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    文博技术产品

    光谱成像技术在文保领域的应用

    发布时间:2015-11-20沈志学

    QQ截图20151120163248.png

        我国作为一个文物大国,伴随过往数千年的历史文明进程,诞生了无数历史文物并遗留至今,面临人为破坏、自然老化和恶劣环境的复杂影响,在文物保护、复原、无损鉴定等方面具有强烈的技术需求。


        光谱成像技术是一种典型的非接触性无损检测技术,可同时获取文物样品的空间和光谱信息,根据不同材质文物的“光谱指纹”特征可实现对大型壁画、古画、古籍资料等文物的探测、复原、无损鉴定等工作,在文物保护和鉴定方面具有重要的技术应用价值。


        光谱分析技术是自然科学研究中一种重要的研究手段,能检测到被测物体的物理结构和化学成分等指征。光谱成像技术是光谱分析技术和图像分析技术发展的必然结果,是二者完美结合的产物。光谱成像技术不仅具有光谱分辨能力,还有图像分辨能力,可以对被测物体进行定性、定量和定位分析。


        现有光谱成像设备并非针对文物应用专门设计,例如,成像方式、数据格式、照明光源都未考虑到文物应用的具体条件。光谱图像分析处理软件基本面向航空航天遥感应用领域,与文物领域应用需求有一定差异。目前我国文物保护领域对光谱成像装备有着迫切的技术需求,光谱成像设备的国外垄断阻碍了光谱成像技术在文保领域的推广使用。


        高光谱成像技术在文保领域的应用包括:区分和识别材料,揭示模糊的或被遮蔽的特征,识别古迹上的字迹;研究艺术品的绘画特点以及所用材料,复原损坏的艺术品;监控绘画光漆降解过程,探测退化标志和研究环境的影响;保护艺术品以及揭示艺术品的历史渊源;检测分析地表异常,辅助确定考古发现。


        以高光谱成像技术应用于壁画的保护与修复来说,利用光谱成像原理对壁画进行多波段光谱成像,可以对壁画的现存色彩、壁画病害表现特征、颜料组成、绘画技法做科学且翔实的无损调查和记录。光谱摄影在壁画现状调查及绘画技法研究中的应用是可行的,可将壁画病害直观化,有助于了解壁画病害的现状信息,为壁画保护修复、病害预防提供了现实的依据。


        又如在遥感考古中的应用。遥感技术能够反映地面及近地表面地物的光谱特征。遥感考古是通过遥感探测到的地面异常来发现文物遗存。文物遗存影响它们对太阳辐射能的吸收和发射及其热发射特性,能引起表面地物波谱特征的微弱变化,从而成为遥感考古的主要探查标志。研究表明,在没有任何地面“常规”考古线索情况下,利用高光谱遥感方法进行考古是有效的;高光谱遥感技术能探测和识别微弱的地物光谱异常,值得进行考古应用深入研究;高光谱遥感考古在土壤裸露且经过较长时间暴晒后效果最好。光谱成像技术要在文物保护领域发挥更大的作用,需要硬件设备的有力保障,同时需要设备研发单位和文物专业单位的紧密配合,针对文保应用共同探索、开发相关技术和设备。

    (作者单位:中国工程物理研究院流体物理研究所)


    编辑高游