文物数字化保护技术指南（试行）

文物数字化保护技术指南（试行）1总则1.1适用范围本指南适用于我国境内各级各类可移动文物、不可移动文物开展数字化保护工作的信息采集、加工处理、存储管理、质量检验与成果应用，为文物保护科研机构、文物收藏单位、相关技术实施单位提供技术规范依据。1.2基本原则1.2.1最小干预原则：数字化采集过程需严格遵守文物保护要求，优先采用非接触式技术，控制光照、温湿度、外力对文物的影响，不得对文物本体造成任何损伤，不得改变文物原状。1.2.2原真性原则：完整保留文物现存状态的全部信息，不得对采集信息进行美化、修改，不得去除原生病害、历史痕迹，所有加工处理过程需全程留痕可溯源。1.2.3完整性原则：全面采集文物的外形、材质、病害、周边环境等多维度信息，不得遗漏关键信息，保证文物信息的系统完整。1.2.4可扩展性原则：数据存储采用开放通用格式，预留数据扩展接口，适应未来技术升级与应用需求。1.3术语定义文物数字化保护：指通过现代数字技术对文物本体及环境信息进行采集、存储、分析、再现，实现文物信息长期保存、科学研究与展示利用的保护技术。元数据：描述文物数字化数据属性、背景、处理过程的结构化数据，用于数据管理与检索。点云精度：三维扫描获得的点云数据与文物实际坐标的误差值，反映三维数据的准确程度。2前期准备2.1前置调研与档案整理实施数字化保护前需全面收集整理文物现有基础档案，包括文物名称、编号、年代、质地、尺寸、保存现状、病害记录、保护修复历史、地理坐标（不可移动文物）、周边环境信息等，形成完整的前置调研清单，明确采集范围与重点内容。对一级文物、濒危珍贵文物需单独制定专项采集方案。2.2文物安全性风险评估根据文物材质与保存状况开展采集安全性评估，严格执行《博物馆照明设计规范》（GB/T30237-2013）的光照要求：对光极度敏感文物（书画、丝织品、纸张、漆木器、壁画）照度≤50lx，辐射照度≤4W/㎡；对光敏感文物（陶瓷器、油画、牙骨器）照度≤150lx，辐射照度≤10W/㎡；对光不敏感文物（青铜器、石器、玉器、陶瓷）照度≤300lx，辐射照度≤10W/㎡。采集环境温湿度控制需符合文物保存要求，有机质文物采集环境温度控制在18-24℃，相对湿度控制在45%-65%，单次连续采集时间不超过4小时，避免环境波动对文物造成损伤。对存在酥粉、起甲、脱落、锈蚀等病害的脆弱文物，需先采取临时加固防护措施，评估确认无采集风险后方可实施。2.3设备标定与方案制定采集前需对所有设备进行精度与色彩标定：摄影设备需采用IT8色卡进行色彩校准，镜头畸变校正误差≤0.1%；三维扫描设备需采用标准标定块进行精度标定，标定误差不超过设备标称精度的1.2倍方可使用。制定专项实施方案，明确采集精度指标、数据类型、人员分工、作业流程、文物安全应急预案与数据安全保障措施，一级文物数字化方案需经省级以上文物行政部门组织专家论证通过后方可实施。3分类数字化采集技术3.1可移动文物采集3.1.1二维信息采集平面类文物（书画、碑帖、古籍、文书、织物）优先采用非接触式大幅面平台扫描仪采集，禁止将脆弱文物承压扫描，一级文物采集分辨率不低于600dpi，二级文物不低于300dpi，三级文物不低于150dpi；体积较大无法扫描的平面文物采用高分辨率摄影采集，使用全画幅数码单反相机，有效像素不低于2400万，保存RAW格式原始文件与校正后的TIFF文件，光照均匀度≥90%，反光类文物（油画、漆器）需加装偏振镜消除反光。立体类文物需采集不同角度的正射影像，至少包含前、后、左、右、上、下6个方位，重点区域（纹饰、铭文、病害）需补充局部特写，特写分辨率不低于300dpi。