DB43/T 3424-2025 石窟寺文物摄影测量三维数字化采集规程

　　ICS 35.240.99 CCS L 07

　　DB43

　　湖 南 省 地 方 标 准

　　DB43/T 3424—2025

　　石窟寺文物摄影测量三维数字化采集规程

　　code of practice for 3D digital collection of photographic survey

　　of cultural relics in cave temples

　　2025 - 12 - 15 发布 2026 - 03 - 15 实施

　　湖南省市场监督管理局 发 布

　　目 次

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1. 1 2020 《标准化工作导则 第1部分: 标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由湖南省文化和旅游厅提出。

　　本文件由湖南省旅游标准化技术委员会归口 。

　　本文件起草单位: 湖南省文物考古研究院(湖南省文物保护利用中心) 、湖南省文化和旅游厅。

　　本文件主要起草人: 张希慧、 黄俊晶、 姜猛、 于冰、 张晶、 余柯萱 、连江、 彭杰、 贾英杰、 王俊豪、何山 。

　　石窟寺文物摄影测量三维数字化采集规程

　　1 范围

　　本文件规定了石窟寺文物摄影测量三维数字化采集的一般要求、 工作流程、 采集准备、 数据采集、数据处理、 数据成果及成果质量检查。

　　本文件适用于石窟寺文物数字化采集, 采集范围涵盖石窟寺 "两线" 范围以内。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件; 不注日期的引用文件, 其最新版本 (包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 7931 2008 1:500 1: 1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范

　　GB/T 12898 国家三、 四等水准测量规范

　　GB/T 12979 2024 近景摄影测量规范

　　GB/T 18316 2008 数字测绘成果质量检查与验收

　　GB/T 18894 2016 电子文件归档与电子档案管理规范

　　GB/T 23236 2024 数字航空摄影测量 空中三角测量规范

　　GB/T 24356 2023 测绘成果质量检查与验收

　　GB/T 50001 2017 房屋建筑制图统一标准

　　GB/T 50103 2010 总图制图标准 (附条文说明)

　　GB/T 50104 2010 建筑制图标准

　　WW/T 0117 2023 石窟寺三维数字化采集与加工

　　CH/T 1004 测绘技术设计规定

　　CH/Z 3017 地面三维激光扫描作业技术规程

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　石窟寺 cave temple

　　依托山体断崖, 从山崖的壁面向内部纵深开凿的古代庙宇建筑。 [来源: WW/T 0117 2023,3. 1]

　　3. 2

　　近景摄影测量 close-range photogrammetry

　　利用对物距不大于300m的 目标物摄取的立体像对进行的摄影测量。 3. 3

　　点云 point cloud

　　以离散方式分布在三维空间中的点的集合。 3.4

　　点间距 pitch

　　点云中相邻两点之间的距离。 3. 5

　　纹理模型 texture model

　　带有纹理信息的三维实体表面模型。 3. 6

　　数字正射影像 digital orthophoto经过正射投影改正的影像数据集。

　　2

　　6 采集准备

　　C) 工作依据: 项目开展所引用的标准、 规范等;

　　d) 技术方法: 项目实施采用的技术路线:

　　e ) 工作流程: 项 目实施具体的详细工作流程;

　　f) 保障措施: 项目实施过程中的安全、 质量及进度保障等措施;

　　g) 工作周期: 项目实施的进度安排和责任分工;

　　h) 提交成果: 项目最终提交和归档的项目成果。

　　6. 4 仪器设备

　　仪器设备资源应符合以下要求:

　　a) 根据数字化采集方案, 选择符合要求的仪器设备;

　　b) 常用仪器设备包括三维扫描仪 (分辨率不低于0. 1 mm)、摄影测量设备、 全站仪、 RTK、数码相机 (像素不低于3000万)、 照明设备、 便携式电脑等;

