三维激光扫描技术在佛像保护中的应用

徐洪峰　张瑜楠　李海全

摘要：古代的寺庙摆有很多佛像，但是随着时间的推移，佛像受到自然界的侵蚀而有或多或少的损坏，一般测量工具根本不能对佛像进行完整精确的测量，以至不能及时对佛像损坏进行修复。三维激光扫描技术高精度的测距系统和测角系统已经应用于很多领域，尤其是三维激光扫描技术的数字化文物框架几何数据对佛像的保护起到了至关重要的作用。

关键词：三维激光扫描技术；佛像保护；测距系统；测角系统；数字化文物框架

中图分类号：P225 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0037-02

每一个国家留下来的文物都是其历史的见证，中国作为一个文化古国，佛像也成为中国历史文物中的象征之一。中国人的智慧是不可估量的，虽然古代没有精准的机械，但是我们的祖先凭借他们的智慧，建造出来的佛像都独一无二，让很多专家也都佩服不已。那些佛像都是我们最宝贵的资源，但随着时间的推移，佛像可能会受到空气中一些物质的腐蚀而有一些损失，所以对佛像的数据保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的数据保存就成了一个很大的问题，普通的测量仪器根本不能准确地对佛像的数据进行测量，而导致很多佛像的数据丢失。而三维激光扫描技术却能够很准确地完成一些复杂构造的测量，三维激光扫描技术因为这个优势也已经应用于很多领域，当然在佛像的保护上它也发挥着很大的作用。

1 佛像保护中出现的问题

佛像在中国人心中是神的象征，佛像大多慈祥、优美而又不失庄严。佛祖救苦救难也受到了大众的尊崇，是人们心灵的寄托，几千年的文化延续，佛像也是中国古代文物的象征之一，但是现在佛像的保护却出现了很多问题。

1.1 佛像丢失

在八国联军火烧圆明园时抢夺了大量的中国文物，其中就有很多中国佛像，那时候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、时间、金钱，是我国最宝贵的资源。佛像是我国祖先的智慧，佛像的丢失就相当于我们损失了一笔很大的财富，甚至连佛像的数据都没有

留下。

1.2 外物侵蚀，环境影响

我国作为文化大国，但因为自然现象，如风沙的侵蚀、雨水的日月侵蚀，随着时间的推移，因为保护措施不够，可能佛像周围的环境清洁措施没有做好，空气中会有很多的物质，日积月累侵蚀佛像。现在很多的佛像也都不是放在博物馆保存的，而是放在一些寺庙里接受供奉，可能会有一些人为的失误，会对佛像造成

损坏。

1.3 金钱交易

由于很多佛像都已经丢失，现在我国仅存的佛像就显得更为宝贵了，我国对于遗失的佛像都是以高价回收，也有很多佛像爱好者也是高价收集佛像。高额的价钱就让很多人利欲熏心，为了钱财而去偷盗佛像，导致大量的佛像丢失，佛像的数据也没能保存。

1.4 普通测量技术不能保存佛像的数据

我国比较精致的佛像在做工上都是现代机械所不能比的，精巧的做工使普通的测量仪器测量时不易测量，而且会出现很大的误差，以致保存的很多关于佛像的数据都是有偏差的。

2 三维激光扫描技术简述

三维激光扫描技术是近几年发展起来的一项高新技术，不同于普通的测量仪器，三维激光扫描技术对文物的测量是通过高速激光进行扫描式的测量方式进行测量。三维激光扫描技术能够快速、精准地测量出佛像表面的三维信息。三维激光扫描技术能够永久地保存佛像的信息，对损坏佛像的数据修复和保护都有很重要的作用。

2.1 三维激光扫描技术的扫描原理

三维激光扫描技术是一项近几年发展起来的高新技术，首次将光机电和计算机技术结合在一起。三维激光扫描技术能够精准地测量物体的三维数据，三维激光扫描技术也因其高度精准的测角系统和测距系统的优势而应用于很多领域。图1为三维激光扫描技术的测量原理。主要是根据所测点与激光发射点的距离，激光光束与水平X轴的夹角，光束与垂直坐标的夹角的互余角，解算目标点P的三维坐标（X、Y、Z）。

