文/紙不語(yǔ)
2026年1月15日上午,伴著陣陣無(wú)人機(jī)的轟鳴聲,武漢東湖高新區(qū)龍泉街道轄區(qū)內(nèi)多個(gè)無(wú)人機(jī)機(jī)巢中,數(shù)架無(wú)人機(jī)依次升空,依照申報(bào)航線對(duì)轄區(qū)內(nèi)多處文物保護(hù)遺址開展巡飛作業(yè)。
短短不到2小時(shí),所有遺址的巡查工作便全部完成,未發(fā)現(xiàn)任何異常情況。從當(dāng)日起,這批承擔(dān)文物巡查任務(wù)的“空中哨兵”正式試用上崗,待巡飛航線完成優(yōu)化與固定后,計(jì)劃每周至少執(zhí)飛一輪,以科技手段為轄區(qū)文物遺址筑牢保護(hù)屏障。
無(wú)人機(jī)作為第四次全國(guó)文物普查的重要技術(shù)支撐,憑借高效、高精度、智能化核心優(yōu)勢(shì),正逐步替代傳統(tǒng)人工測(cè)繪模式,在古建筑、土遺址、長(zhǎng)城等各類文物保護(hù)場(chǎng)景中廣泛落地,破解野外巡查、復(fù)雜地形測(cè)繪等諸多難題,推動(dòng)文物普查向數(shù)字化、立體化轉(zhuǎn)型,為文化遺產(chǎn)精準(zhǔn)保護(hù)與活態(tài)傳承注入新動(dòng)能。
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數(shù)架無(wú)人機(jī)依次升空,依照申報(bào)航線對(duì)轄區(qū)內(nèi)多處文物保護(hù)遺址開展巡飛作業(yè)。圖源:極目新聞
無(wú)人機(jī)2小時(shí)完成17處遺址巡查
武漢龍泉街道歷史底蘊(yùn)深厚,擁有明楚王墓群、湖泗窯址群(部分)兩處國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位,以及樊噲墓、張橋遺址等共17處需日常巡查的遺址,且絕大部分分布在野外區(qū)域。
此前巡查工作全靠專職農(nóng)民巡查員完成,受酬勞偏低、效率有限等因素制約,加之村灣拆遷改造后居民搬入集中還建小區(qū),巡查人員往返耗時(shí)大幅增加,偏遠(yuǎn)遺址的巡查頻次和質(zhì)量難以得到有效保障。無(wú)人機(jī)的投入扭轉(zhuǎn)了這一局面,其智能測(cè)繪能力可適配不同類型文物普查與保護(hù)需求,有效解決傳統(tǒng)測(cè)繪模式的諸多痛點(diǎn)。
在河南洛陽(yáng)老君山道觀群、湖北武當(dāng)山古建筑群的測(cè)繪工作中,工作人員利用大疆經(jīng)緯M300 RTK搭配P1云臺(tái),依托高精度RTK定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位,通過(guò)預(yù)設(shè)航線完成大范圍拍照掃描,針對(duì)狹小空間則搭配精靈4RTK無(wú)人機(jī)作業(yè),最終合成高度還原的三維模型,完整呈現(xiàn)建筑細(xì)節(jié)。
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無(wú)人機(jī)巡查畫面。圖源:極目新聞
古磚塔類文物測(cè)繪曾依賴搭設(shè)大量腳手架,既耗費(fèi)人力物力財(cái)力,又給測(cè)繪人員安全和磚塔結(jié)構(gòu)帶來(lái)隱患。在對(duì)河南宜陽(yáng)五花寺塔進(jìn)行測(cè)繪時(shí),無(wú)人機(jī)沿塔身角落垂直飛行,搭配精準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置采集影像,結(jié)合攝影測(cè)量技術(shù)與三維重建,所得精度滿足測(cè)繪與病害調(diào)查需求,成功替代了傳統(tǒng)繁瑣現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。
甘肅慶陽(yáng)市北石窟寺的測(cè)繪工作中,工作人員采用多旋翼與固定翼無(wú)人機(jī)組合飛行方案,僅用2小時(shí)便完成以往6名工作人員耗時(shí)5天的工作量,精準(zhǔn)獲取崖體地形影像與數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)人工測(cè)繪存在超40%作業(yè)盲區(qū),僅能獲取二維數(shù)據(jù),難以發(fā)現(xiàn)山體內(nèi)部空洞等隱蔽風(fēng)險(xiǎn)源,無(wú)人機(jī)的應(yīng)用改變了這一現(xiàn)狀,為石窟文物保護(hù)項(xiàng)目提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。
八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)部署無(wú)人機(jī),每日按計(jì)劃自動(dòng)執(zhí)行10個(gè)架次飛行任務(wù),覆蓋所有開放地段,飛行拍攝畫面與視頻成果實(shí)時(shí)同步至管理中心,與地面巡查人員密切配合,及時(shí)勸阻游客不文明行為,搭載紅外相機(jī)還能填補(bǔ)夜間監(jiān)測(cè)空白。無(wú)人機(jī)每?jī)芍苓€會(huì)針對(duì)長(zhǎng)城重點(diǎn)區(qū)域生成高精度三維模型,通過(guò)對(duì)比不同時(shí)期數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)山體滑坡、城墻外移等細(xì)微變化,為檢查與修整工作提供精準(zhǔn)依據(jù)。
