基于计算机辅助设计的文物数字化方法研究

文化遗产的数字化为文化遗产的保护、传承和发展提供了新的思路,利用计算机辅助设计和数字化方法将文化遗产进行数字化转换,基于三维扫描仪获取文物点云数据,建立了文物点云数据精简模型,研究了文物三维模型重建方法,构建了文物三维模型的纹理映射机制,给出基于Web技术的文物虚拟展示方案,构建了文物数字化技术路线,最后结合青铜牛尊案例对所研究的关键技术进行说明。     

第五届数字博物馆与文化自然遗产数字化及保护研讨会征文通知

<正>(2007年12月7日-12月9日,江苏苏州)主办单位:中国图像图形学会虚拟现实专委会承办单位:苏州大学数字化技术的出现,为文化遗产保护提供了新的契机。如何借助先进的多媒体和虚拟现实技术来对中国丰富、灿烂的古代文化遗产进行数字化、展示和有效保护,具有重要的现实意义。为此,已经连续成功举办四届"文化遗产数字化及保护"研讨会,会议为领域内专家提供了交流文化遗产数字化及保护的研究成果和经验、探讨该领域内所面临的关键性挑战问题和研究方向的平台。"第五届数字博物馆与文化自然遗产数字化及保护研讨会"拟于2007年12月7日-12月9日在古城苏州召开。诚征数字博物馆     

计算机数字化技术在赣西非物质文化遗产保护中的应用探讨

在我国历史长河发展中,非物质文化遗产作为重要的组成部分,如今也面临着消亡的边缘.对于不同地区的非物质文化遗产来说,不仅是代表的是该地区的文化发展方向,而且更是我国种类繁多的非物质文化遗产的表述.从目前情况来看,计算机数字化技术中的数字录音、录像技术以及数字三维成像技术能够为不同地区的非物质文化遗产保护提供新的手段.基于此,在接下来的文章中,为了促使赣西萍乡的非物质文化遗产得到更好的保护,我们将重点对计算机数字化技术在其中的保护应用进行深入的探究.     

激光雷达与高光谱成像技术数据融合研究进展

近年来,为提高地物分类精度,突破单一传感器的技术擎制,弥补单一数据源应用的局限性,多源遥感数据融合的成为了遥感领域众多学者关注的研究热点。高光谱遥感技术的光学影像同激光雷达点云数据的融合技术在技术层面为提升地物识别与分类的精度上提供了一种可行方案,打破了单一传感器的技术上限,为目标三维空间—光谱信息一体化获取提供了一种新的解决途径,同时为高光谱激光雷达成像技术研究奠定基础。本文回顾了激光雷达与高光谱成像数据融合发展历程,论述其在特征级和决策级的主要融合方法和研究进展,将常用特征级融合和决策级融合方法进行详细介绍,并对最新几种研究算法进展进行小结和概述,探讨了其面临的挑战和未来发展与应用前景,最后对激光雷达和高光谱成像数据融合未来发展做出系统展望。     

基于地面激光雷达技术的相间距测量

地面激光雷达技术为快速、精确地测量三维实体提供了新的途径,但由此获取的点云数据密集度大、冗余度高,往往需经后处理,才能得到需要的测量结果。研究了通过地面激光雷达获取导线及线间隔棒的空间数据时,如何利用主成分分析(PCA)算法对导线和线间隔棒进行自动分类,以及如何对分割出的间隔棒数据进行中心坐标及间距的进行自动计算。文章采用了Riegl LMS-Z系列地面激光雷达,从超高压输电线路沿线获取了大量数据,其中有些数据中仅有间隔棒和导线,有些则还包括杆塔和部分山体。计算过程中有几个经验阈值会不同程度地影响计算结果在文中做了说明;实验结果表明,该方法可实现数据的快速、精确获取及自动后处理,为相间隔棒的制作和安装提供了必要的数据保障,也为地面激光雷达技术的实际应用提供了实验基础。     

