引言：古建筑作为文化遗产的重要组成部分，其保护工作对于传承历史文化、弘扬民族精神至关重要。数字摄影测量技术以其高效、精确的特点在古建筑保护中发挥着越来越重要的作用。本文将深入研究数字摄影测量在古建筑保护领域的原理和应用，为提高古建筑保护工作的科学性和效率提供有力支持。

一、数字摄影测量原理

(一)图像匹配

图像匹配是数字摄影测量的起始步骤，其核心任务是在不同视角下的图像中寻找相同的特征点，建立图像间的对应关系。这一过程通常包括特征点的提取和匹配两个关键步骤。在特征点提取中，算法会自动识别图像中的显著点，如角点或边缘点，以确定图像中的独特特征。随后，通过匹配算法，将不同图像中的对应特征点连接起来，建立图像匹配关系，为后续的三维重建提供基础^[1]。

(二)三维重建

三维重建是数字摄影测量的核心环节，其目标是从图像匹配的基础上，恢复出被拍摄对象的三维形状和位置信息。这一过程通常分为两个主要步骤：初步的三维点云生成和点云的三维模型化。在三维点云生成中，通过对图像中匹配的特征点进行三角测量，确定这些点在空间中的相对位置。然后，通过对这些相对位置的优化，得到更为准确的三维点云。接着，通过对点云进行建模，生成表示被测对象几何形状的三维模型。这一模型可以采用多边形网格、曲面拟合等方式，具体选择取决于实际需求和精度要求。

(三)精度分析

精度分析是数字摄影测量的重要步骤，其目的是评估整个测绘过程的准确性和可靠性。这一过程涉及到对控制点的准确度评估、图像匹配误差的分析以及三维重建模型的精度验证。通过对这些因素的综合分析，可以得出数字摄影测量结果的精度水平，为后续应用提供可信的数据基础。精度分析的结果通常以误差矩阵、精度图或者根据国际测绘标准给出的精度等级来呈现。

二、数字摄影测量在古建筑测绘中的应用

(一)遗址地面测绘

数字摄影测量通过拍摄古建筑遗址及其周边区域的高分辨率图像，捕捉丰富的地表细节。这些图像作为基础数据，通过图像匹配技术，实现对遗址地面特征点的提取和匹配，建立图像之间的对应关系。通过三维重建过程，数字摄影测量将匹配后的图像信息转化为遗址地面的三维坐标信息。这使得遗址地面的形态、起伏以及与周边环境的关系都能够以数字化的方式呈现。对于地形的三维重建，数字摄影测量可以通过多视图几何进行点云生成和建模，得到高精度的地形模型。

在遗址地面测绘的过程中，数字摄影测量技术的优势在于其高效性和精确性。相比传统的测绘手段，数字摄影测量无需大量人力物力进行实地测量，而是通过图像数据即可完成，减少了对古建筑遗址的干扰和破坏。数字摄影测量技术还可以提供多时相的遗址地面信息，实现对遗址变化的监测。通过不同时间点的图像数据，可以观察遗址地面的变化情况，及时发现潜在的问题并采取保护措施。

(二)建筑立面测绘

数字摄影测量通过高分辨率的数码相机对古建筑的立面进行拍摄。这些图像能够捕捉到建筑表面的各种细节，包括石雕、壁画、装饰等。这些细节对于建筑风格的研究以及修复工作至关重要。通过图像匹配技术，数字摄影测量能够将多个视角下的图像进行关联，建立图像之间的对应关系。这一步骤是立面测绘的基础，为后续的三维重建提供了图像数据的基础。在三维重建过程中，数字摄影测量通过对匹配后的图像进行点云生成和三维模型化，实现了对建筑立面的高精度测绘。通过三维模型，建筑立面的结构、几何形状以及各种装饰元素都能够得到还原。这不仅为修复工作提供了详尽的参考资料，还使得建筑研究者能够更深入地了解古代建筑的设计和装饰风格。在建筑立面测绘中，数字摄影测量技术的优势在于其非接触性和高效性。相比传统的测绘方法，如手工测量或激光扫描，数字摄影测量无需直接接触建筑表面，避免了对古建筑的二次损伤。同时，数字摄影测量的高效性使得大面积建筑的测绘更为迅速，有力地支持了古建筑的保护与研究工作^[2]。

