、遗物的三维坐标数据，输入计算机进行图形处理，构建考古遗址的三维空间图像。2、地理信息系统GIS地理信息系统（Geographic Information System,简称GIS）是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。地理信息系统在于构建研究对象的三维空间数据模型，系统应有计算机硬件、软件、地理数据和用户几方面的内容。硬件设备包括服务器、工作站、扫描仪、网络设备。通常采用地理信息系统软件，将研究对象的文字、图表、图形、图像数据信息通过数据库管理系统来帮助存储、组织和管理数据。GIS系统的工作原理可概括为：通过建立空间模型，将现实世界抽象为相互联结不同特征的层面（LAYER）组合。通过建立地理参考系，确定空间数据包括绝对位置信息，如经纬度坐标，以及相对位置信息，包括地址、编码、统计调查等。构建矢量和栅格数据结构。矢量数据结构以点、线、面方式编码并以（X，Y）坐标串存储管理，以表示离散空间特征；栅格数据（扫描图像或照片）是通过一系列网格单元表达连续地理特征。使得矢量和栅格数据结合使用，各取所长。地理信息系统GIS作为研究空间关系的计算机系统，它可将存储、数学分析、检索、模拟、任意显示结合起来处理考古资料在时间链上的空间关系。其特点是可以将空间的（如数字化地图、数码航片、卫星摄像数码照片及一般拍摄数码照片）、非空间的（文字描述及数据描述记录）不同类型信息叠加综合处理，构成GIS系统数据库。比如说可将一张历史地图信息的数字图形，现在已消失了但以前存在的地理、地貌信息叠加上去，将这一区域的全部考古信息，包括发掘过的遗址、未发掘的遗址按照特定的格式叠加在一幅地图信息上，建立整个遗址的考古 GIS系统。其作用在于可寻找和发现遗址，可为文化资源保护管理提供方便的定位模式，也可用于遗址绘图、分析某类遗址和遗址在一定