无人机测绘推进传统村落建筑数据化档案建立

要实现对传统村落的高效保护与传承，可以采用无人机测绘技术，以倾斜摄影和激光雷达（LiDAR）测绘技术为核心，建立相应的建筑数据化档案并发挥其在传统村落建筑保护中的应用价值。文章分析了无人机测绘的相关理论，并提出结合测绘技术建立传统村落建筑数据化档案的具体流程与方法，以期为传统村落的保护与利用提供科学支撑。

传统村落作为建筑遗产承载着深厚的历史积淀和独特的地域文化。然而，面对城市化的快速发展和现代化的冲击，许多传统村落面临着严重的挑战，包括建筑物老化、建筑遗产的破坏和人口外流等问题。为了有效保护与传承传统村落的建筑遗产，数据化保护已成为一种必然选择。在过去的几十年里，中国在建筑遗产保护方面取得了显著的成就，但在传统村落数据化保护方面仍存在不足。传统村落的建筑和文化遗产通常分布广泛且独具特色，传统古建筑测绘一般根据实地实物的尺寸，采取观测、量取的方法记录数据和草图，并在处理后绘制出完整的测绘图纸。这种方式耗时耗力，效率并不高。而无人机测绘技术具有高效、精确的特点，可以推进传统村落建筑数据化档案的建立，这对传统村落的保护具有突出的效果，并且建筑数据化档案具有重要的应用价值和广阔的发展前景。

传统村落建筑保护现状

国内对于传统村落古建筑的研究和保护工作近年来取得了较大进展，尤其在技术手段和文化价值发掘方面。随着现代测绘技术的发展，三维激光扫描、摄影测量和无人机航拍等技术被广泛应用于传统村落古建筑的保护。例如，学者们通过精细测绘和三维建模，全面记录了云南哈尼梯田、福建土楼等传统村落的建筑细节和整体布局，为后续的保护和修缮提供了科学依据。此外，GIS（地理信息系统）等技术的使用，使得村落空间结构的动态监测成为可能，确保了村落的整体格局和周边自然环境能够得到有效保护和持续监控。

除了技术上的进步外，国内研究越来越注重传统村落的文化价值与社会功能的发掘。近年来，许多学者和政府机构强调“活态保护”理念，主张在保留建筑物原貌的同时，维持其作为社区和生活场所的功能。例如，在安徽宏村的保护过程中，研究者通过深入挖掘村落背后的历史、宗族文化和民俗习惯，提出了文化与旅游结合的活化方案，使村落的古建筑既得到保护，又为当地居民提供了经济收入。国内研究也更加重视居民参与，通过提高社区意识，推动传统村落的自我保护和可持续发展。这些多层次的研究和保护工作不仅让古建筑得以保存，也促成了建筑遗产与现代生活的有机融合。

国外在传统村落古建筑保护的研究中，注重数据化技术和法律框架的结合。欧洲国家，如意大利、西班牙等，通过使用激光扫描、摄影测量和三维建模等技术，对传统村落及其建筑进行精确的数据记录和虚拟复原。这些数据化成果不仅用于修复建筑，还为未来的研究与教育提供了长期保存的资料。例如，意大利的托斯卡纳地区通过数据化技术记录古村落的建筑细节，并将其纳入国家级建筑遗产保护体系中，有效地实现了建筑的修缮与文化的传承。此外，欧洲国家的法律体系较为健全，针对古建筑和传统村落保护设有专门的法律条文，如《威尼斯宪章》和《佛罗伦萨宪章》，这些法规为古建筑的修复和长期保护提供了坚实保障。

在亚洲地区，日本的传统村落古建筑保护成效显著，尤其是在社区参与和保护与利用相结合方面具有独特的经验。以白川乡合掌造村落为例，该村落被列入世界文化遗产后，日本政府通过建立严格的法律保护框架，确保村落的原貌不被破坏。同时，白川乡通过发展文化旅游，将村落保护与当地经济发展相结合，既促进了文化遗产的活态传承，也推动了社区的发展。除了日本外，韩国也在古建筑的保护方面采用类似的策略，如通过法律手段确保古村落建筑不受现代化冲击，结合社区参与，实现了传统文化的有效传承。国外的研究经验表明，法律保障、数据化技术应用和社区参与是传统村落建筑保护的关键要素。

无人机倾斜摄影和激光雷达测绘技术原理

无人机倾斜摄影技术是一种先进的地面目标数据获取技术，通过搭载在无人机上的多相机组合，在飞行过程中以一定的倾斜角度连续拍摄目标区域，从而获取高分辨率的影像数据。其核心原理是利用GPS和惯性导航系统精确控制无人机的飞行路径和姿态，确保相机以设定的倾斜角度和航向角度对地面目标进行连续拍摄。多相机组合通常包括主摄像机和辅助摄像机，在飞行过程中精确定位和导航，以确保拍摄的影像数据具备良好的地理参考信息。相比传统航摄技术，倾斜摄影技术有效克服了视角死角和数据缺失问题，提高了测绘数据的完整性和准确性。这些连续拍摄的影像数据经过后期处理和配准，可生成高精度的地图、数字模型和三维重建模型，为GIS应用、城市规划、环境监测等领域提供重要的数据支持。

