CN109033120A - 古迹遗址高精度时空复原系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种古迹遗址高精度时空复原系统，它包括数据采集模块、数据管理模块、系统功能管理模块和显示模块；所述数据采集模块用于采集古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据和历史人文信息数据，并发送给数据管理模块；所述数据管理模块用于根据所述数据管理模块中的数据进行古迹遗址的基础空间数据建设和三维模型数据建设；所述系统功能管理模块用于根据用户发送的需求指令对数据管理模块中的数据进行处理，得到处理结果并发送给显示模块进行显示。该系统通过实地摄影、进行数据采集、并采用3D扫描器对文物进行扫描，得到遗址文物数字化三维模型，根据该三维模型形成了一套主体、准确、生动的时空复原系统。
Description
技术领域
本发明涉及古迹遗址复原技术领域，具体涉及一种古迹遗址高精度时空复原系统。
背景技术
中国是文明古国和文物大国，为更好的加强对文物的保护和管理，目前已建立了文物保护法规体系和文物保护管理体系，但是随着时间的推移，大批文物仍然濒临毁坏，保护法规体系等无法更好的对文物进行保护。大多古迹遗址保护单位会对文物进行复原，保护建筑的自身历史价值。古迹遗址的复原不仅是要求保持古迹遗址的原状和保持的是古迹遗址原来的造型，还要求保持原来的结构法式和构件质地和原来的制作工艺，另外还要求需要保持原来建筑时期或历史形成的健康的内部环境与周围环境的面貌。目前建立的文物保护管理系统显然并不能满足上述要求。
武汉市明楚王墓作为重点文物保护内容之一，“明九王寝”的各陵园都自设独立神道，自成格局，这与北京“明十三陵”共用一条神道的特点完全不同，是对皇家陵园研究的一个重要补充，也是研究藩王陵园的一个实物例证，因此选择最佳的古建筑修缮保护方案显得尤为重要。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种古迹遗址高精度时空复原系统。该系统通过实地摄影、进行数据采集、并采用3D扫描器对文物进行扫描，得到遗址文物数字化三维模型，根据该三维模型形成了一套主体、准确、生动的时空复原系统，对历史古建筑保护、修缮、更新、延续具有重要的现实意义。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：它包括数据采集模块、数据管理模块、系统功能管理模块和显示模块；
所述数据采集模块用于采集古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据和历史人文信息数据，并发送给数据管理模块；
所述数据管理模块用于管理数据采集模块和系统功能管理模块发送过来的数据，还用于根据所述数据管理模块中的数据进行古迹遗址的基础空间数据建设和三维模型数据建设；
所述系统功能管理模块用于根据用户发送的需求指令对数据管理模块中的数据进行处理，得到处理结果并发送给显示模块进行显示；其中，所述需求指令包括古迹遗址展示指令、古迹遗址纵览指令、场景漫游指令、历史衍变指令、数据维护指令、系统设置指令、测量指令、复位指令和清除指令。
作为优选，所述数据管理模块包括三维建模子模块、数据库子模块和GIS平台子模块；所述数据库子模块用于存储和管理数据；所述三维建模子模块用于对古迹遗址的三维模型数据进行三维模型数据建设处理，得到古迹遗址的三维模型，并存储在数据库子模块中；所述GIS平台子模块用于对古迹遗址的基础空间数据进行基础空间数据建设处理，得到基础空间模型，并存储在数据库子模块中。
作为优选，该系统还包括公共服务接入模块，所述公共服务接入模块用于将公共服务地图接入到数据库子模块。
作为优选，所述公共服务地图包括谷歌地图、百度地图、天地图。
作为优选，所述古迹遗址的基础空间数据建设：以GIS技术为基础，通过无人机航飞、实地工程测量完成采集古迹遗址大比例尺高精度相关数据，完成基础空间数据的建设。
作为优选，所述三维模型数据建设：通过激光扫描采集所有遗址、文物的点云数据；并使用专业单反相机采集遗址、文物的精细纹理数据及环境信息。
作为优选，所述古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据主要包括：墓葬、奉祠遗址、地官、未开采地宫、雕像、文物、重点保护区、文物库房、陈列展厅、办公用房、道路、设备、人物、植被。
