中国古村落又被称为“中国传统村落”，是指形成于民国以前的村庄。传统村落中蕴藏着丰富的历史信息和文化景观，属中国农耕文明留下的宝贵遗产。古村落在选址、规划等方面具有地域文化、民族文化和特定历史时期的典型特征，具备一定的科学、文化、历史、考古价值，并与周边自然环境相协调，承载一定非物质文化遗产。古村落的传统建筑保留了完整的建筑风貌，其在造型、结构、材料、装饰方面具有一定美学价值，是对传统建造技艺的传承。公元2000年以来，随着社会经济的快速发展，我国古村落以平均每天消失80至100个的数量锐减。城市化速度的突飞猛进、农民进城务工定居、城镇化政策的推行，皆为古村落消失的客观原因。截至2023年10月，全国共有8155个传统村落，这些村落皆被列入保护名录并实施挂牌保护。

我国传统村落保护工作从新中国成立之后开始实施，改革开放后保护工作加速，例如，1982年出台的《中华人民共和国文物保护法》公布了国家**批历史文化名城，1985年中国加入《保护世界文化和自然遗产公约》有了历史文化保护区的概念，1993年的《历史文化名城保护规划编制要求》使我国进入了历史建筑保护的实施阶段，2005年的《历史文化名城保护规划规范》使保护规划成为古村落保护的刚性规定，2008年的《历史文化名镇名村保护条例》使古村落保护有了规范、健全的法规可以依据。随着信息技术的进步，对传统村落进行数字化保护已成为文化遗产保护利用的新趋势。数字化保护是利用高科技手段将历史建筑、文物藏品等文化遗产转化为数字形式进行保存、展示、传播的一种方式，可通过数字存储和虚拟展示的方法来克服参观文化遗产的时间、空间限制及易损失等特点，实现文化遗产可持续性的保护与传承。数字化保护包括无人机航空摄影、高清晰数字摄影、VR全景信息采集、三维激光扫描等技术，通过有效采集古村落建筑内外信息，进行数据处理、数据存储和档案编制，为后续建筑工程绘图、古村落数字展示和保护更新规划的编制奠定基础。

基础数据采集是古村落建筑空间数字化保护和后期改造更新工作开展的基础。古村落数字化保护是一个规模庞大的工程，需要采集数据的目标建筑数量众多，涉及航空摄影、建筑立面影像采集、局部装饰细节采集、空间VR全景影像采集、建筑内外三维激光点云采集等多个工作环节。因此，使用具有携带方便、能有效克服客观环境制约、可采集并处理多种数据且采集数据质量较高等特性的设备进行工作，不仅能有效提高工作效率，也可获得高质量的数据成果，为后期古村落保护规划的编制和更新改造方案的设计提供全面而精确的数据依据。

本次采集数据建立基础信息档案的古村落位于太行山山区，处在明清时期连通华北平原与黄土高原间的太行八径之一的井径驿道的两侧，属于因商路而兴起的古代村落。因村落地处山区，故村域地形以山地为主，丘陵、平原地形次之，村落周围群山环绕、山林茂密、绿树蔽荫，村口往往位于两座山头形成的夹缝中，显得隐秘，且具有易守难攻的军事防御优势。古村落在选址上往往依循背山面水、负阴抱阳的选址原则，选择在背靠群山、面向河流的位置建立村落，主河道蜿蜒绕过村庄，支流河道穿村而过，在村口汇入主河道，成为村落日常用水的主要来源。在气候方面，本次采集数据的古村落属暖温带季风气候，日照常年充足，夏季雨水充沛，其它季节降雨量少，春秋多风，气候干燥。村域范围内植被种类丰富，有松、柏、杉、槐、白桦、银杏、丁香、迎春等多种树木，水生植物以荷花为主，村域内的动物有松鼠、野鸡、兔子、狼等。

