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高光谱成像技术在文物保护领域应用现状

发布时间:2023-04-04
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高光谱成像系统最近几年来在国际上有了较大程度的发展,在文物保护领域也有了一定的应用。本文结合相关理论研究和学术论文,简单汇总了高光谱成像技术在文物保护领域应用现状。

高光谱成像系统最近几年来在国际上有了较大程度的发展,在文物保护领域也有了一定的应用。本文结合相关理论研究和学术论文,简单汇总了高光谱成像技术在文物保护领域应用现状。


文物


国际应用现状

意大利Dvoptic开发了不同类型的高光谱扫描仪,可以针对各种壁画,纺织品,书法绘画等进行高光谱成像。

英国Foster+Freeman公司开发的VSC6000系统已经广泛应用于文字笔迹的分析。

美国Headwall公司结合可见近红外光谱系统也开发了整套的高光谱扫描系统可以对书画、纺织品等进行高光谱成像。

德国的XIMEA公司开发了基于法布里一帕罗滤光片的高光谱系统,并可以提供一整套高光谱分析方案对字画等样品实现高光谱成像。这些系统实现了小范围的高光谱成像,但目前还不能够针对大幅面的书画作品进行光谱成像。

一些早期的研究利用了光谱技术对文物进行分析,但主要使用不成像的光纤光谱仪。随着高光谱成像系统的发展高光谱在文物保护方面的应用逐渐增多,并成为一个研究热点。目前国内外进行了相当多的利用成像光谱技术分析文物的案例。

1998年,Baronti等用成像光谱技术分析了收藏于佛罗伦萨乌菲兹艺术馆的 Luca Signorelli的油画。Mansfield等用基于液晶可调滤光片来区别收藏于温尼伯艺术馆的16世纪的一幅画上有机墨和矿物墨区分了墨及墨分解产物的区域。Casini等用400~1600nm光谱范围的成像光谱系统来研究Pon-tormo的油画,基于两种黄色颜料的光谱特征的区别提供了两种颜料的分布图。牛津大学的Bodle-ian研究小组使用高光谱系统对鲍尔的植物和动物画进行分析。比利时安特卫普大学StijnLegrand团队结合高光谱系统和X射线断层扫描技术对历史画作不同波段信息进行了分析。美国国家艺术馆、意大利国家研究委员会等也在不同程度上将高光谱成像技术用于文物研究,也有些研究将高光谱技术与其他成分分析手段相结合。


国内应用现状

国内使用高光谱系统对文物进行分析的起步较晚。西北工业大学何明一使用了高光谱设备对历史文化遗迹出土文物进行了分析但是给出的结果较少。巩梦婷等利用光谱角填图技术进行了中国画颜料分类与识别;王乐乐、孙美君等应用高光谱成像技术进行壁画研究;西南科技大学的武锋强也使用高光谱系统对壁画中的颜料成分进行了分析对比了其和朱砂与石青等颜料的相似性。周霄等应用高光谱成像进行中国云冈石窟砂岩风化状况分布研究;马文武等基于地面高光谱遥感进行了石碑特征信息提取;中国科技大学考古系龚德才4研究了古代丝绸老化程度与1000波数吸收峰强度的关系;高光谱遥感也应用到了遗址现场考古领域例如2013年陕西大型遗址区域采用高光谱航空遥感进行考古勘测,谭克龙、田庆久等利用高光谱成像设备进行了遗址考古研究。

总体来说国内外利用高光谱成像技术对文物的研究正在蓬勃发展使用高光谱成像技术开展文物保护研究具有广阔的前景。但目前的研究主要集中在可见光/近红外波段(400~1000nm),近年来也有一些研究的波段扩展到1000~1700m。

 


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