無人機助力考古，大疆無人機發(fā)現(xiàn)千年古城

華夏文明，源遠流長，深深植根于我們生活的每一片土地之中。試想，腳下這片看似平常的土地，或許曾是古代城址的所在地，那里曾經(jīng)人聲鼎沸，如今卻因社會變遷而淹沒在歷史的塵埃之中。但那些曾經(jīng)的輝煌，并未隨著時間消逝，它們靜待著人們的發(fā)掘，期待重現(xiàn)昔日的榮光。
為了深入探尋我國的歷史文化遺產(chǎn)，2023年，我國啟動了第四屆全國文物普查工作。此次普查旨在筑牢我們的文化自信，探尋文明發(fā)展的脈絡。而古代城址，作為歷史的見證者，自然成為了此次普查的重點關注對象。

第四次全國文物普查的探索之旅
在遼闊無垠的華夏大地上，尋找那些遙不可及的古代城址，無疑是一項充滿艱辛與挑戰(zhàn)的任務。這些城址往往深藏于人煙稀少的叢林之中，或是被現(xiàn)代建筑重重包圍，難以被發(fā)現(xiàn)。更有甚者，一些遭受破壞的遺址僅存細微的地貌起伏，這些“微地貌特征”往往難以被肉眼或常規(guī)儀器所捕捉。然而，正是這樣的探索之旅，才更加激發(fā)了我們對華夏文明深厚歷史的敬畏與熱愛。

難以尋覓的古代城址
傳統(tǒng)的可見光攝影測量方式對于遺址的微地貌特征往往束手無策，而人工實地踏勘雖然能發(fā)現(xiàn)部分痕跡，但考古工作的路途往往崎嶇艱險，效率也因此受到極大限制。然而，無人機技術的出現(xiàn)及其搭載的激光雷達設備為這一難題提供了有效的解決方案。該技術不僅能高效重建微地貌特征，還能穿透植被獲取地面信息，從而發(fā)現(xiàn)那些潛在的遺跡。
盡管激光雷達技術在考古領域的應用已有30年的歷史，但過去由于其高昂的價格和復雜的結構，使得考古學者對其望而卻步。然而，隨著近年來產(chǎn)品價格和使用門檻的降低，激光雷達技術終于有望在考古調(diào)查領域得到更廣泛的應用。

采用激光雷達技術對河南南陽古代城址進行考古調(diào)查
南陽，這片歷史悠久的土地，自舊石器時代起就見證了人類先祖的繁衍與遷徙。近期，西北大學文化遺產(chǎn)學院攜手大疆行業(yè)合作伙伴陜西凌越航空，對南陽地區(qū)的古代遺址展開了深入的調(diào)查。在綜合評估各種因素后，項目組決定采用大疆經(jīng)緯 M300 RTK 無人機搭載禪思 L2 激光雷達進行作業(yè)。這一技術手段在博望故城、金湯寨古城、梁城、方城、圣井寺古城以及棘陽城等地的調(diào)查中發(fā)揮了關鍵作用，最終成功揭示了這些古城遺址的隱秘面貌。

南陽城址激光雷達考古調(diào)查點位置圖
L2激光雷達技術，簡單而高效
在南陽古城遺址的考古調(diào)查中，我們充分利用了L2激光雷達技術的優(yōu)勢。通過DJI Pilot 2 App，我們輕松設置了面狀航線，飛行高度為130米，航速達到8米/秒，旁向重疊率控制在30%，同時采樣頻率高達240 kHz，確保了五回波重復掃描的準確性。在這樣的參數(shù)設置下，點云密度平均達到150點/㎡，即每8厘米就有一個點云數(shù)據(jù)，為考古提供了詳盡的基礎資料。
禪思L2激光雷達集成了高精度慣導和測繪相機，自動化程度極高
開機即可作業(yè)。其作業(yè)過程中支持點云實時預覽，使得操作變得簡單易懂，即便是非專業(yè)的測繪人員也能輕松上手。

實時點云預覽功能
在考古調(diào)查過程中，我們充分利用了L2激光雷達的實時點云預覽功能。這一功能使得我們可以隨時查看并分析采集到的點云數(shù)據(jù)，確保了數(shù)據(jù)的準確性和及時性。同時，它也大大簡化了操作流程，使得即便是非專業(yè)的測繪人員也能輕松掌握和使用。

作業(yè)人員不僅能在現(xiàn)場實時預覽和回放點云模型，還能通過無人機搭載的激光雷達迅速獲取高精度的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的人工調(diào)查方式相比，這種技術不僅大大縮短了勘測時間，從原先的5-6小時減少到僅需30-60分鐘，還能生成完整的數(shù)字高程模型和三維模型，從而更精準地識別古代城址。此外，大疆智圖還提供免費的L2點云數(shù)據(jù)后處理服務，進一步優(yōu)化了點云數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

大疆智圖提供了多種點云渲染模式，使得處理后的數(shù)據(jù)能夠靈活導入第三方專業(yè)軟件，進行更深入的處理和可視化呈現(xiàn)，從而生成全面的古代城址數(shù)字高程圖。此外，激光雷達技術在這其中發(fā)揮了關鍵作用，它能夠穿透植被，識別出覆蓋之下的城址遺跡，從而解決考古調(diào)查中的兩大難題。例如，在圣井寺古城的調(diào)查中，城墻上方植被的覆蓋影響了對城墻結構的準確記錄，但得益于禪思L2的強穿透性，我們能夠輕松穿透植被，獲取林下地面的高精度數(shù)據(jù)，無需人工打點測量。

圣井寺古城在植被去除前的正射圖（左）與去除后的城址結構對比圖（右）展示了顯著的差異。在植被茂密、地形錯綜復雜的金湯寨古城和博望故城，我們的項目組也成功地提取了植被濾波和地面點數(shù)據(jù)，進而生成了詳盡的DEM。通過這些努力，我們同樣揭示了這兩座古城的范圍及其精細的結構特征。

金湯寨古城在植被覆蓋前的原貌（左圖）與經(jīng)過植被去除處理后的城址結構對比圖（右圖）呈現(xiàn)了顯著的差異。通過我們的項目組的專業(yè)處理，成功提取了植被濾波和地面點數(shù)據(jù)，從而生成了細致的DEM。這一對比揭示了金湯寨古城的歷史風貌和精細的結構特征。

博望故城在植被去除前后的正射圖對比，清晰地展現(xiàn)了城址結構的差異。而更為重要的是，通過高精度