太行山地区的古村落大多保留了明清时期的建筑风貌。受明洪武年间人口迁徙潮流的影响，许多村落都在明初洪武至永乐年间形成，多以聚族而居的形式逐渐发展扩大。村落中心地带往往是最早迁入村落的家族所建造的院落，后期迁入的家族向村落北、南、东、西四面扩展，村落主干道贯穿东西南北，与穿过村落的古代驿道相连通，是古村落与外界连通的主要通道，路边往往分布着为商旅服务的商业建筑，村落入口处会建立防御设施，或者戏台、寺庙等娱乐和宗教设施。

古村落建筑依山而建，与地貌特征结合良好。村落中的建筑遗产非常丰富，不仅类型众多、形式多样、装饰精美，保存情况也很良好，且具有较高的历史、文化、艺术价值。就具体功能而言，村落建筑遗产由居住建筑、宗教建筑、商业建筑、防御建筑、建筑构筑物组成。

居住建筑既有聚族而居的多路多进组合式院落，也有单一院落建筑群构成的小型民居，既有砖瓦房民居，也有窑洞民居，形式丰富、风格多样、装饰精美。宗教建筑包括关帝庙、观音庵等寺庙建筑，也有家族祠堂等祭祀祖先的场所。商业建筑有当铺、商铺、醋坊、大车店等。防御建筑和构筑物包括城楼、古井、古磨。这些建筑多沿山势地形呈阶梯式分布，有些建筑群从**级台阶算起，要登76 级台阶才能到达最高一层建筑，有些建筑群由一组组封闭式的小院组成，各院落上下、左右、前后连通，院中有院、院上有院、院旁有院，扑朔迷离如迷宫，更有很多建筑保存了完整、真实的历史遗存，附带大量历史文化信息，反映了**特色的地域文化，见证了明清时期该地区的生活方式和文化特色。

古村落数字化保护工作的流程由以下几个步骤构成：

前期基础数据采集。采集内容包括村志、村史、古籍等文献研究资料，过往普查与记录的档案，建筑历次改造修复的工程资料。收集资料之后进行系统性的电子化处理，实现基础资料数据化，以**保存。

前往古村落现场进行前期环境勘查，了解村落地形、建筑特征、保护范围、保护标志、管理机构、使用情况、相关设施，制定合理的数字化保护方案。

进行外业数据采集，获取古村落建筑遗产内外影像、点云、VR全景信息。

进行影像、点云、全景数据整理，建立建筑遗产影像资料库、三维模型库、二维轨迹地图、全景影像数据集等，绘制建筑图纸，编制古村落基础信息档案，内容包括历史沿革资料、保存价值评估、产权与使用信息、现状和病害评估、测绘图集、影像图集、相关资料汇总等。

古村落数字化保护涉及的相关数字化技术包括：

无人机航空摄影技术:无人机航空摄影是通过无人机飞行平台，搭载高清摄影装备，通过提前规划的竖直航线与环形航线相结合的飞行路线设计，形成交叉网状结构，从一个正射、八个倾斜，共九个角度采集建筑群360°立体影像数据，获取古村落整体布局及建筑群屋顶及周边地形环境的高清航拍影像。后期对采集航拍影像进行图像处理，调整亮度、对比度、色温，并通过摄影测量软件，解析空中三角测量，对每张航拍图片的外方位元素使用POS数据处理结果进行计算，经过一系列运算步骤，最终获得拍摄区空中三角测量结果，最终生成制作高精度、纹理真实的古村落建筑三维模型。

高清晰数字摄影技术:摄影技术具有形象性、纪实性、表达直观、易存储等优点，采用拍摄数字高清照片的方式可对古村落建筑遗产的现状信息进行大量真实记录，从不同角度采集建筑遗产的时代特征、建筑结构、细节装饰等，包括建筑群整体正立面、侧立面、背立面及单体建筑各立面影像信息，雕饰精美的建筑构件等。后期对采集影像照片进行整理，选取清晰度高、角度完好的照片补充古村落建筑遗产档案，作为建筑绘图时的参考。

VR全景影像采集技术:VR全景技术是通过专业软件对专业相机捕捉整个场景的图像信息进行图片拼合的记录展示技术。其以相机为中心，将周围720°的环境完整囊括在多幅图像中，加以球形几何关系进行拼接，映射生成平面图片，既而完成全景画面的制作。VR全景可以全方位的视角展现古村落建筑遗产内外视角和空间，控制上下、左右、远近观看，同时可利用各种导航功能快速切换场景，如同置身于一个真实的世界，给人以沉浸式的体验，尤其适合展示具有院落布局和内部空间结构的建筑遗产。

