Di sản văn hóa bảo tồn ký ức lịch sử và ghi lại sự tiến hóa của các nền văn minh. Khi công nghệ kỹ thuật số tiếp tục chuyển đổi lĩnh vực bảo tồn di sản, làm thế nào để ghi lại, bảo tồn và trình bày các di tích lịch sử một cách sáng tạo đã trở thành một thách thức ngày càng quan trọng.

Vào tháng 7 năm nay, Công ty TNHH Công nghệ Thiên Bảo Lạc Vũ Hán (Thiên Bảo Lạc) chính thức hợp tác với Đại học Công nghệ Hồ Bắc để thực hiện dự án bảo tồn kỹ thuật số Lăng mộ Hoàng gia Minh Hiến Lĩnh. Thiên Bảo Lạc đã cung cấp thiết bị quét 3D chuyên nghiệp trong suốt dự án và cung cấp dịch vụ kỹ thuật tại chỗ. Tận dụng chuyên môn sâu rộng về số hóa 3D, nhóm dự án đã phát triển một giải pháp tích hợp trên không và dưới mặt đất kết hợp chụp ảnh xiên bằng UAV, quét 3D trên mặt đất và 3D Gaussian Splatting (3DGS) dựa trên các yêu cầu cụ thể của địa điểm. Giải pháp này cho phép thu thập dữ liệu kỹ thuật số toàn diện và tái tạo cảnh 3D, cung cấp nền tảng dữ liệu vững chắc cho việc bảo tồn, nghiên cứu và trình bày kỹ thuật số di sản.

Nằm ở Trung Tương, tỉnh Hồ Bắc, Lăng mộ Hoàng gia Minh Hiến Lĩnh được xây dựng trong triều đại nhà Minh bởi Hoàng đế Gia Tĩnh để chôn cất chung cho cha mẹ ông. Đây là một trong những quần thể lăng mộ hoàng gia lớn nhất và được bảo tồn tốt nhất từ triều đại nhà Minh ở Trung Quốc. Bố cục hai lăng trong một khu lăng mộ" đặc trưng, bức bình phong bằng gốm tráng men tinh xảo và quần thể kiến trúc được sắp xếp cẩn thận thể hiện giá trị lịch sử, nghệ thuật và văn hóa quan trọng.

Trong những năm gần đây, các công nghệ kỹ thuật số như quét 3D, chụp ảnh xiên bằng UAV và tái tạo 3D dựa trên thực tế tiếp tục trưởng thành, dần dần thúc đẩy việc bảo tồn di sản từ tài liệu truyền thống sang các phương pháp kỹ thuật số và thông minh. So với các phương pháp khảo sát và lập bản đồ truyền thống, công nghệ kỹ thuật số có thể nắm bắt cấu trúc không gian, hình thức kiến trúc và mối quan hệ môi trường xung quanh của các di tích di sản một cách toàn diện hơn, cung cấp dữ liệu đáng tin cậy cho việc phục hồi và bảo tồn, nghiên cứu học thuật và trực quan hóa kỹ thuật số.

Đối với dự án này, Đại học Công nghệ Hồ Bắc đã đóng góp chuyên môn nghiên cứu về các nghiên cứu di sản kỹ thuật số, trong khi Thiên Bảo Lạc tận dụng khả năng kỹ thuật về thu thập dữ liệu 3D, triển khai thiết bị và thực hiện dự án để hỗ trợ hoạt động thực địa và sản xuất dữ liệu. Thông qua sự hợp tác giữa đại học và doanh nghiệp này, hai bên đã cùng nhau thúc đẩy sự tích hợp sâu sắc hơn của công nghệ kỹ thuật số với việc bảo tồn di sản văn hóa.

Minh Hiến Lĩnh bao phủ một khu vực rộng lớn, với các tòa nhà lịch sử, chạm khắc đá, đường dẫn hoàng gia, tường ngoài và các yếu tố di sản khác được phân bố trên toàn bộ địa điểm. Khảo sát thủ công truyền thống thường chỉ có thể nắm bắt các kích thước cục bộ, gây khó khăn cho việc bảo tồn toàn diện các mối quan hệ không gian tổng thể và kết cấu chi tiết của các chạm khắc đá, các yếu tố cấu trúc và chi tiết kiến trúc. Trong khi đó, chỉ dựa vào chụp ảnh xiên bằng UAV có thể dẫn đến thiếu chi tiết và biến dạng kết cấu ở các khu vực như mái hiên, chữ khắc và các chạm khắc trang trí, gây khó khăn cho việc đáp ứng các yêu cầu về tài liệu di sản có độ chính xác cao và nghiên cứu phục hồi.

