NavVis VLX在传统村落建筑遗产保护中的应用

传统村落指形成于民国之前的村庄。传统村落蕴藏着丰富的历史信息和文化景观，是中国农耕文明留下的宝贵遗产。在选址、规划等方面，传统村落拥有民族文化、地域文化和特定历史时期的典型特征，具备一定科学、历史、文化、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。传统村落中的建筑遗产保存了完整历史风貌，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，保留了丰富的历史文化信息。

传统村落在山西省内的分布十分广泛，省辖各地级市域内皆有分布。就集中度而言，位于沁河、丹河流域的晋城市传统村落分布数量最多，占全省总数三分之一左右，晋中、临汾等沿汾河密集带次之，吕梁、运城等沿黄河密集带又次之，第四为阳泉、长治等沿太行山密集带；另外，还有北部内外长城区域的大同、朔州。因分布广泛，传统村落的建筑遗产在省内还形成了地域特色，可被划分为晋南、晋东南、晋中、晋北等四大区域。

山西属黄土高原与华北平原的过度地带，省内地形以山地高原为主，地势东北高西南低，山地、丘陵占全省总面积的80.1%，平原仅占19.9%。东部以太行山脉为主体，西部以吕梁山为主干，中部分布断陷盆地，形成“两山夹一盆”的格局‌。省内河流分属黄河、海河两大水系，汾河为省内最长河流。地形导致气候垂直分异明显，东部山地阻挡暖湿气流，西部高原干燥少雨。山西省“表里山河”的地形特征，既是生态屏障，也塑造了其独特的资源分布与历史文化格局。

受地形、气候等自然因素影响，山西传统村落多选址在山地河谷，沿河岸开阔地修建，既有可观的耕地，也可就近取水灌溉，且古代驿道、商路也多沿河道平行开凿，为村落经济发展提供了便利。以沿太行密集带分布的古村落为例，这些古村落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，具有易守难攻的军事防御优势。传统村落在选址上依循背山面水、负阴抱阳的原则，选择在背靠群山、面向河流的地带建立村落，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，阳泉传统村落属暖温带季风气候，日照充足，夏季雨水充沛，冬季降雨较少，春秋多风，气候干燥。村域植被种类丰富，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，动物有松鼠、野鸡、兔子、狼等。

阳泉西部、晋中市、临汾市地处断陷盆地，地势较为平坦，此地的传统村落多在平原建造，村内街巷布局相较山村规整，建筑遗产沿街巷排列，建筑群格局清晰，历史风貌良好。以阳泉城区某村为例，该村位于城市西南郊，是典型的城乡结合部。村落选址北依杨家岭，南临漾泉河，体现了典型的传统人居选址观。村落历史文化底蕴深厚，民风淳朴，环山抱水、背风朝阳、泉水丰富，主要水源有泉水、河流、水井、泉渠等。

山西传统村落有着深厚的文化底蕴，无论是建筑文化遗产，还是活态传承的非物质文化遗产都具有鲜明的历史价值、美学价值和地域文化特征。

在建筑文化领域，山西传统村落聚集了数量众多、规模庞大的建筑遗产，呈连片密集分布，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，许多传统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建造的宅院，后期迁入的家族向村落北、南、东、西四面扩展，村中主要街道贯穿东西南北，与穿过村落的古代驿道、商道连通，是传统村落与外界联系的主要通道，道路两侧往往分布有为商旅服务的商业建筑。进入村落的空间节点处会建立关阁等防御设施，或建戏台、寺庙等娱乐和宗教设施。

传统村落建筑遗产依山而建，与地形环境结合良好。建筑遗产非常丰富，不仅历史悠久、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。就建造年代而言，建筑遗产最早建成年代可追溯至宋元时期，明清、民国、建国初期诞生的建筑遗产数量较多，见证了山西五百年来的建筑文化发展史和地域文化交流互动的过程。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，也有由单一院落构成的小型民居，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。商业建筑包括当铺、商铺、醋坊、大车店等。防御建筑为城楼、关隘，构筑物为古井、古磨。在太行山地区的村落里，这些建筑多沿山势地形呈阶梯式分布，有些建筑群从**级台阶起，要登76级台阶才能到达最高一层建筑，上下落差极大。在晋中、临汾等地形平缓的盆地平原地区，建筑遗产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，见证了明清以来该地区的生活方式和文化特色。