机器学习在花儿识别中的运用

机器学习是人工智能的核心领域,它为人工智能传承非遗提供了保障,然而现有理论和实践研究指出在该领域仍存在诸多空白。基于此,本文分析了该领域的花儿研究现状,提出了4种花儿图像分割方法及5种深度学习算法,详细介绍了基于分块技术的图像分割算法与BP神经网络算法的步骤,旨在为音乐非物质文化遗产的保护和传承提供新的思路。     

VR支持下文化遗产教育传承的路径探究

文化遗产的教育传承需要不断突破传统的方式,充分利用新技术、新媒体,为其提供新的渠道、模式和方法。鉴于此,本文主要分析了虚拟现实技术(VR)在文化遗产教育传承中的优势,探讨了在这种新技术支持下,产生的新的教育传承方式和具体的传承路径。     

电脑三维再现艺术对敦煌莫高窟彩塑的保护与弘扬

敦煌艺术是集建筑、彩塑、壁画于一体的综合艺术,其历史悠久、内涵深邃、艺术精美,是我国乃至世界佛教艺术的瑰宝,在中国文化史以至世界文化史上具有重要的地位,敦煌文化遗产因此也被列为世界文化遗产。以往敦煌艺术保护采取了传统手工临摹、借助摄影、摄像器材数字化保存、建立虚拟参观游览系统等方法,虽取得了一定的成果,但是也都存在遗憾和不足。电脑三维再现艺术的出现为敦煌艺术的保护和弘扬提供了新的思路和方法。     

民族文化遗产数字化保护技术概述

当今时代计算机的迅速发展和图形图像处理技术及虚拟现实技术的不断提高为民族文化遗产的数字化保护奠定了坚实的基础。该文介绍目前数字化处理的关键技术,如三维激光扫描数字建模技术、点云数据的处理、三维彩色模型实现方法等以及数字化民族文化遗产对民族文化遗产的保护有着十分重要的作用。同时,通过对比、研究国内外数字化文化遗产的相关情况,说明将民族文化遗产数字化是一种必然趋势。     

针灸铜人三维可视化研究与应用

针灸铜人是中国古代医学珍贵的艺术品,具有重要的文化和艺术价值。针对针灸铜人等文化遗产数字化保护手段传统单一,体验性差和传播力不强等问题,本文综合利用三维激光扫描、三维可视化和虚拟现实等技术提出了一种新的数字化方法。以湖北省博物馆珍藏的腧穴针灸铜人为对象,首先采用三维激光扫描技术进行数据采集和模型构建,然后利用XML语言对其承载的传统中医知识进行表示与存储;其次,基于改进的二次误差度量和递进网格算法实现了铜人多分辨率简化模型的自动生成;最后,基于Unity引擎开发了一套针灸铜人虚拟交互展示系统,实现了穴位、经络和常见疾病等传统中医知识在三维虚拟场景下的可视化展示与交互查询。本文提出的方法可以为历史文物与非物质文化遗产的数字化保护与传播提供借鉴。     

基于骨架信息的民族舞蹈典型动作识别

民族舞蹈是中国重要的非物质文化遗产,在动作识别技术应用十分广泛的环境下,对于民族舞蹈文化保护和传承的研究领域还比较空白。为了更好地保护和传承少数民族舞蹈,筛选了5类少数民族舞蹈典型动作片段,结合深度摄像机开发了动作数据采集系统,通过该系统采集民族舞蹈动作骨架信息,构建了民族舞蹈典型动作数据集,使用改进的三维卷积神经网络（3D CNNs）模型对民族舞蹈动作骨架序列进行了识别与分类,并且与其他经典动作识别方法进行了对比,该方法在实验中获得了95%的识别率。研究结果表明,该民族舞蹈数据集构建方法合理,识别模型对民族舞蹈分类有良好的性能,对民族舞蹈动作进行了有效的记录和保存,为民族舞蹈数字化保护提供一种新的方式。     

