引 言

高光譜遙感，是高光譜分辨率遙感測(cè)量的簡(jiǎn)稱，它是從感興趣的物體中獲取許多比較窄、光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)，并獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)的技術(shù)。其工作范圍是在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)。高光譜遙感可以探測(cè)到可見光等不可探測(cè)或者很難探測(cè)到的物質(zhì)。因而，高光譜遙感測(cè)量的出現(xiàn)是遙感領(lǐng)域的一次突破性革命。高光譜遙感具有信息量大、光譜分析率高和圖譜合一等優(yōu)點(diǎn)，它可以實(shí)現(xiàn)同步獲取目標(biāo)信息、光譜信息以及輻射信息等優(yōu)勢(shì)，更為重要的是，高光譜遙感不需要人為信號(hào)源。

高光譜遙感自誕生起就受到各個(gè)國(guó)家的重視和追捧，截至目前為止，高光譜遙感已經(jīng)在地質(zhì)勘探與地球資源調(diào)查、城市遙感與規(guī)劃管理、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、深空探測(cè)以及軍事目標(biāo)識(shí)別等多個(gè)方面有了實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用，但是，它的前景依舊不可估量。高光譜遙感基本上屬于無損、非接觸式的檢測(cè)，而文物古跡大多年代久遠(yuǎn)，有不可復(fù)原性，很難承受接觸式測(cè)量帶來的損傷和破壞，在這一點(diǎn)上，高光譜遙感和文物古跡保護(hù)不謀而合，將高光譜遙感和文物古跡保護(hù)有機(jī)的結(jié)合起來，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，也是考古界的需求和呼聲。本文主要探討高光譜遙感在樂山文物古跡保護(hù)方面的應(yīng)用，結(jié)合樂山市的具體信息，做出合理的分析和規(guī)劃。

1 高光譜遙感在樂山大佛保護(hù)上的應(yīng)用

很多的文物古跡都?xì)v經(jīng)千百年時(shí)間，其表面或者內(nèi)部都多少有一些損傷、風(fēng)化或者腐蝕。這些文物又往往具有很高的歷史價(jià)值，不能夠隨意進(jìn)行接觸式檢測(cè)和調(diào)研，這對(duì)文物受損程度的評(píng)判帶來了巨大的問題。樂山大佛已經(jīng)有了上千年的歷史，大佛表面受到的磨損情況十分嚴(yán)重。根據(jù)相關(guān)專家的推算，現(xiàn)在我們看到的大佛，已經(jīng)比最初的大佛“清瘦”了許多，也就是說，樂山大佛表面受到的風(fēng)化和腐蝕情況十分嚴(yán)重。而大佛表面受損的情況，如果采用接觸式的方法，一方面難度極大，效果不會(huì)很理想;另一方面，會(huì)對(duì)大佛表面產(chǎn)生傷害，進(jìn)一步加強(qiáng)其表面的風(fēng)蝕等。高光譜遙感則可以很好的解決這個(gè)問題，高光譜遙感是一種非接觸式檢測(cè)方法，既降低了檢測(cè)成本，又保護(hù)了文物古跡，是一種較為可靠的方法。我們知道，不同的物質(zhì)對(duì)于高光譜遙感圖像的不同波段有著不同的反應(yīng)，這是基于高光譜遙感的特性。

通過這些特性我們可以獲得文物的一些內(nèi)部信息，這些信息是很難通過文物表面檢測(cè)而獲得的。實(shí)際應(yīng)用中，只要找到對(duì)大佛中的隱含信息較為敏感的波段，使用這些波段對(duì)其進(jìn)行深入的研究，就可以獲取一些普通方式無法獲取的特征，從而可以恢復(fù)出一些已經(jīng)消失的信息。此種技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際中有過采用的先例，例如，英國(guó)《星期日泰晤士報(bào)》于2006年5月28日首次向公眾披露，塞拉奇尼借助多光譜成像技術(shù)成功地發(fā)現(xiàn)了達(dá)·芬奇的《三博士來朝》這幅世界名畫背后的血腥的場(chǎng)面。

因此，如果我們把高光譜遙感應(yīng)用在樂山大佛的保護(hù)上，將會(huì)卓有成效。一方面，我們可以通過高光譜遙感的信息，了解大佛本身的受損情況，并針對(duì)這些問題做出更好的保護(hù)措施，避免大佛受到進(jìn)一步的傷害;另一方面，我們可以從大佛身上獲得更多信息，預(yù)測(cè)大佛表面一些可能發(fā)生的問題，例如何處已經(jīng)出現(xiàn)裂隙，何處已經(jīng)出現(xiàn)凹陷，通過這些方面，我們可以防患于未然，在真正發(fā)生不可挽回?fù)p失之前就發(fā)現(xiàn)這些問題。