(三)细部装饰测绘

数字摄影测量通过高分辨率的数码相机捕捉古建筑的细部装饰。这些图像能够清晰地展现雕刻的纹理、彩绘的颜色、花纹的细节等。对于这些精致而脆弱的细部装饰，数字摄影测量的非接触性质使得其成为理想的测绘工具，避免了直接接触可能导致破坏的情况。通过图像匹配技术，数字摄影测量将多个视角下的图像进行匹配，建立了图像之间的对应关系。这为后续的三维重建提供了基础数据，使得细部装饰的立体形态能够被还原。

三、数字摄影测量在古建筑病害检测中的应用

(一)裂缝监测

数字摄影测量技术在古建筑病害检测中发挥着关键作用，其中裂缝监测是一项重要的任务。裂缝是古建筑中常见的结构问题，可能是由于地质运动、自然老化或建筑结构设计缺陷引起的。数字摄影测量通过高分辨率的图像捕捉，能够准确地记录裂缝的位置、形态和变化。在裂缝监测过程中，数字摄影测量首先通过多个视角拍摄建筑表面的图像，确保对裂缝的全面覆盖。通过图像匹配技术，可以在不同时间点或不同条件下获取的图像中准确定位裂缝，并实现裂缝的匹配和追踪。通过这种方式，可以监测裂缝的变化，包括裂缝的扩张、收缩、形态变化等。数字摄影测量还能提供裂缝的三维坐标信息，通过对图像中的特定点进行三维重建，得到裂缝的立体信息。这种信息不仅能够帮助工程师更好地理解裂缝的形成机制，还为进一步的结构分析提供了基础数据。

（二）倾斜检测

古建筑的倾斜是另一个常见的结构问题，可能导致建筑不稳定甚至倒塌。数字摄影测量通过倾斜检测，可以提供及时的、精确的倾斜信息，有助于对建筑结构的稳定性进行评估。在倾斜检测中，数字摄影测量通过在不同方向和角度拍摄建筑物的图像，捕捉建筑物的整体结构及其可能的倾斜情况。通过图像匹配和三维重建，数字摄影测量能够计算建筑物在空间中的实际坐标，从而量化倾斜的程度。数字摄影测量还能提供倾斜的时间序列数据，通过对不同时间点的图像进行比对，可以监测建筑物倾斜情况的变化趋势。这对于及时发现和防止建筑物因倾斜而引发的安全隐患具有重要意义。

（三）渗漏识别

渗漏是古建筑中常见的病害之一，可能导致墙体腐蚀、结构损坏等问题。数字摄影测量通过对建筑表面进行高精度的图像捕捉，可以帮助检测和识别渗漏问题。在渗漏识别中，数字摄影测量通过拍摄建筑物不同部位的图像，特别关注可能出现渗漏的区域。通过图像匹配和分析，可以发现墙体、屋顶等部位可能存在的渗漏问题。同时，数字摄影测量还能提供图像纹理和颜色的信息，有助于区分渗漏部位与周围建筑物表面的差异^[3]。

结语

随着科技的不断进步，数字摄影测量技术的应用前景更加广阔。在未来，我们可以期待数字摄影测量技术在古建筑保护中的更多创新应用，为传统文化的传承和发展做出更大的贡献。通过全球合作与交流，将先进的数字摄影测量技术更广泛地应用于古建筑保护的实践中，共同为世界各地丰富多彩的文化遗产保护而努力。

参考文献

[1]李振涛,许妙忠.数字近景摄影测量在古建筑物重建中的应用研究[J].测绘地理信息,2007,32(004):8-9.DOI:10.3969/j.issn.1007-3817.2007.04.004.

[2]崔诏,莫玉兵,杨枫.无人机倾斜摄影测量技术在古建筑保护中的应用[J].测绘与空间地理信息,2023,46(S01):292-294.

[3]王棋.倾斜摄影测量技术在古建筑保护中的应用[J].测绘与空间地理信息,2022(009):045.