3.1.2三维信息采集根据文物尺寸与精度需求选择合适技术：①小件珍贵文物（尺寸≤30cm）研究级采集，要求精度0.05mm-0.1mm，采用高精度结构光扫描仪或微纳CT扫描，点云密度不低于100点/cm²，完整获取表面与内部结构信息；②中型可移动文物（30cm≤尺寸≤150cm），采集精度要求0.1mm-1mm，可采用结构光扫描或近景摄影测量，点云密度不低于10点/cm²；③大型可移动文物（尺寸≥150cm），采集精度要求1mm-5mm，采用地面三维激光扫描结合近景摄影测量，点云密度不低于1点/cm²。所有三维采集需完整覆盖文物全部表面，不得存在盲区漏采，镂空、内壁等隐蔽区域需调整扫描角度补充采集。3.1.3多维度特殊信息采集根据文物保护研究需求，补充采集特殊信息：①多光谱/高光谱采集：波段范围覆盖400nm-2500nm，高光谱采集波段数不低于100，分辨率不低于200dpi，用于识别书画底稿、颜料成分、纸张病害、伪迹改痕；②X射线/CT采集：用于检测文物内部缺陷、铭文、装藏结构、制作工艺，CT扫描空间分辨率不低于0.1mm；③红外/紫外采集：红外用于揭示隐层信息，紫外用于检测生物病害、修复痕迹，采集分辨率不低于200dpi；④材质成分信息：耦合无损检测获得的材质成分、年代数据，关联录入数字化档案。3.2不可移动文物采集3.2.1整体环境采集不可移动文物需先完成整体地理环境与范围采集，大型遗址、古城采用无人机倾斜摄影测量，核心保护区正射影像地面采样间隔（GSD）≤5cm，一般建设控制地带GSD≤10cm，平面位置误差≤0.5m；中小规模不可移动文物采用无人机航测结合地面RTK控制测量，绝对位置精度平面≤0.1m，高程≤0.2m，完整记录文物与周边环境的空间关系。3.2.2本体信息采集①石窟寺与摩崖造像：采用地面三维激光扫描结合近景摄影测量，造像表面点云精度≤2mm，正射影像分辨率≤1cm，完整采集造像、题记、病害信息，裂隙、龛窟等隐蔽部位需补充近距离扫描；②古建筑：整体点云精度≤5mm，木构件、彩画、砖瓦构件局部精度≤2mm，完整记录结构形制、构件尺寸、彩画纹样、法式特征，对梁架结构、基础节点等内部结构需补充扫描；③古遗址与古墓葬：考古发掘过程中采用分层采集，每层文化层平面分辨率≤2cm，遗迹单位三维精度≤1cm，完整保留发掘过程中的原生形制信息；④水下不可移动文物：采用多波束测深系统结合水下摄影测量，平面定位精度≤0.5m，深度精度≤0.1m，本体点云精度≤5cm，完整记录船体、遗存的空间结构。3.2.3病害信息采集不可移动文物需同步采集病害信息，对酥碱、起甲、裂隙、风化、水蚀、生物病害等逐一记录位置、范围、程度，采用激光测距结合三维标注，病害面积测量误差≤1%。4数字化数据处理与建模4.1二维数据处理①几何校正：消除镜头畸变、扫描偏移误差，几何误差控制在0.1%以内；②色彩校正：基于IT8色卡校正后，一级文物平均色差ΔE≤2.0（CIELab颜色空间，人眼无法分辨差异），二级及以下文物平均色差ΔE≤3.0，符合原真性要求，不得擅自调整色彩美化文物；③降噪处理：采用自适应降噪算法去除背景噪点，不得损伤文物细节信息；④成果输出：原始数据保留RAW/DNG格式，成果数据保存为无压缩TIFF格式，预览数据保存为JPEG格式，命名规则统一为「文物编号-信息类型-采集日期」。4.2三维数据处理①点云预处理：去除背景噪点、冗余点，点云完整率≥99.5%，不得删除文物本体点云；②点云配准：多站点扫描点云配准误差≤1/2扫描标称精度，整体点云无明显错位；③网格重构：构建流形三角网格，无破面、重叠面、非流形边，网格完整率≥99%；④纹理映射：将校正后的二维纹理映射到三维网格，纹理几何对齐误差≤1像素，一级文物纹理分辨率不低于4096×4096px/dm²，二级及以下不低于2048×2048px/dm²；⑤病害标注：在三维模型上对病害进行矢量标注，录入病害类型、面积、程度等属性信息，标注准确率≥95%；⑥成果输出：点云数据保存为LAS格式，网格模型保存为OBJ、glTF格式，保留原始高精度点云模型与简化显示模型两个版本，满足不同应用需求。