基于鄉村振興背景下無人機測繪技術在古村落數字化保護的應用

摘 要：隨著鄉村振興戰略的不斷深入推進，古村落的保護與發展也成為重要課題。以東莞市石排鎮塘尾村為例，深入研究了無人機測繪技術在古村落數字化保護領域的實踐應用。在充分分析古村落保護現狀及實際需求的基礎上，闡述了無人機測繪技術的獨特優勢，介紹了該技術在古村落規劃布局、保護監測及文化傳承等方面所取得的顯著成效，探討了無人機測繪技術在應用過程中所面臨的問題與挑戰，并提出了針對性強、切實可行的解決方案，為古村落的數字化保護提供了參考。

關鍵詞：鄉村振興；無人機測繪技術；古村落數字化保護；塘尾村

中圖分類號：F323.3 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–00-03

鄉村振興戰略是黨的十九大提出的重大決策部署，全面推進鄉村振興，統籌鄉村基礎設施和公共服務設施布局，建設宜居宜業和美鄉村。2024年中央一號文件指出，因地制宜、分類施策，循序漸進、久久為功，推動鄉村全面振興不斷取得實質性進展、階段性成果。作為鄉村歷史文化的重要載體，古村落承載著豐富的歷史記憶、文化價值和藝術魅力。

在鄉村振興的背景下，加強古村落的保護與發展，對傳承中華優秀傳統文化、促進鄉村經濟發展、提升鄉村文化軟實力具有重要意義[1]。運用數字技術，保護保存好傳統村落，向大眾展示傳統村落的文化價值、觀賞價值和獨特魅力。而無人機測繪技術作為一種新興的技術手段，具有高效、精確、靈活等優勢，用無人機航拍圖像進行三維重建，對室外大規模場景下的三維重建，在古村落的數字化保護中具有廣闊的應用前景[2]。

1 研究目的與意義

以東莞市石排鎮塘尾村為例，深入探究無人機測繪技術在古村落數字化保護領域的實踐應用，旨在為古村落的保護與可持續發展提供堅實的科學理論支撐與技術手段。具體而言，其意義體現在以下3個方面。

1.1 提升古村落保護工作的精確度和時效性

無人機測繪技術憑借其高效、精準的特性，能夠迅速且全面地采集古村落的地形地貌、建筑分布等關鍵信息，為后續的規劃布局、保護策略制定和修復工程實施提供科學、合理的依據。

1.2 推動古村落文化的傳承與弘揚

借助無人機測繪的數字化技術，能夠實現對古村落豐富歷史文化資源的數字化采集、存儲與展示，從而拓寬文化傳播渠道，提高公眾對古村落文化價值的認知與認同，為文化的傳承與保護注入新的活力。

1.3 助力鄉村振興戰略的實施

古村落的保護與發展不僅是文化傳承的重要載體，還是鄉村振興戰略不可或缺的一環。無人機測繪技術的應用，為古村落的保護與發展提供了強有力的技術保障，有助于推動鄉村地區經濟、社會、文化等方面的全面發展，為鄉村振興戰略的深入實施奠定堅實基礎。

2 古村落保護的現狀與需求

2.1 古村落保護的現狀

當前，盡管古村落的數量眾多，但其保護狀況不佳。隨著城市化進程的快速推進，古村落正面臨著前所未有的挑戰，大量古村落遭到破壞和無故拆除，其傳統建筑也遭受了嚴重損害。

第一，古村落的保護工作的科學規劃和有效管理不足。部分古村落的保護規劃存在科學性不足與可操作性不強的問題，保護管理機制尚不健全，極大地制約了古村落保護工作的有效開展。

第二，古村落保護面臨資金短缺的困境。古村落保護工作需要大量的資金投入，然而，由于資金來源渠道有限，資金投入不足，古村落的保護工作難以順利推進。

2.2 古村落保護的需求

2.2.1 科學規劃古村落的必要性

在古村落的保護工作中，首要任務是根據各古村落的實際情況，因地制宜地制定科學合理的保護規劃。這一規劃需明確界定保護的具體范圍、保護時效，并設定清晰的保護目標和制定相應的保護措施。通過實行規劃，可以為古村落的保護提供堅實的科學依據，增強保護工作的針對性和有效性。

2.2.2 精準數據需求的必要性

為了更好地規劃和保護古村落，必須準確掌握其地形地貌、建筑布局、歷史文化等關鍵信息。這些精準數據不僅為古村落的規劃提供重要依據，還為后續的保護和修復工作提供強有力的支持[3]。因此，古村落保護工作精準數據的需求不容忽視。

2.2.3 動態監測需求的重要性

古村落的保護工作還需實施動態實時監測，以掌握古村落的變化情況。通過實時監測，及時發現并解決古村落保護過程中出現的各種問題，如人為破壞或自然災害。這種動態監測機制可以確保古村落保護工作順利開展，為古村落的可持續發展提供有力保障。