2.2 三维激光扫描技术的扫描的主要优势

与之前的传统测量方式不同，三维激光扫描技术的测量告别了单侧点的测量方式，三维激光扫描技术主要运用了激光的优势，能快速精准地获取被测物体表面的三维数据，直接生成被测物体的高密度三维点云。相对于普通的皮尺测量，三维激光扫描技术测量有以下的优点，相对于以往的人工作业，且不论所用仪器是否精准，总会让测量出现一些误差，而三维激光扫描技术则完全是机械作业，在有很大的工作量的时候，三维激光扫描技术也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三维激光扫描技术测量文物数据，并不会实际接触文物，也就减少了因为接触而意外给文物造成的损失，三维激光扫描技术能够对文物进行全方位360°无死角的测量，测量数据非常全面，非常适合外形不规则的文物的测量。

2.3 三维激光扫描的工作流程

三维激光扫描的工作一般分为三步：首先对测量物体进行实地勘测，确定激光扫描机的摆设位置；其次是对佛像进行不同角度的扫描摄影；最后就要对扫描的数据进行处理。三维激光技术虽然高超，但是对扫描后的数据进行处理也是一项巨大而重要的工作，此项工作对技术人员的要求也是很高的。

3 三维激光扫描技术在佛像保护中的主要应用

3.1 对佛像三维信息的保存

佛像是我国的古代象征之一，对佛像的信息保存是一项非常重要的事情，也是国际上对文物保存的一项基本事项。但是一般的测量工作，由于人为和外界的一些因素，导致测量的数据有一定的偏差，对于佛像的保存，因为信息保留的不完整、不精确，就无法精准地对佛像所受到的病害进行调查，不能及时准确地修复和保护佛像。而三维激光扫描技术则可以很准确全面地对佛像的数据进行测量，保存准确的佛像信息，及时地对佛像的病害进行防护和治疗。

3.2 对佛像虚拟修复

三维激光扫描技术测量出来的佛像信息能够为破损佛像进行修复，现在很多的佛像都因为一些原因遭到了破损，而经过佛像修复师的修复就能够对佛像进行

修复。

3.3 监测

佛像的监测是对佛像一项最基本的保护。一方面监测能够及时发现佛像是否因为外物的侵害而受到破损，定期地对佛像进行三维激光扫描就能发现佛像是否出现了损坏，能及时对佛像进行修复；另一方面通过三维激光扫描后能够对佛像进行跟踪保护。

4 结语

三维激光扫描技术因其高度精准的测角系统和测距系统的优势而应用于很多领域，在佛像预防保护和损坏修复工作上都起到了很重要的作用。

参考文献

[1] 吴育华，王金华，侯妙乐，张玉敏.三维激光扫描技术在岩土文物保护中的应用[J].文物保护与考古科学，2011，（4）.

[2] 蔡广杰.三维激光扫描技术在西藏壁画保护中的应用[D].首都师范大学，2009.

[3] 房延伟.三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用[D].吉林大学，2013.

[4] 刘旭春，丁延辉.三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用[J].测绘工程，2006，15（1）.

作者简介：徐洪峰，男，供职于山东城市建设职业学院，中级工程师；张瑜楠（1979-），女，山东城市建设职业学院讲师，硕士；李海全（1976-），男，山东城市建设职业学院讲师，工程师，硕士。endprint

摘要：古代的寺庙摆有很多佛像，但是随着时间的推移，佛像受到自然界的侵蚀而有或多或少的损坏，一般测量工具根本不能对佛像进行完整精确的测量，以至不能及时对佛像损坏进行修复。三维激光扫描技术高精度的测距系统和测角系统已经应用于很多领域，尤其是三维激光扫描技术的数字化文物框架几何数据对佛像的保护起到了至关重要的作用。

关键词：三维激光扫描技术；佛像保护；测距系统；测角系统；数字化文物框架

中图分类号：P225 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0037-02

每一个国家留下来的文物都是其历史的见证，中国作为一个文化古国，佛像也成为中国历史文物中的象征之一。中国人的智慧是不可估量的，虽然古代没有精准的机械，但是我们的祖先凭借他们的智慧，建造出来的佛像都独一无二，让很多专家也都佩服不已。那些佛像都是我们最宝贵的资源，但随着时间的推移，佛像可能会受到空气中一些物质的腐蚀而有一些损失，所以对佛像的数据保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的数据保存就成了一个很大的问题，普通的测量仪器根本不能准确地对佛像的数据进行测量，而导致很多佛像的数据丢失。而三维激光扫描技术却能够很准确地完成一些复杂构造的测量，三维激光扫描技术因为这个优势也已经应用于很多领域，当然在佛像的保护上它也发挥着很大的作用。

