GIS和遥感在历史文化遗产保护中的应用教学文案.ppt

GIS和RS技术在保护历史文化遗产方面的应用，联合国教科文组织世界遗产中心定义了文化遗产分支管理设计的四个标准。研究(research): documentationofhistoricalandphysicacalonitis；分析(analysis): assessment physical dationions，cullturalsiganceandthesocial andadministrativentext；响应(response): preparringconservationandmanagemenstrategies。实施： carryingout，monitoringandevaluationmanagementsolicies。使用GIS和RS，可以支持UNESCO提出的四个标准中每个阶段的每个方面。管理员可以使用GIS和RS作为标准工具执行以下操作：createrecordsofrelevantfeaturesinheritagesites；assessandperceiveasiertherelationofasitoitsnaturalsurroundings；simulate developmentplansandconservationaproposals；UndeRStantoringproceduresandimprovemanagemeningeneral。为什么将GIS和RS应用于文物保护？GIS和RS技术在历史街区保护计划中的应用，近年来经济快速发展和人口增长，侵蚀了历史地球文化遗产赖以生存的环境；混合了不同的使用目标、操作概念和技术级别，期间基本数据收集不完整，特别是当前期间保护计划采用了大多数不能进行科学分析和决策的常用方法和方法。保护历史地球是一个需要整个过程动态控制和调整的长期动态过程。20世纪90年代以来，联合国教科文组织将GIS和RS等高新技术应用于文物保护计划和管理。目前，GIS和RS在我国历史地球和文化遗产保护和管理中的应用还不成熟，在制定保护计划方面尤为罕见。基于历史街区现状调查和GIS技术，将道路街道脉络、调查对象、人、地、房间相结合的调查方法的庭院和个别建筑物单体。道路街道调查历史街区的街道格局是构成城市质感、展现该地区个性的重要因素。调查分析历史街区的街道模式，理解和理解各种相关问题及其关系，根据可以绘制道路街道系统专题地图的道路数据库的特性数据构建历史街区道路道路车道的数据库(包括图形和属性数据)。现状建筑调查建筑调查包括建筑的基本特性，例如建筑时代、楼层、布局、建筑结构、建筑风格、建筑质量、建筑风格、住宅财产、使用功能等社会特性。对现状建筑进行全面的价值评估，并调查与建筑价值评估相关的多个因素的数据。对宗地和建筑进行编号，以组合图面资料、属性资料和影像。人口信息调查历史区的人口信息除了了解人口数、年龄结构、性别结构、教育水平、职业等整体信息外，还需要了解各园林及独立建筑单体的具体人口分布信息，建立人口信息与建筑的联系。GIS技术在历史地球现状调查中的应用，土地利用调查基准城市用地分类与规划建设用地标准街区内的各种土地地块。应用GIS分析技术，在历史地球现状调查过程中实现与建筑、人口信息和土地利用特性相关联的调查方法。测量与历史风光相关的结构(如古井、桥、古树等)时，要按占卜台处理。在调查图中绘制并编号这些结构的位置，以便拍照。相关属性资料调查是按照与历史风向相关的结构问卷内容进行的。通过编号实现图形数据与属性数据和图像数据的关联，形成完整的空间数据库。，将GIS技术应用于建筑和人口信息、建筑信息、建筑图像数据的关联、历史地球现状调查，GIS通过拓扑分析和强大的空间分析功能绘制历史地球状况调查数据的输入、存储、管理和利用历史街区保护计划所需的现象分析图双向查看、搜索、分析图形和属性数据。GIS将GIS技术应用于历史街区保护规划，通过基于多源数据集成执行全面的评估和判断，防止因意识到局限性而导致保护规划中的错误，并为决策者提供多种保护计划，提高历史街区保护规划结果的科学性和综合性。绘制状态主题图在历史街区保护计划的制定过程中，需要绘制大量状态分析图，应用GIS数据库中的属性数据可以轻松快速地生成主题图和属性的分析图。