　　C) 仪器各部件及附件外观良好且匹配齐全, 各个部件连接紧密且稳定耐用;

　　d) 仪器使用前进行校验或者进行计量鉴定;

　　e) 检查相关设备的电源容量、存储空间、 数据传输、 软件等是否满足运行要求;

　　f) 在潮湿环境下作业时, 应采用防水设备, 并记录当前采集位置的环境温湿度参数。

　　6. 5 软件资源

　　软件资源应符合以下要求

　　a) 三维扫描控制软件: 实现三维点云数据外业采集控制;

　　b) 点云处理软件: 实现对外业采集的点云数据进行去噪、 拼接、 抽稀、 坐标转换、 着色等处理;

　　C) 影像处理软件: 实现对影像照片进行筛选、 色彩校正、 畸变矫正、 清晰度增强等;

　　d) 摄影测量软件: 实现三维重建与数据分析;

　　e) 模型处理软件: 实现对三维模型进行模型简化、 漏洞修复等;

　　f) 项目与数据管理软件: 实现对项目全生命周期管理。

　　6. 6 人力资源

　　人力资源应符合以下要求:

　　a) 经过专门的技术培训, 掌握专业设备的操作方法:

　　b) 项目人员包括项目负责人、 技术负责人、 数据采集人员、 数据处理人员、 质量检查人员等;

　　C) 具有相关数字化采集工作经验。

　　7 数据采集

　　7. 1 档案数字化采集

　　采集内容见本文件6. 1。

　　7. 2 控制测量

　　7. 2. 1 应符合GB/T 12898 、WW/T 0117 2023的要求。

　　7. 2. 2 控制点的选取满足数字化采集方案设计的具体需求。

　　7. 2. 3 控制点均匀布设在航带间重叠位置, 对地形变化复杂区域应加密控制点。

　　7. 2. 4 应选择清晰、 准确、 易识别、 易定位、 易量测的地物点作为控制点。

　　5

　　7. 3 摄影测量数据采集

　　7. 3. 1 一般要求

　　应符合GB/T 12979 2024的要求。

　　7. 3. 2 石窟寺整体

　　7. 3. 2. 1 应在精度、 可靠性、 可检验性等方面对摄影测量网进行优化设计。

　　7. 3. 2.2 物方控制的精度应高于总精度要求的1/3.

　　7. 3. 2. 3 无人机影像拍摄方式可采用正直、 倾斜、 交向或其它方式。

　　7. 3. 2. 4 无人机影像应能真实地反映石窟寺的布局、颜色、 纹理、 材质等信息。

　　7. 3. 2.5 无人机影像采集应根据采集对象实际情况进行航摄分区, 并按照数字化采集方案要求设计航线。

　　7. 3. 2.6 无人机影像采集优先保证下视基准面地面采集分辨率, 部分高差较大区域地面分辨率可适当放宽。

　　7. 3. 2. 7 无人机航摄作业时, 航向重叠度不低于80%, 旁向重叠度不低于70% 。

　　7. 3. 2.8 宜根据摄区的太阳高度角和阴影倍数选择拍摄时间, 应保证具有充足的光照度, 避免过大的阴影。

　　7. 3.2.9 部分光照不充分或阴影面积过大的测区, 宜选择在亮度较高的阴天执行航摄任务, 并通过航摄相机参数调整的方式降低对自然光照的依赖。

　　7. 3. 2. 10 无人机影像采集应选择本摄区最有利的气象条件, 避免或减少地表植被和其他覆盖物 (如:积雪、 洪水、 沙尘等) 对摄影的不良影响。

　　7. 3. 2. 11 无人机影像采集应选择本摄区最有利的时间段,避免或减少人员和车辆出现在拍摄区域,确保画面整洁, 减少后期数据处理工作量。

　　7. 3. 2. 12 无人机影像采集完成后应现场检查数据质量, 合格后方可离场,若数据不合格, 应补飞或重飞。

　　7. 3. 3 石窟寺局部

　　7.3. 3. 1 石窟寺局部的摄影测量应符合以下要求:

　　a) 主体突出, 背景干净, 画面清晰

　　b) 颜色还原准确, 曝光均匀;