1 佛像保护中出现的问题

佛像在中国人心中是神的象征，佛像大多慈祥、优美而又不失庄严。佛祖救苦救难也受到了大众的尊崇，是人们心灵的寄托，几千年的文化延续，佛像也是中国古代文物的象征之一，但是现在佛像的保护却出现了很多问题。

1.1 佛像丢失

在八国联军火烧圆明园时抢夺了大量的中国文物，其中就有很多中国佛像，那时候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、时间、金钱，是我国最宝贵的资源。佛像是我国祖先的智慧，佛像的丢失就相当于我们损失了一笔很大的财富，甚至连佛像的数据都没有

留下。

1.2 外物侵蚀，环境影响

我国作为文化大国，但因为自然现象，如风沙的侵蚀、雨水的日月侵蚀，随着时间的推移，因为保护措施不够，可能佛像周围的环境清洁措施没有做好，空气中会有很多的物质，日积月累侵蚀佛像。现在很多的佛像也都不是放在博物馆保存的，而是放在一些寺庙里接受供奉，可能会有一些人为的失误，会对佛像造成

损坏。

1.3 金钱交易

由于很多佛像都已经丢失，现在我国仅存的佛像就显得更为宝贵了，我国对于遗失的佛像都是以高价回收，也有很多佛像爱好者也是高价收集佛像。高额的价钱就让很多人利欲熏心，为了钱财而去偷盗佛像，导致大量的佛像丢失，佛像的数据也没能保存。

1.4 普通测量技术不能保存佛像的数据

我国比较精致的佛像在做工上都是现代机械所不能比的，精巧的做工使普通的测量仪器测量时不易测量，而且会出现很大的误差，以致保存的很多关于佛像的数据都是有偏差的。

2 三维激光扫描技术简述

三维激光扫描技术是近几年发展起来的一项高新技术，不同于普通的测量仪器，三维激光扫描技术对文物的测量是通过高速激光进行扫描式的测量方式进行测量。三维激光扫描技术能够快速、精准地测量出佛像表面的三维信息。三维激光扫描技术能够永久地保存佛像的信息，对损坏佛像的数据修复和保护都有很重要的作用。

2.1 三维激光扫描技术的扫描原理

三维激光扫描技术是一项近几年发展起来的高新技术，首次将光机电和计算机技术结合在一起。三维激光扫描技术能够精准地测量物体的三维数据，三维激光扫描技术也因其高度精准的测角系统和测距系统的优势而应用于很多领域。图1为三维激光扫描技术的测量原理。主要是根据所测点与激光发射点的距离，激光光束与水平X轴的夹角，光束与垂直坐标的夹角的互余角，解算目标点P的三维坐标（X、Y、Z）。

2.2 三维激光扫描技术的扫描的主要优势

与之前的传统测量方式不同，三维激光扫描技术的测量告别了单侧点的测量方式，三维激光扫描技术主要运用了激光的优势，能快速精准地获取被测物体表面的三维数据，直接生成被测物体的高密度三维点云。相对于普通的皮尺测量，三维激光扫描技术测量有以下的优点，相对于以往的人工作业，且不论所用仪器是否精准，总会让测量出现一些误差，而三维激光扫描技术则完全是机械作业，在有很大的工作量的时候，三维激光扫描技术也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三维激光扫描技术测量文物数据，并不会实际接触文物，也就减少了因为接触而意外给文物造成的损失，三维激光扫描技术能够对文物进行全方位360°无死角的测量，测量数据非常全面，非常适合外形不规则的文物的测量。

2.3 三维激光扫描的工作流程

三维激光扫描的工作一般分为三步：首先对测量物体进行实地勘测，确定激光扫描机的摆设位置；其次是对佛像进行不同角度的扫描摄影；最后就要对扫描的数据进行处理。三维激光技术虽然高超，但是对扫描后的数据进行处理也是一项巨大而重要的工作，此项工作对技术人员的要求也是很高的。

3 三维激光扫描技术在佛像保护中的主要应用

3.1 对佛像三维信息的保存

佛像是我国的古代象征之一，对佛像的信息保存是一项非常重要的事情，也是国际上对文物保存的一项基本事项。但是一般的测量工作，由于人为和外界的一些因素，导致测量的数据有一定的偏差，对于佛像的保存，因为信息保留的不完整、不精确，就无法精准地对佛像所受到的病害进行调查，不能及时准确地修复和保护佛像。而三维激光扫描技术则可以很准确全面地对佛像的数据进行测量，保存准确的佛像信息，及时地对佛像的病害进行防护和治疗。