航空影像辅助下的城区机载LiDAR汽车目标检测方法

机载激光雷达(LiDAR)技术的出现为地面汽车目标检测提供了新的途径。为了从机载LiDAR点云数据中提取汽车对象,根据不同地物的属性特征,提出了一种航空影像辅助下的城区机载LiDAR汽车目标检测方法。首先利用形态学开重建滤波完成地面和地物的分类,然后在地物点的基础上结合正射影像,通过归一化植被指数(NDVI)特征完成对植被和非植被地物的初步分类,最后在非植被地物的基础上,根据地物对象的形状特征及高程信息完成汽车和建筑物及阴影植被等非汽车对象的分类,从而完成汽车目标的提取工作。3个实验区的计算结果表明:该方法能有效从LiDAR点云中提取汽车目标,正确度和完整度的均值分别为95%和85%,满足实用性要求。     

Capturing Village-level Heritages with a Hand-held Camera-Laser Fusion Sensor

Preserving a heritage as a digital archive is as important as preserving its physical structure. The digital preservation is essential for massive heritages which are often defenceless against various types of destruction and require frequent restorations. However, capturing heritages gets exceedingly harder as their scale grows. In this paper, we present a novel approach to reconstruct a massive-scale structure using a hand-held fusion sensor system. The approach includes new methods on calibration, motion estimation, and accumulated error reduction. The proposed sensor system consists of four cameras and two 2D laser scanners to obtain a wide field-of-view. A new calibration method successfully achieves a much lower reprojection error compared to the previous method. A motion estimation method provides accurate and robust relative poses by fully utilizing plenty observations. At the last stage, the accumulated error reduction removes the drift occurred over tens of thousands frames by adopting weak GPS prior and loop closing. Therefore the system is able to capture and geo-register large heritage architectures of square kilometers size. Furthermore, because no assumption or restriction is made, the user can freely move the system and can control the level of detail of the digital heritage without any effort. To demonstrate the performance, we have captured several important Korean heritages including Gyeongbok-Gung, the royal palace of Korea. The experimental result shows that the estimated route fits Google’s satellite image and DGPS data while the detailed appearances of representative constructions are captured and preserved well.     

Relative Advantages of Digital Preservation Management in Developing Countries

The purpose of this article is to explore stakeholders’ perspectives on the relative advances of digital preservation management over traditional heritage management approaches in developing countries, particularly in Africa. Specific examples from the context of Ghana are used to help understand the particular factors that influence the relative advantage of the digital preservation management innovation. The article is based on the findings of a PhD study that explored contextual factors influencing the management and preservation of digital cultural heritage resources in Ghana and it is underpinned by Rogers’ Diffusion of Innovation model. An interpretive qualitative approach was employed to solicit the perspectives of 29 key stakeholders from 13 institutions in Ghana through semi-structure interviews. This was followed by an analysis of relevant literature to ascertain how the findings from the context of Ghana relate to other developing countries in Africa.

Stakeholders perceive that the digital preservation management innovation has relative advantages over other traditional ways of managing and preserving heritage information in many ways, including; as an effective means to manage cultural heritage resources; enhancing collaboration and resource sharing; contributes to the building strong cultural institutions; leading to the establishment of a national digital memory for developing countries; as an effective means to preserve value of cultural identity for the long term into the digital future; and enabling research and advancement of cultural knowledge.

Findings from the literature analysis also show that these relative advantages of the digital preservation management (DPM) innovation occur in similar forms in other developing countries in Africa. Further empirical studies in other developing countries are recommended to fully ascertain the main relative advantages of the DPM innovation over traditional approaches of heritage resources management and preservation.     