　　C) 细节完整, 层次丰富;

　　d) 无透视畸变、俯仰变形;

　　e ) 对于光线比较暗的地方, 应采用持续色温为5500k±10%的人工光源。

　　7. 3. 3.2 应对具有壁画与雕刻、 建筑结构、铭文与装饰或其他特殊情况的石窟寺局部进行正面拍摄,同时保证整体性和连贯性。

　　7. 3. 3. 3 石窟寺局部使用数码相机拍摄时的颜色基准建立应符合以下要求:

　　a) 设定范围最大的色域选项;

　　b) 在拍摄光环境内进行相机白平衡设置

　　C) 拍摄色卡照片后进行色差评估。

　　7. 3. 3.4 影像以正视图照片颜色为基准。

　　7. 3. 3.5 色彩均匀性 (多张照片之间的色彩一致性) 不低于90% 。

　　7. 3. 3. 6 单张影像像素不低于3000万。

　　6

　　7. 3. 3. 7 石窟寺局部在照片中的画面面积占比不低于50% 。

　　7. 3. 3.8 影像重叠率不低于60% 。

　　7. 3. 3.9 石窟寺局部可视范围内影像拍摄采集完整率不低于95% 。

　　7. 3. 3. 10 焦距整体一致或成组一致。

　　7. 3. 3. 11 进行影像检查时宜填写检查记录, 出现不合格情况时按照本节相应要求进行重拍或补拍。

　　7. 4 视频数据采集

　　应对石窟寺内的壁画与雕刻、 建筑结构、铭文与装饰、 石窟寺周边环境及其文化活动等进行全面、准确的数字化记录, 并全面记录石窟寺数字化采集过程。

　　7. 5 音频数据采集

　　应记录、保存数字化过程中的各类声音信息,包括但不限于专家对石窟寺的详细介绍音频、 自然环境声音、 游客参观时的声音、 讲解员解说声音等。

　　7. 6 全景影像数据采集

　　7. 6. 1 宜采用地面全景及高空全景相结合的形式进行360" 全景影像数据采集,能够表现出石窟寺整体面貌、 周边环境、 详细结构及细节特征。

　　7. 6.2 拍摄前对石窟寺进行现场踏勘, 根据参观线路进行合理的规划、 设计拍摄路线, 并选择光照充足的晴天进行拍摄。

　　7. 6. 3 线路、 点位设计合理, 能够合理布置高空点位, 立体展现石窟寺现状。

　　7.6. 4 根据规划的拍摄线路, 选取合适拍摄机位, 对石窟寺整体和局部的影像进行真实、 全面、 直观地记录。

　　7. 6. 5 应选择适宜的光线条件进行拍摄, 避免过暗或过亮的环境, 以保证影像的质量。

　　7.6. 6 拍摄前应对拍摄环境进行布置, 确保环境整洁、 有序, 避免杂乱的场景影响影像效果。

　　7. 6.7 全景相机应能够捕捉到全方位的景象, 没有死角和遗漏。 同时, 拍摄角度应考虑到整体场景的呈现, 避免出现断裂或扭曲的现象。

　　7. 6.8 在拍摄过程中, 应避免影像补地缺陷、 天空出现明显的旋涡状形态等问题, 同时要注意拼接、调色、 格式转换时可能导致的接缝、 拼接或补地造成的错位等问题。

　　7. 7 三维点云数据采集

　　7. 7. 1 一般要求

　　应符合CH/Z 3017的要求。

　　7. 7. 2 石窟寺整体

　　7. 7. 2. 1 三维点云数据采集时, 应对石窟寺本体进行采集, 宜对保护范围中除了本体以外范围进行采集, 可对建设控制地带范围进行采集。

　　7. 7. 2. 2 标靶、 扫描站布设应符合下列规定

　　a) 若采用标靶时, 应符合WW/T 0117 2023的相关要求;

　　b) 扫描站应合理设计、 均匀布置、 减少设站数目 ;

　　C) 设计站点的扫描范围, 应覆盖扫描对象, 站间三维点云数据的重合率应不低于30%

　　d) 扫描站间应保持通视。

　　7. 7. 2.3 三维点云数据采集应符合下列规定:

　　7

　　a) 采集时应根据前期工作方案的要求, 设定项目名称、 分辨率、 精度;

　　b) 采集时应时刻注意仪器的工作状态, 如出现双轴补偿失效、 震动、 断电等情况, 应重新采集该站点的数据;

　　C) 应对现场测绘人员、 站点位置、 仪器关键参数等进行现场记录。

　　7. 7. 2.4 扫描作业结束后, 应通过相关处理软件, 检查三维点云数据的精度、 完整性、 标靶数据完整性和可用性, 对缺失和异常数据, 应及时补扫。

　　7. 7. 3 石窟寺局部

　　7. 7. 3. 1 三维扫描仪测头应与石窟寺局部保持安全距离。

　　7. 7. 3. 2 石窟寺局部可视范围内采集点云数据完整率不低于98%, 有遮挡、 高反光、 高透光、 深孔内腔的石窟寺局部允许人工补测或标注说明。

　　7. 7. 3. 3 分块扫描时, 按照分块数最少、 相邻块彼此平行、 相邻块之间有效点云的重叠度不低于30%的原则设计分块。

　　7. 7. 3.4 原始点云不应出现噪点、 悬浮杂点、 分层、 错位。

　　7. 7. 3.5 现场扫描完成后, 应立即进行三维点云数据采集数据检查, 扫描仪输出的校准记录、 单站扫描记录和拼接记录不应有异常数据, 出现不合格情况时应按本节要求进行相应的重扫或者补扫。

　　8 数据处理

　　8. 1 档案数字化处理

　　8. 1. 1 石窟寺档案数字化处理应符合GB/T 18894 2016的要求。

　　8. 1.2 要确保加工的数字档案信息的真实性、 完整性、 可用性、 保密性。

　　8. 1. 3 在扫描过程中, 不得对档案原件造成损伤, 要确保实体、 内容的完整与安全。

　　8. 1. 4 扫描图像应与原件一致, 清晰、 不变形、 不失真, 不得漏扫, 扫描文件内各页顺序要与原文件内容一致, 确保扫描文件的完整性、 真实性。

　　8. 1.5 扫描分辨率宜不低于300 dpi 。

　　8. 1. 6 存储格式: PDF。

　　8. 1. 7 命名格式见本文件9中的 "数字档案"。

　　8.2 控制点数据处理

　　8. 2. 1 控制点数据处理应符合GB/T 12898 、WW/T 0117 2023的要求。

　　8. 2.2 控制点数据处理满足数字化采集方案设计的具体需求。

　　8. 2.3 存储格式: XYZ、 CSV、 TXT 等。

　　8.2. 4 命名格式见本文件9中的 "控制点数据"。

　　8. 3 摄影测量数据处理

　　8. 3. 1 高清纹理影像数据

　　高清纹理影像数据的处理应符合下列规定:

　　a) 影像拼接处理应无明显接缝, 且过渡自然;

　　b) 对影像进行辐射定标, 将影像的灰度值转换为实际的物理量 (如反射率);

　　C) 影像应避免出现曝光过度、 曝光不足、 阴影、 相邻影像间色彩差异等现象;

　　8

　　d) 对于视角或镜头畸变引起的变形, 应进行纠正处理, 使影像与实际场景一致;

　　e) 应去除影像中的噪声 (特别是人物、 车辆等移动物体) 和与数字化对象无关的其他信息,提高影像质量;

　　f) 存储格式: JPG、 JPEG 、PNG、TIFF等;

　　g) 分辨率: 单张影像像素宜不低于3000万;

　　h) 命名格式见本文件9中的 "高清纹理影像数据"。

　　8. 3.2 纹理模型

　　8. 3. 2. 1 石窟寺纹理模型应采用近景摄影测量与三维点云数据融合建模的方式进行构建, 并应符合下列规定:

　　a) 应按照航摄资料准备、 内定向、相对定向、绝对定向及区域网平差的技术流程进行空中三角测量, 并符合GB/T 23236 2024 、GB/T 12979 2024的要求; 选用具备自动空三功能的处理软件,对多视角影像同名点匹配, 进行空三加密处理生产密集点云;

　　b) 应利用处理后的三维点云数据进行融合建模, 提升模型的整体精度,便于突显石窟寺的局部结构特征 (壁画与雕刻、 建筑结构、 铭文与装饰);

