在西安環(huán)城公園內的開闊地帶，西安建筑科技大學王慧琴教授團隊的師生正操控著無人機，按照預先劃分好的區(qū)塊，給城墻仔細做“體檢”。這項工作他們已持續(xù)數月，數以千計的影像資料數據庫，將為后期城墻病害的預防與處置提供重要依據。

據悉，隨著大數據、虛擬現(xiàn)實、人工智能等前沿技術的飛速發(fā)展，文化遺產保護工作迎來前所未有的創(chuàng)新機遇。西安建筑科技大學王慧琴教授聯(lián)合陜西省文物保護研究院王展研究館員組成的創(chuàng)新團隊，運用數字技術助力文化遺產保護，將光學成像、計算機人工智能等多學科方法融合應用于文物科技保護，為傳統(tǒng)文物和文化遺產的保護注入新活力。

圖為壁畫多光譜成像場景。

2023年，該創(chuàng)新團隊在天津薊州獨樂寺壁畫保護修復項目中取得了顯著成果。擁有千年歷史的獨樂寺壁畫，長期面臨著色彩褪色、細節(jié)模糊等保護難題，面對這些挑戰(zhàn)，團隊利用多光譜成像技術，實現(xiàn)對壁畫顏料種類、病害情況以及隱藏歷史信息的精確識別，為壁畫的保護和修復提供了科學依據。

圖為獨樂寺東墻壁畫近紅外多光譜成像數據。

“獨樂寺壁畫規(guī)模宏大、圖案復雜，其保護修復工作難度極大。”團隊成員王可表示，為了將這一珍貴壁畫完整數字化并“搬”進電腦中，團隊設計了一套詳盡的數字攝影采集方案，并運用多光譜成像設備進行高精度拍攝。通過圖像配準技術和深度學習算法，解決了上千幅分鏡頭成像數據的拼接問題，實現(xiàn)了大尺度壁畫的高精度數字化。

在數據采集過程中，團隊亦面臨著諸多挑戰(zhàn)。由于獨樂寺現(xiàn)場環(huán)境條件的限制，多光譜成像數據的采集難度增大。為了獲取高分辨率的壁畫圖像，團隊只能以犧牲寬視角為代價，分多個鏡頭采集序列光譜圖像。經過近一個月的努力，團隊成功拍攝了上千個分鏡頭，完成了壁畫的全景多光譜圖像拼接。

在壁畫多光譜圖像數據完整性得到保障的基礎上，團隊進一步開展了文物線稿提取、隱藏信息發(fā)現(xiàn)等研究工作。通過多光譜成像技術，團隊完成了線稿虛擬提取并獲取了壁畫顏料在不同波段下的光譜信息。這些信息不僅揭示了中國古代壁畫繪畫技法風格，還快速識別出了部分古代彩繪文物常用顏料，為獨樂寺壁畫保護修復工程提供有力支持。

圖為獨樂寺南墻壁畫全幅顏料分類識別效果。

近年來，王慧琴教授團隊在文物檢測分析、保護修復等方面成效顯著，聯(lián)合中國社科院考古所、陜西省文物保護研究院等專業(yè)單位，編寫了《館藏墓室壁畫數字修復技術》等著作，并申請了20余項專利。同時，還參與了多項國家級文物保護項目，如漢長安城未央宮出土骨簽的整理與研究、石窟文物本體風化病害評估系統(tǒng)及保護技術研究等，為文物保護提供了重要科學依據。

“未來，團隊還將在文物智能探測與無人巡檢方向開展研究。我們希望通過數字科技的應用，逐步實現(xiàn)文物的多維多元信息組織、知識發(fā)現(xiàn)與認知驅動，最終完成數字化保護從同平臺到多平臺技術的跨越，滿足文物保護、展示、利用等多樣需求?！蓖趸矍俦硎?。