3.2 对佛像虚拟修复

三维激光扫描技术测量出来的佛像信息能够为破损佛像进行修复，现在很多的佛像都因为一些原因遭到了破损，而经过佛像修复师的修复就能够对佛像进行

修复。

3.3 监测

佛像的监测是对佛像一项最基本的保护。一方面监测能够及时发现佛像是否因为外物的侵害而受到破损，定期地对佛像进行三维激光扫描就能发现佛像是否出现了损坏，能及时对佛像进行修复；另一方面通过三维激光扫描后能够对佛像进行跟踪保护。

4 结语

三维激光扫描技术因其高度精准的测角系统和测距系统的优势而应用于很多领域，在佛像预防保护和损坏修复工作上都起到了很重要的作用。

参考文献

[1] 吴育华，王金华，侯妙乐，张玉敏.三维激光扫描技术在岩土文物保护中的应用[J].文物保护与考古科学，2011，（4）.

[2] 蔡广杰.三维激光扫描技术在西藏壁画保护中的应用[D].首都师范大学，2009.

[3] 房延伟.三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用[D].吉林大学，2013.

[4] 刘旭春，丁延辉.三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用[J].测绘工程，2006，15（1）.

作者简介：徐洪峰，男，供职于山东城市建设职业学院，中级工程师；张瑜楠（1979-），女，山东城市建设职业学院讲师，硕士；李海全（1976-），男，山东城市建设职业学院讲师，工程师，硕士。endprint

摘要：古代的寺庙摆有很多佛像，但是随着时间的推移，佛像受到自然界的侵蚀而有或多或少的损坏，一般测量工具根本不能对佛像进行完整精确的测量，以至不能及时对佛像损坏进行修复。三维激光扫描技术高精度的测距系统和测角系统已经应用于很多领域，尤其是三维激光扫描技术的数字化文物框架几何数据对佛像的保护起到了至关重要的作用。

关键词：三维激光扫描技术；佛像保护；测距系统；测角系统；数字化文物框架

中图分类号：P225 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0037-02

每一个国家留下来的文物都是其历史的见证，中国作为一个文化古国，佛像也成为中国历史文物中的象征之一。中国人的智慧是不可估量的，虽然古代没有精准的机械，但是我们的祖先凭借他们的智慧，建造出来的佛像都独一无二，让很多专家也都佩服不已。那些佛像都是我们最宝贵的资源，但随着时间的推移，佛像可能会受到空气中一些物质的腐蚀而有一些损失，所以对佛像的数据保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的数据保存就成了一个很大的问题，普通的测量仪器根本不能准确地对佛像的数据进行测量，而导致很多佛像的数据丢失。而三维激光扫描技术却能够很准确地完成一些复杂构造的测量，三维激光扫描技术因为这个优势也已经应用于很多领域，当然在佛像的保护上它也发挥着很大的作用。

1 佛像保护中出现的问题

佛像在中国人心中是神的象征，佛像大多慈祥、优美而又不失庄严。佛祖救苦救难也受到了大众的尊崇，是人们心灵的寄托，几千年的文化延续，佛像也是中国古代文物的象征之一，但是现在佛像的保护却出现了很多问题。

1.1 佛像丢失

在八国联军火烧圆明园时抢夺了大量的中国文物，其中就有很多中国佛像，那时候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、时间、金钱，是我国最宝贵的资源。佛像是我国祖先的智慧，佛像的丢失就相当于我们损失了一笔很大的财富，甚至连佛像的数据都没有

留下。

1.2 外物侵蚀，环境影响

我国作为文化大国，但因为自然现象，如风沙的侵蚀、雨水的日月侵蚀，随着时间的推移，因为保护措施不够，可能佛像周围的环境清洁措施没有做好，空气中会有很多的物质，日积月累侵蚀佛像。现在很多的佛像也都不是放在博物馆保存的，而是放在一些寺庙里接受供奉，可能会有一些人为的失误，会对佛像造成

损坏。

1.3 金钱交易

由于很多佛像都已经丢失，现在我国仅存的佛像就显得更为宝贵了，我国对于遗失的佛像都是以高价回收，也有很多佛像爱好者也是高价收集佛像。高额的价钱就让很多人利欲熏心，为了钱财而去偷盗佛像，导致大量的佛像丢失，佛像的数据也没能保存。