　　C) 三维模型贴图自动式进行, 从多视角影像中选择合适的影像映射到模型上, 对存在变形、 其他地物干扰等纹理问题, 应进行纠正、 剔除等处理后, 再映射到模型。

　　8. 3.2. 2 纹理模型宜符合下列规定:

　　a) 相邻分块之间无重叠;

　　b) 对网格模型微小孔洞自动补洞;

　　C) 对纹理贴图自动匀色;

　　d) 使纹理颜色均匀统一;

　　e) 消除接缝、 拉伸、 畸变等现象;

　　f) 模型的拓扑关系完整、 正确, 避免破面、漏面、 闪面、 共面, 以及游离点、 边、 面等,避免出现拉伸、 大面积畸变等现象;

　　g) 在满足模型表现效果的前提下, 减少几何模型的面数;

　　h) 纹理模型中石窟寺整体通尺寸中误差低于20 mm, 石窟寺局部尺寸中误差低于10 mm;

　　i) 存储格式: OSGB 、 OBJ、 PLY、 3DS、MAX等;

　　j) 命名格式见本文件9中的 "纹理模型"。

　　8. 3. 3 数字正射影像

　　数字正射影像应符合下列规定:

　　a) 在纹理模型的基础上生成数字正射影像;

　　b) 数字正射影像分辨率小于20 mm;

　　C) 像幅范围内影像清晰, 层次丰富;

　　d) 包含石窟寺本体及相关信息内容;

　　e ) 存储格式: TIFF 、 JPG、 PSD等;

　　f) 命名格式见本文件9中的 "数字正射影像"。

　　8.4 视频数据处理

　　8. 4. 1 视频编码速率宜不低于2 Mpbs, 视频分辨率宜不低于1920*1080像素。

　　8. 4.2 白平衡正确, 无明显偏色。

　　8. 4. 3 图像信噪比设置合理, 画面流畅无卡顿, 保证画面质量。

　　8.4. 4 画面要求清晰, 无明显抖动。

　　8. 4.5 无冗余、 无效信息。

　　8.4. 6 存储格式: MP4、AVI、 WMV等。

　　8.4. 7 命名格式见本文件9中的 "视频数据"。

　　8.5 音频数据处理

　　8.5. 1 语音清晰, 无明显杂音。

　　8. 5.2 无冗余、 无效信息。

　　8.5. 3 音频编码速率宜不低于128 kpbs, 采样率宜不低于22 KHZ 。

　　8.5. 4 存储格式: MP3、WAV、AAC等。

　　8. 5.5 命名格式见本文件9中的 "音频数据"。

　　8. 6 全景影像数据处理

　　8. 6. 1 应将全景影像进行合成, 确保各个部分的连接自然流畅, 避免出现明显的接缝。

　　8. 6.2 应对影像的色彩进行适当的调整, 以保证整体色彩的和谐统一。 全景影像明暗度适中, 与现实一致, 不存在明显过曝、 欠曝、 天气阴沉、 色彩饱和度不当造成的昏暗或色彩失真。

　　8. 6. 3 可对影像进行适当的修饰, 增强影像的观赏性和艺术性, 但应保持原始场景的真实性。

　　8. 6. 4 全景影像数据分辨率宜不低于12000*6000像素。

　　8. 6.5 全景影像应内容完整、 清晰, 无拼接错位、 "鬼影"等现象出现。

　　8.6. 6 存储格式: JPG、 JPEG 、PNG、TIFF等格式。

　　8. 6.7 命名格式见本文件9中的 "全景影像数据"。

　　8. 7 三维点云数据处理

　　8. 7. 1 基于三维激光扫描技术获取的三维点云数据处理, 应包含拼接配准、 坐标系转换、 降噪除杂、色彩附着等工作内容。

　　8. 7.2 三维点云数据的拼接配准应符合以下规定:

　　a) 根据不同的作业方法, 可选择标靶、地物特征点、控制点进行三维点云数据配准;

　　b) 可采用迭代法验证站点间拼接精度, 相邻站间点云配准误差应小于2 MH;