在传统村落居民社群中，会活态传承一些历史上流传下来的民俗文化，其价值较高者被列入***、省级非物质文化遗产名录。例如，山西娘子关一带传统村落中传承的民俗活动跑马排已于2021年入选第五批***非物质文化遗产名录。该活动起源于唐代军营信使传递信息的方式，后演变为正月十六举行的节庆表演，参与者身着古装骑乘无鞍裸马，在长100米的青石古巷中模拟古代驿兵疾驰，展现军事信史文化特色。此外，上会、社火、晋剧、响马传等民俗文化都不同程度的列入了省级、市级、区级非物质文化遗产名录。

山西传统村落往往毗邻驿道、商道，不同地域间的人员、商贸往来促成了村落经济的发展和繁荣，村落也成为了这些古老驿道和商路上的人员集散节点。时过境迁，驿道、商路及受其影响的地区已成为线性文化遗产，沿线分布的传统村落则成为线性文化遗产上的重要遗产节点。太行八径之井径、中俄万里茶道、近代走西口路线都是经过山西省的跨省界、跨国境大型线性文化遗产，传统村落的形成发展深受历史上形成的驿道、商道影响，其建筑遗产也与商道途经其他区域的历史建筑有着建造技艺、文化、审美上的特殊联系，具有比较研究价值。

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建筑遗产、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方法来克服参观文化遗产的时间、空间限制，避免因参观活动或其他原因造成的文化遗产受损等问题的发生，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，通过有效采集传统村落建筑遗产的内外信息，进行数据处理、数据存储和档案编制，为后续建筑工程绘图、传统村落数字展示、保护更新规划的编制、线性文化遗产比对研究与整体保护奠定数据基础。

山西作为我国文化遗产大省，对传统村落的保护非常重视，始终坚持保护为先、利用为基，加强活化利用，建立全方位的保护传承体系。例如，通过多次田野调查编制了全省619个中国传统村落保护档案；发布《山西省传统村落保护条例》，完成保护与发展规划的编制；支持传统村落集中连片保护利用项目，打造了一批各具特色的传统村落集中连片示范区；重点进行传统村落活化利用，开展传统村落信息化测绘、数字化影像资料采集制作，并积极将数字化采集成果应用于建筑遗产修复改造、乡村风貌提升整治、村落文化遗产现代化展示传播。

前期的田野摸底调查、高清摄影、航空摄影等基础工作已为山西传统村落数字化展示平台的建立初步奠定基础，中国传统村落数字博物馆既为前期调查成果的初步数字化展示平台。中国传统村落数字博物馆是传统村落展示的数字化平台和村落学术资源的交流平台，于2018年4月正式开通上线，截至2020年共收录376个传统村落信息，包括航空摄影图片、高清摄影信息和文字资料，集中展现中国传统村落丰富的文化遗产和孕育的农耕文明，增强国家文化软实力。

采集数据是对传统村落建筑遗产进行数字化保护的基础，后期的村落更新、环境政治、图纸绘制、展示传播皆以采集数据为基础。传统村落数字化保护是一项大型工程，需采集数据的建筑遗产数量众多，采集内容包括航拍建筑群地形图、建筑立面摄影、装饰细节摄影、空间VR全景采集、三维激光点云采集等。具体工作流程如下：

**，前期基础数据采集，包括村志、村史、古籍等文献研究资料，以往普查记录档案，建筑遗产历次改造修复的工程资料。对收集资料进行系统性电子化处理，实现基础资料数据化，以**保存。

第二，现场环境勘查，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，制定合理数字化保护方案。

第三，进行外业采集，获取村落建筑遗产影像、点云、VR全景信息。

第四，进行数据整理，生成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，后期用于绘制图纸、编制档案、展示传播。传统村落 保护档案内容包括历史沿革、保存价值、产权与使用信息、现状和病害评估、测绘图集、影像图集、资料汇总等。

面对繁重的数据采集与处理工作，使用携带方便、能适应各种复杂环境、采集效率高且质量佳的数字化设备至关重要。这些数据将为后期传统村落保护规划编制、更新改造方案设计、现代化展示传播、线性文化遗产与文化线路全面研究保护等工作的开展，提供全面而精准的数据依托。

NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统凭借其高精度激光扫描与全景影像同步采集能力，可在复杂的村落环境中快速获取建筑遗产内外空间数据，适应狭窄巷道与不规则地形，大幅缩短外业时间。同时，其生成的点云模型与纹理映射清晰准确，为后续修缮设计、虚拟展示及文化档案留存提供了可靠的数据支撑，显著提升传统村落保护工作的效率与科学性。NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统在传统村落数字化保护中的应用优势如下：