1.4 普通测量技术不能保存佛像的数据

我国比较精致的佛像在做工上都是现代机械所不能比的，精巧的做工使普通的测量仪器测量时不易测量，而且会出现很大的误差，以致保存的很多关于佛像的数据都是有偏差的。

2 三维激光扫描技术简述

三维激光扫描技术是近几年发展起来的一项高新技术，不同于普通的测量仪器，三维激光扫描技术对文物的测量是通过高速激光进行扫描式的测量方式进行测量。三维激光扫描技术能够快速、精准地测量出佛像表面的三维信息。三维激光扫描技术能够永久地保存佛像的信息，对损坏佛像的数据修复和保护都有很重要的作用。

2.1 三维激光扫描技术的扫描原理

三维激光扫描技术是一项近几年发展起来的高新技术，首次将光机电和计算机技术结合在一起。三维激光扫描技术能够精准地测量物体的三维数据，三维激光扫描技术也因其高度精准的测角系统和测距系统的优势而应用于很多领域。图1为三维激光扫描技术的测量原理。主要是根据所测点与激光发射点的距离，激光光束与水平X轴的夹角，光束与垂直坐标的夹角的互余角，解算目标点P的三维坐标（X、Y、Z）。

2.2 三维激光扫描技术的扫描的主要优势

与之前的传统测量方式不同，三维激光扫描技术的测量告别了单侧点的测量方式，三维激光扫描技术主要运用了激光的优势，能快速精准地获取被测物体表面的三维数据，直接生成被测物体的高密度三维点云。相对于普通的皮尺测量，三维激光扫描技术测量有以下的优点，相对于以往的人工作业，且不论所用仪器是否精准，总会让测量出现一些误差，而三维激光扫描技术则完全是机械作业，在有很大的工作量的时候，三维激光扫描技术也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三维激光扫描技术测量文物数据，并不会实际接触文物，也就减少了因为接触而意外给文物造成的损失，三维激光扫描技术能够对文物进行全方位360°无死角的测量，测量数据非常全面，非常适合外形不规则的文物的测量。

2.3 三维激光扫描的工作流程

三维激光扫描的工作一般分为三步：首先对测量物体进行实地勘测，确定激光扫描机的摆设位置；其次是对佛像进行不同角度的扫描摄影；最后就要对扫描的数据进行处理。三维激光技术虽然高超，但是对扫描后的数据进行处理也是一项巨大而重要的工作，此项工作对技术人员的要求也是很高的。

3 三维激光扫描技术在佛像保护中的主要应用

3.1 对佛像三维信息的保存

佛像是我国的古代象征之一，对佛像的信息保存是一项非常重要的事情，也是国际上对文物保存的一项基本事项。但是一般的测量工作，由于人为和外界的一些因素，导致测量的数据有一定的偏差，对于佛像的保存，因为信息保留的不完整、不精确，就无法精准地对佛像所受到的病害进行调查，不能及时准确地修复和保护佛像。而三维激光扫描技术则可以很准确全面地对佛像的数据进行测量，保存准确的佛像信息，及时地对佛像的病害进行防护和治疗。

3.2 对佛像虚拟修复

三维激光扫描技术测量出来的佛像信息能够为破损佛像进行修复，现在很多的佛像都因为一些原因遭到了破损，而经过佛像修复师的修复就能够对佛像进行

修复。

3.3 监测

佛像的监测是对佛像一项最基本的保护。一方面监测能够及时发现佛像是否因为外物的侵害而受到破损，定期地对佛像进行三维激光扫描就能发现佛像是否出现了损坏，能及时对佛像进行修复；另一方面通过三维激光扫描后能够对佛像进行跟踪保护。

4 结语

三维激光扫描技术因其高度精准的测角系统和测距系统的优势而应用于很多领域，在佛像预防保护和损坏修复工作上都起到了很重要的作用。

参考文献

[1] 吴育华，王金华，侯妙乐，张玉敏.三维激光扫描技术在岩土文物保护中的应用[J].文物保护与考古科学，2011，（4）.

[2] 蔡广杰.三维激光扫描技术在西藏壁画保护中的应用[D].首都师范大学，2009.

[3] 房延伟.三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用[D].吉林大学，2013.

[4] 刘旭春，丁延辉.三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用[J].测绘工程，2006，15（1）.

作者简介：徐洪峰，男，供职于山东城市建设职业学院，中级工程师；张瑜楠（1979-），女，山东城市建设职业学院讲师，硕士；李海全（1976-），男，山东城市建设职业学院讲师，工程师，硕士。endprint