CAD显然很难完成当前情况的专题分析图表制作。在对历史街区建筑保护和改善方法的应用历史街区建筑保护和改善目前建筑的充分调查研究的基础上提出了适合各建筑的保护和改善方法根据历史街区建筑保护价值综合评价的影响因素，建立现状建筑保护价值综合评价指标；在此基础上，通过现场调查、指标数据输入、各指标的专题图、主题分析、多因素综合评价等；在综合评价中使用多源数据可以提高估价的科学性和准确性。将GIS技术应用于历史街区保护规划的制定，对历史街区保护等级范围边界历史街区的现状进行专题分析和综合评价分析地图，反映相关的多学制数据，评估不同保护规划保护等级范围边界效果，应用GIS的空间叠加分析功能从各种方案中获取各种分析数据，并根据这些分析评价数据，提出正确的保护等级边界。保护计划中的各种数据分析和摘要往往需要对一些主题数据(例如建筑物的安装面积和建筑面积)进行统计分析，这取决于各种保护和改进方法。公共基础设施规划的应用规划部分基础设施(例如停车、消防栓、管网管道等)，应用GIS综合评价历史街区现状公共设施分布状况和容量，为公共设施空间布局规划提供科学依据。预算计划GIS有助于提高预算计划的准确性。比较土地费，评估具体项目的成本/效率比率。当前状态各消防栓的适用范围，计划后各消防栓的适用范围，将GIS技术应用于历史街区的日常保护和管理，将GIS应用于历史街区的管理，为历史街区的日常保护和管理控制提供技术支持平台，深化和改善历史街区的保护和管理工作，实现历史街区的动态、当前管理和控制。快速信息查询基于GIS的历史块保护管理信息系统为管理员提供了快速查询可视化方法，以便快速查询当前状态和计划图形、图像、文字等信息。维修和维护计划使用GIS系统中的数据轻松确定建筑物保护和维护的优先级。一栋建筑物的总重要性评价要建立多因素综合评价公式。从建筑物各组成部分的真伪和情况开始，制定保护和维修的计划。为了监视建筑状况历史街区的建筑状况，每隔一定的时间对历史街区的所有建筑物进行了调查。掌握不同时期的信息，实现历史街区建筑的动态、当前管理和控制。与公众交换信息GIS用作保护与公众交流的战略以及促进与相关政府部门合作的工具。显示有关公共和政策制定者的分析结果、保护区和保护政策的最新信息。，三维激光扫描和历史文物遗产保护，三维激光扫描技术的基本原理，三维激光扫描技术的特点三维激光扫描系统是目前世界上最先进的远距离图像测量技术，以获取地面空间的多用途三维数据。该技术具有非接触测量、高数据采样率、活动发射扫描光源、高分辨率、高精度、数字采集和紧凑结构等特点。3d激光扫描技术的基本原理，3d激光扫描仪主要使用TOF脉冲距离测量方法(TimeofFlight)。基本原理：发射激光束的水平和垂直方向角度计算从扫描点到仪器的距离，直到接收反射的时间，从而确定扫描点的三维空间坐标。根据反射激光强度匹配点的颜色灰度。测量点坐标计算，远距离毫米仪器，近距离毫米仪器设备，KINICAMINOLTAVIVID9i扫描范围0.52.5m；有可变形的望远、中焦、广角镜头，适用于各种大小的物体，可获得850m的测量精度；物体形状的测量通过三角测量转换为3D网格图，收集曲面形状和颜色数据。FARO 3d激光扫描测量臂(lasers canarm)1.2米长测量臂可以达到25 m到50 m的测量精度。一般用于以微米为单位对兵马俑头、牛头、青铜器、鱼鸟等国宝级文物进行精密扫描和建模。传统离散点测量数据很难重构三维模型，该模型将目标原型直接从三维转换为三维；三维激光扫描系统可以进入所有复杂的现场环境和空间，将大型、复杂、不规则、标准或非标准等实体或实际三维数据直接完整地收集到计算机中，从而快速可视化目标的三维实体模型。三维激光扫描技术不仅仅是业务问题，还涉及到深刻的应用技术飞跃。3d激光扫描技术的优点，地面3d激光扫描技术的优点和缺点，快速的优点，节省现场时间，完整准确的测量，视觉3d点云模型的多角度观察；即使不接近主体，因为灯光暗，夜晚深，所以可以操作。特别是表面复杂的物体，以外形测量，颜色还原。可以标注和测量模型中的相关数据，也可以创建各种复杂的几何形状。通过将3d模型转换为CAD系统或其他软件中的数据格式，您可以执行3D建模。