3 無人機測繪技術的優勢與應用成果

3.1 無人機測繪技術的優勢

3.1.1 數據采集展現高效精準的特性

相較于傳統的人工測繪方式，無人機能夠迅速覆蓋古村落的廣闊區域，用極短的時間獲取大量高分辨率影像和三維數據。例如，在東莞市石排鎮塘尾村的測繪實踐中，原本需耗費數周乃至數月方能完成的工作，無人機卻能在短短數日內完成，極大地縮短了數據采集的時間。同時，憑借先進的傳感器與定位系統，無人機能夠精確捕捉古村落的地形地貌、建筑細節等關鍵信息。這些高精度影像數據，不僅清晰地展現了古建筑的宏觀輪廓，還細致入微地呈現了如雕花、瓦片紋理等細微結構，為古村落的保護與修復工作提供了堅實而準確的依據。

3.1.2 多角度、全方位觀測能力凸顯

無人機以其靈活的飛行特性，實現了對古村落多角度、全方位的觀測。在古村落保護工作中，這一優勢尤為顯著。針對傳統測量手段難以觸及的區域，如狹窄街巷、高聳屋頂等，無人機均能輕松應對，完成拍攝與測量任務。其能夠從不同高度、不同角度對古村落進行全面觀測，從而獲取更為豐富、全面的信息。以塘尾村測繪為例，無人機既能低空飛行，近距離捕捉古建筑細節，又能高空俯瞰，展現整個古村落的布局風貌。這種全方位的觀測能力，確保了古村落的每個角落都能被詳細記錄與妥善保護。當前，無人機測繪技術在古建筑保護中的應用已經屢見不鮮，這得益于社會對古建筑保護的力度不斷加大，對古建筑測繪的重視度越來越高，從而推動了無人機在古建筑測繪中的運用[4]。

3.1.3 非接觸式測量減少破壞

傳統的測繪方法往往需要與古建筑進行直接接觸，這可能會對脆弱的古建筑造成一定的破壞。而無人機測繪技術是一種非接觸式的測量方法，不會與古建筑產生任何物理接觸，從而有效地避免了對古建筑的損害。在古村落中，許多古建筑歷經歲月的洗禮，已經十分脆弱。采用無人機進行測繪，可以在不影響古建筑結構和風貌的前提下，獲取所需的數據。這對保護古村落的歷史文化價值具有重要意義。

3.1.4 實時監測與動態管理體系構建

在古村落保護領域，無人機測繪技術具備實施實時監測與動態管理的重要功能。該技術通過對古村落開展周期性高精度測繪作業，能夠精確捕捉古建筑結構的細微變化，如墻體傾斜、屋頂塌陷等潛在問題，進而為后續的修繕與保護措施提供及時的參考信息。尤其是在自然災害頻發或人為破壞風險較高的古村落區域，無人機測繪技術的應用更顯示出其重要性。通過執行高頻次的監測飛行任務，能夠實時掌握古村落的整體狀況及其動態變化過程，為制定及時有效的保護策略提供有力的數據支撐。

此外，無人機測繪技術還具備強大的數據分析能力。通過對比不同時間點的測繪數據，可以系統地評估古村落保護措施的實施效果，揭示古建筑結構的演變趨勢，為進一步優化保護與管理方案提供科學決策依據。例如，在一些遭受自然災害或人為破壞風險較高的古村落，可以利用無人機頻繁監測，以便及時掌握古村落的動態變化，為保護工作提供及時的信息支持。同時，通過對比不同時期的測繪數據，可以評估古村落保護措施的效果，為進一步的保護和管理提供決策依據。

3.1.5 成本效益優勢明顯

與傳統的測繪方法相比，無人機測繪技術在成本效益方面也具有明顯的優勢。一方面，無人機設備的價格相對較低，且操作簡單，不需要大量的人力和物力投入。另一方面，無人機測繪可以快速完成數據采集工作，減少了時間成本和人力成本。無人機測繪技術憑借低成本高效益的優勢，為古村落的保護提供了一套經濟實惠的解決方案，可以在有限的資金條件下，實現對古村落的全面測繪和保護。

3.2 無人機測繪技術的應用成果

（1）古村落規劃。利用無人機測繪技術生成的三維模型和數據分析結果，可以為塘尾村的規劃提供科學依據。在規劃過程中，可以充分考慮古村落的歷史文化價值和地形地貌特點，制定出更加合理的規劃方案。 （2）保護監測。通過定期對塘尾村進行無人機測繪，可以動態監測古村落的變化情況。及時發現和解決古村落保護中出現的問題，確保古村落的保護工作順利進行。（3）文化傳承。利用無人機測繪技術生成的三維模型和影像數據，對古村落進行數字化展示和宣傳，使更多的人了解和認識塘尾村的歷史文化價值，促進古村落的文化傳承與發展。