**，NavVis VLX是基于SLAM技术开发的穿戴式移动激光扫描设备，可在移动过程中对周边环境进行同步测绘制图，穿戴方便、便携性强、设备性能优异。较强的现实捕捉能力使其成为测绘专业人员赖以信任的常备工具，并引领了移动激光扫描系统的发展。

第二，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统能满足工程建设、建筑测绘、现实捕捉等工作对便携式激光扫描设备和获取高质量数据的需求。针对传统村落建筑遗产数量众多、建筑群规模庞大、周边地形复杂、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采集人员克服周边环境带来的种种困境，获得建筑遗产高质量点云和720°VR全景影像。

第三，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统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。非常适合在穿统村落建筑群、建筑室内等空间狭窄或光照不足的环境中进行空间点云数据和影像信息采集。

第四，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统能通过激光雷达传感器捕获建筑遗产高质量点云数据及720度全景图像，直观了解传统村落建筑群环境信息。扫描系统设计独特，激光雷达被置于**扫描位置，结合支撑式背带，可让工作人员在体感舒适的情况下长时间扫描，为详实的环境数据采集提供充分灵活性。

第五，后期NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统采集的传统村落建筑点云可与无人机航拍点云融合，生成建筑遗产完整点云模型，可用于正射影像图获取和建筑图纸绘制。此外，NavVis VLX扫描时同步采集的VR全景影像可提供导航浏览体验。

智图云三维可视化平台是与NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统相配套的采集数据后期处理应用平台，在传统村落建筑遗产空间中采集的三维场景多源数据经平台处理、三维重建后，可为用户提供决策、交互、管理、分析等服务。在数据处理过程中，平台实现了测量平台录入的锚点信息和全站仪测量坐标信息双流程合二为一，有效缩短数据处理时间，提高工作效率，节省人力成本。通过智图云三维可视化平台处理，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统采集的传统村落建筑遗产全景影像数据能生成二维路径地图，实现二三维数据联动展示，为使用者提供沉浸式的导航浏览体验服务。

智图云三维可视化平台具有较强数据兼容性，能兼容三维扫描数据、全景影像、平面图、BIM、电子地图、实景模型等数据，轻松实现多领域多场景数字化。平台无需安装任何软件或插件即可通过任一浏览器访问，为观众提供720°全景影像+激光点云展示，具有轻量化特点。由NavVis VLX采集传统村落数据在智图云三维可视化平台保障下可在多用途、多领域实现高效应用。

NavVis VLX穿戴式移动激光扫描系统采集传统村落建筑遗产数据经智图云三维可视化平台处理后所能进行的数据应用成果如下：

**，完整的建筑点云模型。全面采集了传统村落建筑遗产内外点云数据，生成点云模型，后期可用来构建传统村落建筑遗产的三维可视化模型，实现数据存档、遗产监测，并为保护规划编制、环境整治、遗产更新提供基本数据依据。

第二，建筑全景影像数据。全面采集了传统村落建筑遗产720°全景影像，生成了虚拟现实（VR）全景影像数据，为传统村落建筑遗产全景浏览、沉浸式导航、线上虚拟展示，奠定了坚实的数据基础；也为后期多地域传统村落、历史街区建筑遗产数据集成，同平台浏览、比对、研究，线性文化遗产或文化线路整体保护、利用、开发方案的制定，储备了可靠的基础数据。

第三，多源数据融合利用。平台融合了点云、全景影像、高清图像等多源数据，后期可添加三维模型、电子文献、建筑图纸、文字档案等数据资料，设置热点解说，是传统村落建筑遗产监测管理、更新利用、环境整治、展览展示的综合信息服务平台。

NavVis VLX可穿戴移动扫描系统具有便捷性、舒适性、高度适应性等特点，在山西传统村落建筑遗产的数字化保护工作中应用效果良好，尤其在数据采集的效率和质量上优势明显，采集数据完整且质量精度高。NavVis VLX采集数据经智图云三维可视化平台处理集成后，在建筑遗产图纸绘制、传统村落环境数字化展示、线性遗产节点区域比对研究等领域都极有应用价值，为文化遗产区域保护、文化线路研究、古村落遗产现代化传播展示奠定良好的数据基础。（文中部分图片来源于网络，如侵联删）