缺点地面扫描仪是校准困难、成本高的黑盒系统。扫描后处理时间、扫描简便性、处理困难，是数据收集时间的10倍；扫描数据拼接软件价格昂贵，不完美，制造商融为一体，互不兼容。三维建模具有一定的主观性，非专家往往被虚拟动画的视觉所迷惑，忽视了三维模型的可测量性和科学性。三维激光扫描系统的应用领域：建筑和文物保护、地面景观主体测量、城市三维可视化模型的建立、变形监测等领域取得了应用成果。要综合利用航空照片、卫星照片、多光谱卫星遥感影像、机载雷达影像等宇宙遥感信息，对地面考古遗迹进行无损检测和识别。3d激光扫描技术的发展为考古测量提供了新的手段。三维激光扫描系统应用领域，更完整的应用领域：收集大型网站秦兵马俑第二坑3d建模，故宫太和殿古建筑保存和维修测量，长城资源调查，鸟巢和国家体育馆测量等。用于兵马俑的第二号坑6000m2全三维数字模型，数据收集过程，现场数据收集，选定的扫描基站，设备安装，开机，PDA无线网络3D控制软件配置，PDA连接扫描仪和配置，从PDA获取目标图像，定义扫描区域和扫描设置，启动扫描仪监视过程，完成此扫描设计扫描站点和选择大地测量参照点：适当放置不同的扫描站点位置可以提高后续点云数据的连接精度。合理放置大地参照点对坐标匹配变换也有重要影响。三维实体扫描和处理的整个过程包括导入点云数据、预处理数据、创建实体模型和输出数据结果等步骤。3d点云预处理涉及扫描仪现场使用的工作环境复杂，如施工机械移动、人员移动、树木、建筑物遮挡、建筑灰尘和扫描目标本身的反射不均匀等，因此，需要更正或消除扫描中获取的点云数据中的不稳定点和噪声点。对于点云数据的连接多站点扫描，每个扫描图幅都是扫描仪位置为零的本地坐标系，这些点云阵列必须转换为相同的坐标系以形成整个图幅。与初始点云数据同名的点匹配操作是否理想将影响搜索计算操作。如果模型重建点云数据的连接匹配，则模型重建有两种方法： 1在三维点云数据曲面上重建模型。第二种是几何模型的重建。3d点云资料处理、模型重新建置曲面的模型重新建置，是自动快速产生从相同座标系统的点云资料产生的三角形修补。三角面片的间距可以由用户指定。模型的输出格式由软件(如AuotCAD、3DMAX等软件)执行*。dxf，* .igs，* .obj，* .pol，*。提供11种类型，例如wrl。重建几何模型主要使用点云或数据模型中的几何图形(例如点、线、面、柱、四面体等)拟合对象。您可以汇出3d图面格式或AutoCAD格式等。模型的彩现是表示变更程序(例如工程应用程式中数位高程模型的高程变更)的颜色渐层。另一种方法是使用纹理贴图方法，通过照片的几何校正将其映射到三维模型表面。三维点云数据处理、激光扫描技术的错误影响分析、三维激光扫描系统扫描中的错误主要可以分为：仪器系统错误、与扫描目标相关的错误和外部环境造成的错误。仪器系统误差包括系统内轴系统之间相互旋转等引起的距离测量和角度测量误差，激光测距信号尤其在光学电子、电路的激光脉冲回波信号处理中产生特定误差。扫描角度引起的错误是扫描镜像的镜像平面角度错误、扫描镜像旋转的小振动、扫描电动机的非均匀旋转控制等的综合影响。与扫描目标相关的错误三维激光扫描点云的精度与对象表面的粗糙程度有着密切的关系。由于三维激光回波信号的多值特性，产生了测量位置偏差。由于外部环境条件的影响，错误环境条件对激光扫描的影响主要表现为温度变化对仪器的微小影响、扫描中中风对仪器的微动、激光在空气中传播的方向等。基于激光遥感的三维建模和设计，激光点云，激光点云和图像叠加，基于点云建模结果逆向建模得到的工程图纸，福州至今保留了唐宋以后形成的广场通道中的很大一部分，成为历史城市的重要标志之一。这些胡同中最有名的是“三方七车道”小区。市中心约有40公顷的住宅，有3678户，人口14000多人。三方七边是南湖街两侧从北到南依次排列的热防护的简称。三方：织锦广场，文儒广场，光禄广场；七里是羊腿巷、郎官巷、塔巷、黄巷、安民巷、宫巷、吉非巷。由于把吉皮车道、双线、广绿磨坊改造成了公路，现在保存的只有2房5车道。福州三坊七巷三维激光扫描，保存了这一长期居住区，丰富的文物古迹，保存了一批明清时期的名人故居和建筑。此住宅区，广场巷纵横，石板铺；白墙清瓦，结构严谨；房屋精致，工匠奇妙，集中体现民月古城的房