本发明的有益效果为：
1、本发明的系统通过实地摄影、进行数据采集、并采用3D扫描器对文物进行扫描，得到遗址文物数字化三维模型，根据该三维模型形成了一套主体、准确、生动的时空复原系统，对历史古建筑保护、修缮、更新、延续具有重要的现实意义。
2、本发明的系统包括古迹遗址实物成果复原展示、三维虚拟仿真、历史时空仿真，使古迹遗址完全数字化和信息化，打破时间、空间限制，满足考古研究、文物复原、文物永久保存、游览欣赏等需要。
附图说明
图1为古迹遗址高精度时空复原系统的示意图。
图2为系统功能管理模块的示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明(如图1、2所示)。
一种古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：它包括数据采集模块、数据管理模块、系统功能管理模块和显示模块；
所述数据采集模块用于采集古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据和历史人文信息数据，并发送给数据管理模块；
所述数据管理模块用于管理数据采集模块和系统功能管理模块的发送过来的数据，还用于根据所述数据管理模块中的数据进行古迹遗址的基础空间数据建设和三维模型数据建设；
所述系统功能管理模块用于根据用户发送的需求指令对数据管理模块中的数据进行处理，得到处理结果并发送给显示模块进行显示；其中，所述需求指令包括古迹遗址展示指令、古迹遗址纵览指令、场景漫游指令、历史衍变指令、数据维护指令、系统设置指令、测量指令、复位指令和清除指令。
所述数据管理模块包括三维建模子模块、数据库子模块和GIS平台子模块；所述数据库子模块用于存储和管理数据(数据库子模块优选ORACLE数据库系统)；所述三维建模子模块用于对古迹遗址的三维模型数据进行三维模型数据建设处理，得到古迹遗址的三维模型，并存储在数据库子模块中；所述GIS平台子模块用于对古迹遗址的基础空间数据进行基础空间数据建设处理，得到基础空间模型，并存储在数据库子模块中。
该系统还包括公共服务接入模块，所述公共服务接入模块用于将公共服务地图接入到数据库子模块。
所述公共服务地图包括谷歌地图、百度地图、天地图等。
该系统运行的硬件环境主要包括：服务端环境、客户端环境两大类。客户端环境为普通PC即可。服务端环境相关设备主要包括：WEB服务器一台、数据库服务器一台、存储设备、UPS(可选配置)、备份设备(可选配置)、网络设备等。
古迹遗址的基础空间数据建设：以GIS技术为基础，通过无人机航飞、实地工程测量完成采集古迹遗址大比例尺高精度相关数据(包括DLG、DRG、DEM、DOM)，完成基础空间数据的建设。
三维模型数据建设：通过激光扫描采集所有遗址、文物的点云数据；并使用专业单反相机采集遗址、文物的精细纹理数据及环境信息(如植被种类、道路)。利用三维可视化技术、计算机仿真技术结合采集的点云数据、纹理数据完成三维模型数据的建设。全面展示王陵地上地下、室内室外及未开发的地宫的景观和文物，参观者可以在数字展厅如身临其境地全方位了解王陵状况、文物、历史等。
所述古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据主要包括：墓葬、奉祠遗址、地官、未开采地宫、雕像、文物、重点保护区、文物库房、陈列展厅、办公用房、其它各种建筑、道路、设备、人物、植被等所有现实环境中存在的对象。数据通过激光扫描、纹理拍照、设计图纸、GIS量测、卫星影像等手段进行采集和建模复原。通过GIS平台对多源数据进行可视化管理和查询分析。所述历史人文信息数据主要包括古迹遗址的历史文化信息，表现形式包括视频、音频、文字等。
所述古迹遗址展示：展示古迹遗址各区域的航片、高程数据模型、平面图、剖面图、三维模型、矢量地图。
所述古迹遗址纵览：展示各个区域的地理位置和各个区域的详细信息。
所述场景漫游：自动漫游和手动漫游对古迹遗址进行虚拟实时浏览，所述自动漫游指安装系统设定的路径漫游三维场景，所述手动漫游指在用户的控制下进行漫游三维场景。主要用于旅游教学、导游实训、旅游模拟、旅游规划等。模拟景点的实时游历，可漫游游历景点内容。支持鸟瞰、步行、飞行等多角度对整个文物保护区进行全方位的观赏。三维场景提供固定路线和自主游历浏览功能(即指自动漫游和手动漫游)。通过键盘的简单结合，或触摸屏可以方便灵活的实现漫游，前进、后退、左移、右移等一系列漫游操作。在固定路线漫游中，可对游历路线进行暂停、播放、停止等操作。