　　C) 当采用标靶、地物特征点拼接时, 应采用不少于3个同名点建立转换矩阵进行点云拼接:

　　d) 石窟寺整体点云应保持几何曲面特征, 不得出现可见的点云分层现象。

　　8. 7. 3 坐标系转换的操作应符合CH/Z 3017的要求。

　　8. 7. 4 点云数据中存在脱离扫描目标物的异常点、 孤立点时, 应视点的数量采用滤波方法或人工手动进行点云数据降噪处理。

　　8. 7.5 对点云数据抽稀应符合下列规定:

　　a) 扫描目标物表面曲率变化不大区域用均匀抽稀, 抽稀的原则满足建模时点密度要求;

　　b) 扫描目标物表面曲率变化明显区域采用保持特征的抽稀, 根据法向量变化和曲率识别特征区域进行抽稀。

　　d) 着色后的三维点云数据不得出现明显的点云接缝;

　　e) 主要立面和石窟寺内历史价值较高的局部的点云数据为彩色, 应反映数字化对象实际材质的图案、 材质、 颜色等, 不应存在明显点云接缝。

　　8. 7.7 三维点云数据精度应符合下列规定:

　　a) 石窟寺整体点云特征点间距中误差小于10 mm;

　　b) 石窟寺局部点云特征点间距中误差小于2 mm;

　　C) 针对存在近距测量有困难的石窟寺数字化工作时, 特征点间距中误差可放宽至15 mm

　　8. 7.8 存储格式: TXT、 E57、 PLY、 PTS、 LAS、 XYZ、 RCS、 RCP 等。

　　8. 7.9 命名格式见本文件9中的 "三维点云数据"。

　　8. 8 1 :500地形图制作

　　8.8. 1 应符合GB/T 7931 2008的要求。

　　8. 8.2 应通过以纹理模型、 三维点云数据为基础进行立体采集的方式获取。

　　8. 8. 3 存储格式: DWG、PDF、 JPG等。

　　8.8. 4 命名格式见本文件9中的 "1:500地形图"。

　　8. 9 测绘图纸绘制

　　8.9. 1 应利用三维点云数据和各个需绘制图面的数字正射影像叠加制作工作底图。

　　8. 9.2 平面图、 立面图、 剖面图制作应符合GB/T 50001 2017 、GB/T 50103 2010 、GB/T 50104 2010、 GB/T 12979 2024的要求。

　　8. 9. 3 剖面图宜采用点云切片方式绘制, 使切片点云投影到平面, 基于投影点云描绘, 其中点云切片厚度不得大于所确定中误差的2 倍。

　　8. 9. 4 平面图、 立面图、 剖面图的结构尺寸应实地检核, 中误差小于等于5 mm。

　　8. 9.5 存储格式: DWG 、PDF、 JPG等。

　　8.9. 6 命名格式见本文件9中的 "测绘图纸"。

　　9 数据成果

　　应符合表1的要求。

　　表1 数据成果清单

　　表2 成果质量检查描述 (续)

　　DB43/T 3424 2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 14950 2009 摄影测量与遥感术语

　　[2] GB/T 15314 2024 精密工程测量规范

　　[3] GB/T 17941 2008 数字测绘成果质量要求

　　[4] CJ J/T 8 2011 城市测量规范

　　[5] CJ J/T 73 2019 卫星定位城市测量技术规范

　　[6] CH/T 9016 2012 三维地理信息模型生产规范

　　[7] DB 43/T 2638 2023 文物建筑属性数据采集技术规范

　　[8] DB 14/T 2873 2022 石窟寺文物近景摄影测量三维数字化采集规程

　　[9] JJG 100 2018 全站型电子测速仪检定规程

　　[10] JJG 2101 2019 数字水准仪检定规程

　　[11] 《湖南省文物保护单位管理办法》 (2022)