三维激光扫描:三维扫描技术是利用各种手段获取古村落建筑遗产三维信息的技术，目前常见的适用于建筑遗产非接触式三维扫描，其原理主要基于光学测量而完成，分别利用了相位差法和结构光法测量、解析建筑遗产表面各点的三维信息。三维扫描是测绘领域继GPS技术后的又一次技术革命，具有高效率、高精度、高密度获取被测建筑三维坐标的特点，随着设备性能的提高，大空间三维激光扫描已经被广泛应用于文化遗产保护工作，在信息留存、精细测绘、病害调查、考古制图、虚拟修复、保护工程设计、数字展示、遗产监测等工作中发挥了重要作用。三维扫描采集的点云数据通过点云预处理、点云拼接、点云除冗等数据处理流程，进行除噪、拼接、去冗，最终获得完整的三维点云数据。

建筑图纸绘制:通过三维重建技术融合无人机和大空间扫描仪采集点云，生成建筑遗产三维模型，形成建筑遗产各立面、平面、屋面正投影点云，生成正射影像图。之后，使用数据矢量化技术，将正射影像图导入制图软件，建立相关轴网，并依据其高精度尺寸绘制建筑的平面图、立面图、剖面图和建筑尺寸大样图，制作网格尺寸，准确测量建筑结构和构件的尺寸、标高。

NavVis VLX设备的运用：

NavVis VLX基于SLAM移动激光扫描技术，优异的设备性能使其可以成为现实捕捉和测绘专业工作人员赖以信任的常备工具，并以此引领移动激光扫描系统的发展。

NavVis VLX满足了工程建设、建筑测绘、现实捕捉等重点行业对便携式激光扫描设备和获取高质量数据的需求。针对古村落内建筑群规模庞大、地形复杂、建筑空间狭小、部分区域采光不足等特点，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统能帮助古村落保护工作人员克服采集环境的困境，获得高质量的建筑遗产内外点云数据和720°VR全景影像。

NavVis VLX也是一款易于携带的设备，具备引以为傲的可用性和高精度的数据质量。非常适合在古村落建筑群、建筑室内等狭窄的空间进行扫描。

NavVis VLX产品可通过激光雷达传感器捕获高质量点云数据以及360度全景图像，直观了解捕获的环境。其独特的设计也将激光雷达置于**位置，结合支撑式背带，可舒适实现长时间扫描，并为详实的环境采集提供充分的灵活性。

后期，NavVis VLX产品采集的古村落建筑遗产多方位地面点云数据可与无人机采集的点云相融合，生成建筑遗产完整点云，获取建筑遗产正射影像，用以绘制建筑遗产测绘图纸；同时，NavVis VLX产品采集的建筑遗产VR全景信息可生成二维路径地图，提供沉浸式的导航浏览体验。

NavVis VLX参与古村落数字化保护所取得的保护成果有：①全面采集古村落建筑遗产内外点云数据，生成点云模型，为构建古村落建筑遗产三维模型的基础数据。②全面采集古村落建筑遗产720°全景影像，生成VR全景影像数据，为构建古村落建筑遗产群VR全景浏览和沉浸式的导航、展示奠定基础。③融合点云数据、VR全景影像、高清照片等数据，后期也可添加建筑三维模型、电子文献资料、建筑图纸、文字档案等数据，设置热点解说等工作，作为古村落建筑遗产监测管理、村落规划更新、遗产展览展示的综合信息平台。

成果展示：

将NavVis VLX设备投入古村落数字化保护工作中可有效提高工作效率，实现建筑遗产激光点云和VR全景影像同时采集，极大提高数据采集的工作效率。高质量的采集数据和高效率的数据处理也节省了后续进行建筑遗产绘图、全景导览展示平台建设的时间，其便捷的携带方式及对狭窄、封闭空间数据的采集优势也为其在古村落数字化保护工作中的推广、应用提供了重要助力。