一种应用机载LiDAR数据和高分辨率遥感影像提取城市绿地信息的方法

提出了一种新的面向对象的城市绿地信息两阶段提取方法。该方法分阶段使用高分辨率遥感影像的光谱和2维形态信息以及机载LiDAR数据的3维形态信息作为分类依据。第1阶段,影像首先被分割为对象,对象被分类为无阴影的植被、阴影下的植被、水体、建筑物、空地和阴影6类地物;无阴影的植被和阴影下的植被合并为城市绿地对象,在第2阶段,将LiDAR数据产生的归一化数字表面模型nDSM与绿地对象叠加,计算每个对象的3维形态属性,进一步将绿地对象细分为草坪、灌木和乔木。以美国休斯敦中心城区为例,介绍了方法流程。精度分析表明,绿地的分类精度达到9346%;方法中的主要误差来源于遥感影像当中的建筑物阴影以及生成数字地形模型时所产生的误差。     

使用CIDOC CRM构建建筑领域非遗知识本体

非物质文化遗产是人类文明和历史文化的宝贵资源。运用本体技术可以实现非遗资源数字化管理,有利于非遗资源的保护、利用和共享。项目首次将文物保护领域的本体框架CIDOC CRM用于中国传统木结构建筑营造技艺这一非遗领域,并结合建筑领域的特性对CIDOC CRM模型结构进行选择和扩充,定义建筑领域非遗知识本体的概念类及其属性,并在实例化过程中运用TextRank算法处理文本语料,实现本体实例的扩充,将本体模型进行数据映射,存入Neo4j图数据库中,以知识图谱的形式实现可视化展示。实验表明：运用上述方法构建传统建筑非遗知识本体模型是可行的;创建的本体能将各种碎片化知识有效地连接在一起。该方法可用于对领域知识进行管理,将在建筑领域的非遗数字化保护和合理利用方面起到重要作用。     

Object-based land cover classification using airborne LiDAR

Light Detection and Ranging (LiDAR) provides high resolution horizontal and vertical spatial point cloud data, and is increasingly being used in a number of applications and disciplines, which have concentrated on the exploit and manipulation of the data using mainly its three dimensional nature. LiDAR information potential is made even greater though, with its consideration of intensity.Elevation and intensity airborne LiDAR data are used in this study in order to classify forest and ground types quickly and efficiently without the need for manipulating multispectral image files, using a supervised object-orientated approach. LiDAR has the advantage of being able to create elevation surfaces that are in 3D, while also having information on LiDAR intensity values, thus it is a spatial and spectral segmentation tool. This classification method also uses point distribution frequency criteria to differentiate between land cover types. Classifications were performed using two methods, one that included the influence of the ground in heavily vegetated areas, and the other which eliminated the ground points before classification. The classification of three meanders of the Garonne and Allier rivers in France has demonstrated overall classification accuracies of 95% and 94% for the methods including and excluding the ground influence respectively. Five types of riparian forest were classified with accuracies between 66 and 98%. These forest types included planted and natural forest stands of different ages. Classifications of short vegetation and bare earth also produced high accuracies averaging above 90%.     

融合AHP和GIS技术的自然遗产地边界界定方法研究

自然遗产地边界界定对于遗产地保护和管理具有重要的意义。已有的遗产地边界界定方法多基于先验知识和专家经验，具有一定的主观性，精度也有待进一步验证。以卫星遥感影像为基础数据，提出层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）和GIS结合的自然遗产地边界界定方法，并将其用于四川卧龙自然保护区边界确定。首先利用AHP分析并构建自然遗产地边界影响因子等级体系，然后基于GIS分析建模，通过数字化得到卧龙自然保护区的边界。与已公开的相关资料相比，该方法划定的保护区面积和边界更加科学、客观、精确，为珍稀动物大熊猫栖息地提供了明确的自然边界，而且突出了人与保护区相互关系及保护区的自然和生态保护价值。     

从LiDAR数据中提取建筑物平面目标的新方法

提出一种从机载LiDAR点云数据中自动提取建筑物平面的方法。给出了基于边长约束的三角形生长算法对建筑物初始区域进行提取,针对提取出的建筑物脚点,利用自适应Mean Shift方法在特征空间中对其进行聚类分析,并提取出平面目标,最后利用Alpha-Shape算法生成建筑物平面的轮廓线。通过实验证实了方法的有效性。