效率提升90%,非接觸測(cè)繪實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度建模
相較傳統(tǒng)人工測(cè)繪與三維激光掃描,無(wú)人機(jī)智能測(cè)繪憑借高效、高精度、智能化特性成為文物普查優(yōu)選工具。傳統(tǒng)文物測(cè)繪高度依賴人力,面對(duì)高大建筑、復(fù)雜地形需搭建儀器、人工丈量,不僅耗時(shí)耗力,還可能對(duì)脆弱文物造成二次破壞。無(wú)人機(jī)采用非接觸式作業(yè),全程不與文物本體接觸,從根本上規(guī)避了這些問(wèn)題,大幅提升作業(yè)安全性與便捷性。
武漢龍泉街道無(wú)人機(jī)巡飛不到2小時(shí)完成全部遺址巡查,深圳寶安區(qū)普查小組借助相關(guān)設(shè)備無(wú)需重返現(xiàn)場(chǎng)核查細(xì)節(jié),慶陽(yáng)北石窟寺測(cè)繪效率提升超90%、人力成本降低70%……這一組組數(shù)據(jù)直觀展現(xiàn)出無(wú)人機(jī)的高效特性。這種高效源于無(wú)人機(jī)自主飛行與批量作業(yè)能力,通過(guò)Altizure等第三方軟件規(guī)劃航線,可實(shí)現(xiàn)自主勻速飛行、精準(zhǔn)采集影像,針對(duì)大范圍區(qū)域還能分區(qū)域、分航線作業(yè),大幅縮短外業(yè)時(shí)間。
內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理流程的優(yōu)化進(jìn)一步放大優(yōu)勢(shì),Agisoft PhotoScan等軟件可自動(dòng)化完成影像對(duì)齊、密集點(diǎn)云生成、網(wǎng)格與紋理制作等步驟,結(jié)合控制點(diǎn)即可生成厘米級(jí)精度的三維模型與正射影像,無(wú)需繁瑣人工干預(yù)。
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2020年底,一支測(cè)繪團(tuán)隊(duì)受到樂(lè)山文物部門邀請(qǐng),前往四川對(duì)樂(lè)山大佛進(jìn)行高精度航測(cè)建模。圖源:中關(guān)村在線
此外,無(wú)人機(jī)搭載的RTK定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位,搭配2000萬(wàn)像素以上大底傳感器,既能捕捉建筑長(zhǎng)度、高度、寬度等基礎(chǔ)幾何數(shù)據(jù),又能精準(zhǔn)記錄紋理、細(xì)節(jié)、色彩等豐富信息,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)測(cè)繪的信息獲取范圍。
無(wú)人機(jī)技術(shù)歷經(jīng)多輪迭代,第四代產(chǎn)品已具備環(huán)境感知、自動(dòng)避障、自主返航等功能,武當(dāng)山大霧天氣時(shí),人眼與圖傳遙控器均無(wú)法看清畫面,無(wú)人機(jī)自動(dòng)返航功能有效保障設(shè)備安全,凸顯智能性能對(duì)作業(yè)的重要支撐。
硬件層面,大疆構(gòu)建起完整解決方案,經(jīng)緯M300 RTK、精靈4 RTK、Mavic 3E等設(shè)備適配不同場(chǎng)景需求,其中Mavic 3E搭載4/3畫幅大底傳感器與RTK模塊,可記錄高精度、高質(zhì)量影像。軟件端,大疆智圖實(shí)現(xiàn)自主航線規(guī)劃、飛行航拍、二維正射影像與三維模型重建全流程功能,與大疆無(wú)人機(jī)采集的數(shù)據(jù)深度匹配,形成閉環(huán)作業(yè)流程。
2024年1月1日起施行的《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》明確:微型無(wú)人機(jī)(空機(jī)<0.25kg)在真高50m以下、輕型無(wú)人機(jī)(空機(jī)≤4kg且起飛全重≤7kg)在真高120m以下的適飛空域,無(wú)需執(zhí)照即可飛行,但須完成實(shí)名登記;超出上述高度或進(jìn)入管制空域、從事經(jīng)營(yíng)性飛行,必須取得民航局(CAAC)操控員執(zhí)照。
文物建筑保護(hù)多在城鎮(zhèn)、景區(qū)等人流密集區(qū)進(jìn)行,持證飛行可把安全風(fēng)險(xiǎn)再降一格,也為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用打底。2021年文化遺產(chǎn)數(shù)字化無(wú)人機(jī)貼近攝影測(cè)量大賽覆蓋28省市,收稿170余項(xiàng),涵蓋20余個(gè)行業(yè),集中驗(yàn)證了新技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)記錄的適用性,同步推動(dòng)技術(shù)交流與標(biāo)準(zhǔn)迭代,為行業(yè)規(guī)范化提供樣本和參考。
為超40萬(wàn)處古建筑建立數(shù)字檔案