所述历史衍变：动态的演变古迹遗址由古到今的状态过程(以时间为轴，并伴随历史人文信息)。以时间轴的方式，动态的演变昭王墓由古到今的状态，让管理人员可以清楚的了解古迹遗址从古代到现代的一个演变过程，为考古人员对文物研究提供辅助手段。通过时间轴可以查看该时间节点上昭王墓的历史资料，包括图片、文字描述、音频、视频等。
所述数据维护：进行三维模型数据、基础空间数据和历史人文信息数据的管理，管理内容包括添加、删除和修改等。
所述系统设置：进行系统用户信息和系统界面皮肤的管理。
所述测量：指三维场景测量，提供测面积和距离工具，实时测量古迹遗址指定区域的面积和距离。
所述复位：提供对古迹遗址的游览视角恢复到系统默认位置。
所述清除：提供清除在三维场景地图上的所有操作，恢复原貌。
所述ORACLE数据库：项目建设需采购ORACLE9i及以上版本数据库。能够实现古迹遗址数据在线查询检索等业务需求；能够基本满足现有业务部门、后期扩展部门的应用需求；能够考虑各相关人员同时在线访问数据库并发性能要求；能够持续实现后期高性能存储、高性能计算扩展需求。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：它包括数据采集模块、数据管理模块、系统功能管理模块和显示模块；
所述数据采集模块用于采集古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据和历史人文信息数据，并发送给数据管理模块；
所述数据管理模块用于管理数据采集模块和系统功能管理模块发送过来的数据，还用于根据所述数据管理模块中的数据进行古迹遗址的基础空间数据建设和三维模型数据建设；
所述系统功能管理模块用于根据用户发送的需求指令对数据管理模块中的数据进行处理，得到处理结果并发送给显示模块进行显示；其中，所述需求指令包括古迹遗址展示指令、古迹遗址纵览指令、场景漫游指令、历史衍变指令、数据维护指令、系统设置指令、测量指令、复位指令和清除指令。
2.根据权利要求1所述的古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：所述数据管理模块包括三维建模子模块、数据库子模块和GIS平台子模块；所述数据库子模块用于存储和管理数据；所述三维建模子模块用于对古迹遗址的三维模型数据进行三维模型数据建设处理，得到古迹遗址的三维模型，并存储在数据库子模块中；所述GIS平台子模块用于对古迹遗址的基础空间数据进行基础空间数据建设处理，得到基础空间模型，并存储在数据库子模块中。
3.根据权利要求1所述的古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：该系统还包括公共服务接入模块，所述公共服务接入模块用于将公共服务地图接入到数据库子模块。
4.根据权利要求3所述的古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：所述公共服务地图包括谷歌地图、百度地图、天地图。
5.根据权利要求1所述的古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：所述古迹遗址的基础空间数据建设：以GIS技术为基础，通过无人机航飞、实地工程测量完成采集古迹遗址大比例尺高精度相关数据，完成基础空间数据的建设。
6.根据权利要求1所述的古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：所述三维模型数据建设：通过激光扫描采集所有遗址、文物的点云数据；并使用专业单反相机采集遗址、文物的精细纹理数据及环境信息。
7.根据权利要求1所述的古迹遗址高精度时空复原系统，其特征在于：所述古迹遗址的三维模型数据、基础空间数据主要包括：墓葬、奉祠遗址、地官、未开采地宫、雕像、文物、重点保护区、文物库房、陈列展厅、办公用房、道路、设备、人物、植被。
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