激光雷达测绘技术是一种高精度的地面目标获取技术，通过发射激光脉冲并记录其回波时间来测量地面或物体的距离，从而获取目标区域的地形和结构信息。激光雷达测绘技术利用搭载在无人机或地面车辆上的激光雷达传感器，发射激光脉冲照射到地面或建筑物表面，然后接收激光回波信号并记录其回波时间。利用光速与时间差的乘积计算出激光脉冲在大气中的传播距离，从而获取地面或物体的精确距离信息。通过扫描地面或建筑物表面，激光雷达系统可以获取大量的点云数据，这些点云数据可以通过后期处理和配准，生成数字地形模型（DTM）、数字表面模型（DSM）以及三维建筑模型。激光雷达测绘技术具有高精度、高效率和全天候的特点，广泛应用于地形测绘、城市规划、资源管理和环境监测等领域，为空间数据的获取和应用提供了强大的技术支持。

传统村落建筑数据化档案

数据化档案建立流程。数据化档案的建立需要多种技术手段的支持，以确保数据的全面性、准确性和实用性，主要流程包括前期规划、数据采集、数据处理和数据存储与管理。

首先，在前期规划中制定详细的测绘和数据采集计划，包括目标建筑的选择、数据采集内容的明确和技术路线的设计，例如对重点建筑进行分类并划定采集区域与精度要求。其次，利用无人机倾斜摄影和激光雷达测绘技术开展数据采集，倾斜摄影通过多角度拍摄生成三维模型和纹理数据，激光雷达对建筑外部及内部结构进行高精度三维扫描，结合地面测量记录重要细节（如雕刻和装饰），以保证数据完整性。再次，通过软件处理采集数据完成三维建模，将建筑形态数据与文化历史背景等信息整合生成综合性数据化档案，并进行精度校核以确保数据的真实性与准确性。最后，建立统一的数据档案管理系统，对三维模型、平面图、历史资料等进行分类存储，并确保系统具有良好的扩展性与兼容性，以便长期保存和跨平台共享。

数据化档案主要内容。传统村落建筑数据化档案应全面涵盖建筑形态信息、结构与材质信息、历史与文化信息以及空间与环境信息等核心内容。在建筑形态方面，应包括平面图、立面图、剖面图、三维模型以及点云数据等，全面展现建筑的外观和空间结构；在结构与材质方面，详细记录建筑的梁柱结构、屋顶形式、墙体材质以及装饰细节等特征；在历史与文化信息方面，需梳理建筑的建造年代、历史沿革、工艺特点以及所蕴含的文化价值；在空间与环境信息方面，则重点记录建筑在村落整体格局中的空间位置以及其与周边环境的关系。这些内容共同构成了传统村落建筑的完整数据化档案，为其保护与研究提供了重要的基础支撑。

数据化档案应用。建立传统村落建筑的数据化档案，不仅为建筑的保护和修缮提供科学依据，还在建筑遗产保护、学术研究、公众展示与教育以及政策制定与规划管理等多个领域发挥重要作用。具体而言，数据化档案为建筑的日常监测、维护与修复提供详尽的数据支持，以保护建筑遗产的完整性；为建筑学等相关学科的研究提供精准数据资源，推动相关领域的学术发展；通过开发虚拟展示平台（如VR/AR技术），提升公众对传统村落建筑的认知与兴趣；同时，为政府和相关机构制定保护政策及村落发展规划提供科学依据，助力村落保护与可持续发展。

传统村落作为我国宝贵的文化遗产，承载着深厚的历史记忆和独特的地域文化。然而，现代化和城市化进程的冲击，使许多传统村落面临保护与传承的双重挑战。通过无人机倾斜摄影和激光雷达测绘技术的结合，传统村落的建筑和文化遗产得以以数据化形式被全面记录与保存，为文化遗产的保护提供了科学且高效的解决方案。文章系统分析了无人机倾斜摄影和激光雷达测绘技术的原理、优势及应用，并提出了建立数据化档案的具体流程，为传统村落建筑的保护提供了技术参考。

同时，数据化档案的建立不仅在建筑遗产保护和修缮中具有重要意义，还在学术研究、公众教育、政策规划等领域发挥了广泛作用。通过技术与文化的深度融合，传统村落的保护与可持续发展找到了新的路径。未来，随着数据化技术的进一步发展和普及，我们有理由期待，传统村落的数据化保护将成为传统文化传承与现代科技融合的典范，为推动建筑遗产保护事业迈向更高水平作出更大的贡献。

基金项目：基于激光点云大数据的吉林省传统村落三维虚拟重建研究（20210203159SF）。

（作者单位：吉林建筑大学）