無(wú)人機(jī)智能測(cè)繪有效破解傳統(tǒng)保護(hù)模式的現(xiàn)實(shí)難題,為文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供有力支撐,推廣價(jià)值顯著。當(dāng)前我國(guó)留存海量文化遺產(chǎn),僅第三次全國(guó)文物普查核定的不可移動(dòng)文物就達(dá)76.6萬(wàn)處,其中古建筑及代表性建筑約40多萬(wàn)處,近三成保存狀態(tài)較差,在第二次到第三次全國(guó)文物普查的22年間,約有4.4萬(wàn)處不可移動(dòng)文物從登記名錄中消失。
古建筑消亡并非個(gè)例,阿富汗巴米揚(yáng)大佛損毀、法國(guó)巴黎圣母院大火、山西新絳縣閆家莊村古樓魁星閣坍塌等事件,都敲響了保護(hù)警鐘,無(wú)人機(jī)測(cè)繪為破解這一困境提供高效路徑,助力加快文物保護(hù)與建檔進(jìn)程。
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無(wú)人機(jī)智能測(cè)繪能有效破解傳統(tǒng)保護(hù)模式的現(xiàn)實(shí)難題。圖源:中關(guān)村在線
樂(lè)山大佛、梵凈山、沈陽(yáng)故宮大政殿等文物古跡,通過(guò)無(wú)人機(jī)測(cè)繪完成高精度數(shù)字化建檔,生成的三維模型完整記錄文物現(xiàn)狀,為修繕、研究工作提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)依據(jù)。箭扣長(zhǎng)城“數(shù)字長(zhǎng)城”項(xiàng)目、小店河清代民居建筑群三維建模,不僅留存完整的空間布局與細(xì)節(jié)信息,還以年輕人喜愛的互動(dòng)形式呈現(xiàn),讓大眾直觀了解文物風(fēng)貌,潛移默化強(qiáng)化保護(hù)意識(shí)。
深圳第四次全國(guó)文物普查中,鹽田、南山等區(qū)域?qū)o(wú)人機(jī)結(jié)合RTK定位系統(tǒng)、GIS軟件作為實(shí)地調(diào)查核心工具。深圳大學(xué)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程師劉中海表示,該技術(shù)可將造型不規(guī)則的古建筑本體范圍及周邊路網(wǎng)完整呈現(xiàn)于衛(wèi)星圖,既便于搭建直觀的文物電子地圖,也讓基礎(chǔ)資料收集更便捷。
大疆等企業(yè)打造的完整測(cè)繪解決方案,降低了無(wú)人機(jī)航測(cè)的設(shè)備購(gòu)買門檻與操作難度,推動(dòng)技術(shù)在價(jià)格、應(yīng)用層面平民化,讓更多基層機(jī)構(gòu)有能力開展精準(zhǔn)文物普查,加速保護(hù)模式革新。慶陽(yáng)市則以無(wú)人機(jī)測(cè)繪為切入點(diǎn),依托低空經(jīng)濟(jì)技術(shù)拓展“低空+”多行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景,為地方發(fā)展注入新動(dòng)能,成為甘肅省首個(gè)布局低空經(jīng)濟(jì)全生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的城市。
無(wú)人機(jī)智能測(cè)繪大幅提升文物普查的效率與精度,推動(dòng)文化遺產(chǎn)保護(hù)從被動(dòng)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向主動(dòng)預(yù)防,從人工主導(dǎo)轉(zhuǎn)向人機(jī)協(xié)同。隨著技術(shù)持續(xù)迭代,無(wú)人機(jī)在文物保護(hù)中的適配場(chǎng)景將進(jìn)一步拓展,憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì)為守護(hù)歷史文脈、推動(dòng)文化遺產(chǎn)活態(tài)傳承,提供更堅(jiān)實(shí)全面的科技支撐。
[引用]
① 光谷文物巡查“空中哨兵”試上崗,無(wú)人機(jī)每周緊盯受保護(hù)遺址.極目新聞.2026-01-15.
② 深圳新發(fā)現(xiàn)367處文物 衛(wèi)星無(wú)人機(jī)齊出動(dòng),文物普查進(jìn)入科技時(shí)代.深圳晚報(bào).2025-08-07.
③ 大疆無(wú)人機(jī):高效、智能的新測(cè)繪模式,助力文化遺產(chǎn)保護(hù).中關(guān)村在線.2022-10-12.
④ 無(wú)人機(jī)測(cè)繪為千年石窟披上“數(shù)字鎧甲”,慶陽(yáng)低空經(jīng)濟(jì)賦能文物保護(hù).慶陽(yáng)市旅游發(fā)展委員會(huì).2025-03-19.
⑤ 無(wú)人機(jī)影像在文物建筑保護(hù)中的應(yīng)用.中國(guó)文化遺產(chǎn).2022-05-05.
⑥ 無(wú)人機(jī)巡查、三維建模……科技助力長(zhǎng)城修繕與保護(hù).央視新聞.2023-12-01.
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