4 無人機測繪技術應用中面臨的問題與挑戰

4.1 技術問題

（1）數據精度問題。無人機測繪技術的數據精度受到多種因素的影響，如飛行高度、天氣條件、設備性能等。在實際應用中，需要不斷提高數據精度，以滿足古村落數字化保護的需求。 （2）數據處理問題。無人機采集的數據量較大，數據處理難度較高。需要采用先進的數據處理軟件和技術，提高數據處理的效率和準確性。（3）三維建模問題。三維建模是無人機測繪技術應用的關鍵環節之一，但當前的三維建模技術還存在模型精度不高、紋理不清晰等問題。因此，需要不斷改進三維建模技術，以提高模型的質量和效果。

4.2 管理問題

無人機飛行必須嚴格遵循空域管理規定，然而當前空域管理體系尚存若干亟待解決的問題，包括但不限于審批流程繁復冗長、監管措施執行不力等。鑒于此，必須進一步加大空域管理力度，確保無人機飛行活動的安全性和合法合規性。

鑒于無人機在執行任務過程中會產生龐大的數據量，對其進行高效、有序的數據管理顯得尤為重要。然而，當前的數據管理工作仍面臨數據存儲安全性不足、數據共享機制不暢等挑戰。對此，有必要構建一套完善的數據管理體系，切實保障數據的安全性并促進數據的有效利用。

4.3 人才問題

（1）專業技術人才匱乏。無人機測繪技術作為一項新興技術，其操作與管理均依賴于具備專業素養的技術人才。然而，當前此類專業技術人才嚴重匱乏，限制了無人機測繪技術在古村落數字化保護領域的廣泛應用與深入發展。（2）人才培養機制不完善。在無人機測繪技術的人才培養方面，當前尚存在不足之處。具體而言，培養模式趨于單一，難以滿足行業多元化發展的需求；同時，課程設置亦存在不合理之處，無法充分滿足實際工作的需要。

5 無人機測繪技術在古村落數字化保護中的應用

5.1 技術方面

為了進一步提升數據采集的精度與質量，應不斷優化與提升無人機的設備性能。具體而言，這包括提高相機的分辨率，以捕捉更為細膩、清晰的圖像；同時，對激光雷達進行精度升級，確保其在復雜環境中的測量數據更為準確可靠。通過這些措施，有效提高無人機在執行任務時的數據采集能力。采用先進的數據處理算法，提高數據處理的效率和準確性。同時，加強對數據處理軟件的研發和應用，提高數據處理的自動化水平。不斷改進三維建模技術，提高模型的精度和效果，可以采用多源數據融合、深度學習等技術，提高三維建模的智能化水平。

5.2 管理方面

完善空域管理規定，簡化審批流程，加強對無人機飛行的監管，確保無人機的飛行安全和合法合規。建立完善的數據管理體系，包括數據存儲、數據共享、數據安全等方面。應用先進的數據管理技術，確保數據的安全和有效利用。

5.3 人才方面

積極引進專業技術人才，提升古村落數字化保護工作中無人機測繪技術的應用效能。通過實施優惠政策、構建優越的工作環境等舉措，吸引并匯聚更多專業人才投身于古村落的數字化保護事業。構建一套健全的人才培養體系，依托高校教育資源及職業培訓平臺，系統培養并輸送更多具備專業技能的人才，為古村落數字化保護工作的持續推進提供堅實的人才保障[5]。

6 結束語

基于鄉村振興戰略的實施背景，古村落的守護與可持續發展已成為亟待解決的重大議題。而無人機測繪技術的引入，為古村落的保護與規劃提供了強有力的技術支持與數據保障。其高效的數據采集能力與高精度的三維建模技術，不僅為古村落的修繕、保護提供了科學依據，還極大地促進了古村落文化的傳承與發展，為鄉村振興戰略的深入實施注入了新的活力。

綜上所述，無人機測繪技術在古村落數字化保護領域展現出重要的應用價值，并具有廣闊的發展前景。未來，應進一步挖掘并發揮無人機測繪技術的優勢，促進古建筑保護和地方經濟一體化發展，為古村落的保護與發展事業貢獻更大的力量。

參考文獻

[1] 張鐵驪，吳振鵬.鄉村振興背景下海口火山口村落景觀保護發展研究[J].大眾文藝，2021（14）：69-70.

[2] 吳長嵩，廖一鳴，胡汪洋，等.無人機航拍圖像三維重建技術研究綜述[J].科學技術創新，2020（22）：83-84.

[3] 侯志力.對加強博物館文物保護工作的思考[J].藝術品鑒， 2016（11）：318.

[4] 鐘明劍.無人機在古建筑保護中的運用探討[J].文物鑒定與鑒賞，2022（2）：59-61.

[5] 袁士才，劉書婷，唐忠海，等.無人機航測技術在鄉村古建筑保護中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2021（4）：132-133.

收稿日期：2024-07-18

基金項目：廣東創新科技職業學院2023—2024學年度校級科研項目“基于鄉村振興背景下無人機測繪技術在古村落數字化保護的應用——以東莞市石排鎮塘尾村為例”（2024TSYB03）。

作者簡介：尤仁婷（1992—），女，福建福州人，講師，研究方向為工程測量。