Để giải quyết những thách thức này, đội ngũ kỹ thuật của Thiên Bảo Lạc đã áp dụng phương pháp thu thập dữ liệu tích hợp trên không và dưới mặt đất". Chụp ảnh xiên bằng UAV được sử dụng để thu thập thông tin không gian quy mô lớn, trong khi quét 3D trên mặt đất được sử dụng để bổ sung dữ liệu chi tiết ở các khu vực quan trọng. Các tập dữ liệu đa nguồn thu được sau đó được tích hợp và tái tạo thành cảnh 3D bằng công nghệ Lixel CyberColor (LCC)".

Dự án đầu tiên sử dụng chụp ảnh xiên bằng UAV để thu thập hình ảnh đa góc nhìn của địa điểm. Điều này cho phép thu thập toàn diện thông tin không gian bao phủ tường ngoài, bố cục kiến trúc, đường sá, hệ thống thoát nước và môi trường xung quanh của Minh Hiến Lĩnh, nhanh chóng thiết lập nền tảng dữ liệu kỹ thuật số cho toàn bộ quần thể lăng mộ.

Đối với các tòa nhà chính và các yếu tố chạm khắc đá trên toàn bộ địa điểm, đội ngũ kỹ thuật đã sử dụng máy quét 3D cầm tay Liguang K2" để thu thập dữ liệu chi tiết. Thiết bị nhẹ và di động, mang lại hiệu quả thu thập cao và cho phép hoạt động linh hoạt trên địa hình phức tạp như bậc thang và dốc. Mô-đun RTK tích hợp của nó có thể căn chỉnh liền mạch với hệ tọa độ của hình ảnh UAV, giúp duy trì các tham chiếu không gian nhất quán giữa các tập dữ liệu trên không và trên mặt đất và cung cấp nền tảng đáng tin cậy cho việc tích hợp dữ liệu sau này.

Sau khi hoàn thành thu thập tại hiện trường, đội ngũ đã sử dụng công nghệ hợp nhất dữ liệu trên không và dưới mặt đất LCC" để tự động tích hợp các tập dữ liệu trên không và trên mặt đất. Kết hợp với thuật toán 3D Gaussian Splatting (3DGS)" được tối ưu hóa, quy trình làm việc cho phép tạo ra nhanh chóng một mô hình 3D dựa trên thực tế với độ chính xác cấp centimet.

Mô hình thu được tái tạo trung thực các cấu trúc kiến trúc bên ngoài, các yếu tố chạm khắc đá và cấu hình cảnh quan tổng thể của lăng mộ nhà Minh, đồng thời bảo tồn màu sắc chân thực và kết cấu bề mặt được chụp tại hiện trường.

So với tài liệu 2D truyền thống, các sản phẩm bàn giao kỹ thuật số 3D cung cấp một biểu diễn trực quan hơn về mối quan hệ không gian trong di sản. Điều này mở rộng việc bảo tồn di sản từ bảo tồn vật lý sang bảo tồn kỹ thuật số", cho phép thông tin lịch sử quý giá vượt qua giới hạn của thời gian và không gian và luôn sẵn sàng cho nghiên cứu, bảo tồn và trình bày kỹ thuật số dài hạn.

Từ bảo tồn di sản văn hóa đến số hóa công nghiệp, và từ xây dựng kỹ thuật đến quản lý không gian đô thị, công nghệ kỹ thuật số 3D không ngừng mở rộng ranh giới ứng dụng của chúng.

Sự tham gia của Thiên Bảo Lạc vào dự án bảo tồn kỹ thuật số Minh Hiến Lĩnh đại diện cho một ứng dụng có giá trị khác về chuyên môn của công ty trong thu thập và số hóa dữ liệu không gian 3D". Dựa trên kinh nghiệm phong phú trong các dự án khảo sát và lập bản đồ 3D, Thiên Bảo Lạc tiếp tục tích hợp thiết bị tiên tiến, công nghệ chuyên nghiệp và các yêu cầu đặc thù của ngành để cung cấp các giải pháp tích hợp bao gồm thu thập dữ liệu, tái tạo 3D và ứng dụng sản phẩm bàn giao kỹ thuật số".

Nhìn về phía trước, Thiên Bảo Lạc sẽ tiếp tục tập trung vào thu thập dữ liệu không gian 3D, tái tạo thông minh và ứng dụng kỹ thuật số", thúc đẩy việc áp dụng các công nghệ khảo sát và lập bản đồ tiên tiến trong các lĩnh vực bao gồm đổi mới đô thị, bảo tồn di sản văn hóa và xây dựng kỹ thuật. Bằng cách bảo tồn kỹ thuật số nhiều thông tin không gian có giá trị hơn, Thiên Bảo Lạc cam kết làm cho công nghệ trở thành một cây cầu bền vững giữa quá khứ và tương lai.