近日,天津大学建筑学院李哲老师携带设备参与波利尼西亚Moorea岛生态科考与建筑遗产调查活动,这是建筑学院无人机建筑信息采集技术首次走出国门。

Moorea岛是法属波利尼西亚群岛中的第二大岛,该岛面积132平方公里(周长60多公里),最高峰1207米,是世界著名的的自然与人文遗产地。由美国加州大学、英国牛津大学、法国第八、第十、第十二大学、瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)等共同发起并由20个以上世界知名大学合作、参与的Moorea Avatar项目旨在对该岛以及周边岛屿的人文遗迹、生态资源进行调查与保护。

图1:Moorea岛

建筑学院李哲副教授自2015年11月至2016年11月在瑞士苏黎世联邦理工学院做访问学者,研究任务之一就是利用其多年的遗产地低空信息采集研究经验,参与Moorea Avatar项目。

日前,李哲作为低空信息采集的核心实施人员参与了岛上为期22天的调查工作,并获得一系列成果:

1.使用从天津大学带去的微型无人机设备测绘了在茂密雨林内部的古代波利尼西亚人的神庙、住所、活动场所等建筑遗迹。

由于遗迹全部被树木遮盖,使用传统的航测手段难以获得建筑三维模型或测绘图,李哲老师,克服重重困难,开创了树冠层下飞行的新模式,并且安全完成作业。该方法对于我国南方植物茂盛地区的建筑遗迹测绘具有重要的借鉴意义。

图2:雨林树冠层下的超近距离新飞行作业方式

图3:神庙遗迹群示意图

图4:无人机树下穿行获得的雨林内的古代波利尼西亚神庙建筑遗迹(未经拼接整理的初步数据)

图5:无人机测绘快速获得雨林荫蔽下的古代射箭场遗址三维模型

2.首次调查、拍摄到波利尼西亚悬棺/崖葬遗迹。

世界上崖葬只分布在中国、琉球、菲律宾、美拉尼西亚、波利尼西亚几个地区。Moorea岛的Puhino山崖洞众多,被认为是潜在的崖葬地,但从未调查取证。本次李哲副教授使用无人机近距离对18万平方米的崖体表面进行扫描式的调查,拍摄众多崖洞内的现状,终于发现了古波利尼西亚的崖棺遗物,并对崖洞以及整体山崖进行了三维测绘,该数据将用于后续的遗产申报、记录、保护。

图6:无人机测绘获得的18万平方米Puhino山崖三维模型

图7:在某崖洞内首次发现的原木加工式崖棺遗物

3.低空10米高度泻湖水生物拍摄调查。

使用无人机在海面10米低空拍摄,可清晰分辨潜水区域珊瑚等水下生物的分布、生长状态,从而部分替代潜水人员操作,以更快的速度完成海岸生态调查。

图8:珊瑚生长现状记录

图9:多张照片拼接而成珊瑚泻湖区域整体正射影像

除了以上成果之外,李哲副教授还完成了对岛屿北侧24公里长海岸带的拍摄,用于此生态敏感区域的记录和沿海全部现代建筑的精细三维建模。上述丰富成果获得了美国、法国合作方科研人员的高度评价。据悉,该项目此前也曾有工作人员使用无人机设备开展相似拍摄活动,但受到专业经验、技术水平限制,从未获得如此丰富、细致的成果。

此次李哲副教授以天津大学访问学者的身份开展基于无人机的Moorea岛建筑测绘、遗迹调查、生态现状记录,充分展示了我校在此领域的研究水平,提高了我校国际知名度。李哲的工作效率、专业能力给法方项目主持人留下深刻印象,已受对方邀请在六月份的第二次波利尼西亚现场作业之时,飞行工作范围从Moorea岛拓展到Tetiaroa岛等多地。同时,李哲也表示在和多国、多专业科研工作者合作的过程中体会了跨地域、跨领域科研的重要性以及常见的工作流程、模式,受益良多。

目前该调查活动还处在建筑三维数据内业处理阶段,至五月份才能全部完成。