2高光譜遙感在文物斷代上的應(yīng)用

高光譜遙感在文物的斷代方面也有很好的作用。根據(jù)遙感學(xué)知識(shí)，即便是同一類型的文物，由于其年代不同，其原材料、加工工藝等方面都是大相徑庭的，這些因素反應(yīng)到成份上就造成了其光譜特征的不同。如果我們采用高光譜遙感對(duì)文物進(jìn)行處理，就可以很容易的發(fā)現(xiàn)文物所含的成分特征，進(jìn)而可以推斷出文物大致的年限。但是，使用高光譜遙感對(duì)文物進(jìn)行斷代，需要通過測(cè)試大量相應(yīng)的同類型材料樣品，進(jìn)而獲得大量的數(shù)據(jù)，并通過這些數(shù)據(jù)建立一個(gè)豐富的光譜指紋數(shù)據(jù)庫。通過這個(gè)數(shù)據(jù)庫，我們就有了對(duì)比的準(zhǔn)則，從而可以準(zhǔn)確確定文物的年代。因此，如何建立一個(gè)數(shù)據(jù)量足夠大的數(shù)據(jù)庫，如何使得數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)盡可能的涵蓋各個(gè)方面，如何維護(hù)這個(gè)數(shù)據(jù)庫，這些都是高光譜遙感在文物斷代方面的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。樂山作為世界聞名的文化遺產(chǎn)豐富地區(qū)，擁有著大量的文物儲(chǔ)備。但是，專家們對(duì)這些文物中的相當(dāng)一部分的年代仍然存在著爭(zhēng)議。對(duì)這些年限尚不明確的文物進(jìn)行斷代時(shí)就可以考慮使用高光譜遙感，相較于傳統(tǒng)的斷代方式，高光譜遙感方法可以更好的保護(hù)文物，避免斷代時(shí)給文物帶來的二次傷害，并且，在測(cè)量精度方面也有一定的保障。更多的去采用高光譜遙感斷代方法，加快建設(shè)更完善的光譜指紋數(shù)據(jù)庫，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。

3 高光譜遙感數(shù)字博物館

在現(xiàn)代社會(huì)中，數(shù)字化已經(jīng)成為了我們生活的大勢(shì)所趨，在文物古跡方面也是如此。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了很多的數(shù)字博物館，例如北京故宮博物院已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)字紫禁城。但是，我們現(xiàn)在常見的數(shù)字博物館，往往所涉及的都是可見光波段的圖像，雖然已經(jīng)具有很好的效果和實(shí)用價(jià)值，但是相比較于高光譜遙感，我們還有很多可以進(jìn)一步研究的地方。與可見光相比較，高光譜遙感擁有更豐富、更立體的光譜信息，把高光譜遙感嘗試應(yīng)用到數(shù)字博物館中，將會(huì)是一個(gè)很好的選擇。普通的基于可見光的數(shù)字立體圖像僅僅是對(duì)文物的空間信息進(jìn)行了記錄和再現(xiàn)，缺乏對(duì)文物的進(jìn)一步信息的全方位立體的保存和重現(xiàn)，這使得我們?cè)趯?duì)文物做深入研究時(shí)有很大的局限性。高光譜遙感相比較于可見光，可以獲得更多的信息，除了三維信息、顏色信息之外，還有光譜信息。光譜信息是一個(gè)很廣泛的事物，通過光譜信息，我們可以了解許多隱含的信息，例如文物的材質(zhì)組成、歷史變化、三維結(jié)構(gòu)和外觀形態(tài)等。

高光譜遙感可以通過這些信息了解文物古跡的受損情況、年代推算，還可以對(duì)文物進(jìn)行完好度評(píng)估，以及推算出受損文物的原貌等等。例如，埃及考古學(xué)家通過高光譜遙感技術(shù)，對(duì)已經(jīng)淹沒海底的古亞歷山大港進(jìn)行了數(shù)字重現(xiàn)，獲得了極好的效果，古亞歷山大港已經(jīng)淹沒海底，接觸式的測(cè)量和評(píng)估是不現(xiàn)實(shí)的，高光譜遙感則為科學(xué)家們提供了很好的評(píng)估手段，對(duì)沉睡海底千年的古城重新展現(xiàn)在人們眼前。結(jié)合于樂山市，通過高光譜遙感建立數(shù)字博物館也是很必要的選擇。如果建立樂山大佛或者峨眉山景區(qū)的高光譜遙感數(shù)字博物館，一方面，我們可以利用高光譜遙感獲得的文物古跡的光譜信息，對(duì)文物進(jìn)行分析，更好地去保護(hù)這些樂山地區(qū)的文物古跡;另一方面，我們可以將獲得的光譜信息和文物的普通信息一同展示出來，以數(shù)字博物館的形式向人們展示，更大的信息量，更科學(xué)的分析和更合理的保護(hù)建議，在觀眾之中一定有更強(qiáng)烈的反響。例如，我們可以將樂山大佛等文物古跡的基于高光譜遙感數(shù)字博物館放在互聯(lián)網(wǎng)上，讓更多的人去了解樂山地區(qū)寶貴的歷史資源。無論從文物的保護(hù)層面還是所帶來的宣傳效應(yīng)，這都是很好的選擇。

4結(jié) 語

樂山作為一個(gè)擁有豐富歷史資源的地區(qū)，在現(xiàn)有的保護(hù)措施的基礎(chǔ)上，應(yīng)該著眼于以高光譜遙感為例的新科技上，如何利用新科技、新手段去更好地保護(hù)文物古跡和推廣文物古跡是現(xiàn)階段我們需要思考的問題。高光譜遙感作為新興技術(shù)，在文物保護(hù)方面已經(jīng)初露鋒芒，在文物探測(cè)、文物斷代。文物受損分析、數(shù)字博物館建設(shè)方面都有很好的應(yīng)用先例。我們應(yīng)該緊緊跟隨科技前沿，把前沿技術(shù)帶入到實(shí)際的應(yīng)用中，讓樂山地區(qū)的文物古跡可以更長(zhǎng)久的獲得保護(hù)。

審核編輯：湯梓紅