4.3元数据编制严格按照《文物数字化档案元数据》（WH/T0078-2018）编制元数据，包含文物基础信息、采集设备参数、采集环境、采集时间、采集单位、加工方法、精度指标、版权信息、MD5校验码等内容，元数据完整率需达到100%，与数据成果一并归档存储。5数据存储与管理5.1分级存储架构采用三级存储架构，保障数据安全与可访问性：①一级存储（原始数据）：指采集获得的未加工原始数据，为核心资产，不得修改，采用在线磁盘阵列实时调用+离线冷存储备份，冷存储采用寿命不低于50年的蓝光光盘或LTO9以上磁带，每份原始数据制作3份备份，分别存储于2个不同物理地址的存储场所，避免地质、火灾等灾害导致数据丢失；②二级存储（成果数据）：指加工完成的数字化成果，采用在线磁盘阵列存储，供日常调用与应用；③三级存储（预览数据）：指压缩后的低分辨率预览数据，用于线上检索与展示，存储于应用服务器。5.2格式规范所有数据采用开放通用格式，禁止采用封闭私有格式，保证数据可长期读取：二维数据原始格式为RAW、DNG，成果格式为TIFF；三维点云格式为LAS，网格模型格式为OBJ、glTF，视频格式为MP4H.264；元数据格式为XML。5.3数据管理建立文物数字化资产目录数据库，支持按文物类型、年代、材质、编号、保护级别等多维度检索，设置权限管理体系：原始数据仅允许管理员读取，禁止修改；成果数据按使用权限开放给研究人员、管理人员；预览数据开放给公众。每5年开展一次数据完整性校验，采用MD5哈希值比对，发现数据损坏及时恢复，每10年完成一次数据迁移，避免存储介质老化失效。6质量控制与安全管理6.1三级检验制度实行「采集自检-过程抽检-最终验收」三级检验制度：①采集自检：每一件文物采集完成后，由采集人员现场检查，确认无漏采、模糊、精度不达标问题后方可转移至下一件，不合格立即重采；②过程抽检：加工过程中，项目负责人按不低于10%的比例抽检，抽检合格率100%方可继续加工，合格率不足100%的，全部返工重新检验；③最终验收：项目完成后，由文物收藏单位组织专家对全部成果进行验收，逐项核对质量指标，合格后方可归档。6.2质量指标要求二维数据：分辨率符合等级要求，几何误差≤0.1%，平均色差符合等级要求，无漏扫、反光、畸变；三维数据：整体精度误差不超过设计要求的1.5倍，点云完整率≥99.5%，模型完整率≥99%，纹理对齐误差≤1像素，病害标注准确率≥95%；元数据：完整率100%，符合行业规范要求。6.3文物安全管理采集过程中严格落实文物安全要求：接触式采集必须对文物表面进行防护，设备边缘做柔性包裹，避免碰撞损伤；用电设备远离易燃易爆文物，控制设备发热量，避免环境温湿度大幅波动；一级珍贵文物采集需有文保专业人员全程在场，落实应急预案，突发状况立即停止作业并启动防护措施。6.4数据安全管理严格遵守《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国文物保护法》相关要求，敏感文物数据进行加密存储，所有访问操作全程留痕，禁止擅自向第三方提供涉密文物数据，定期开展数据安全漏洞检测，防范数据泄露与篡改。7成果应用与动态更新7.1成果应用①文物保护修复：建立文物修复前后的数字化档案，利用三维模型开展修复方案模拟，预演修复过程，降低修复风险，为文物长期病害监测提供基础比对数据；②科学研究：向科研人员开放高精度数字化数据，支持远程研究、工艺复原、成分比对，减少对文物本体的接触损伤；③展示利用：开发虚拟展览、数字孪生、3D打印复仿制等应用，扩大文物传播范围，满足公众文化需求；④灾害应对：不可移动文物数字化成果可在灾害发生后，为文物抢救、复原提供精准依据，降低灾害损失。7.2动态更新维护建立数字化成果动态更新机制：可移动文物完成保护修复、本体状态发生变化后，3个月内完成数据更新；不可移动文物每5-10年开展一次全面数据更新，遇重大灾害、修复工程等情况及时更新；对早期采集的低精度数据，有条件的单位逐步升