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文物古建筑及古树名木物联网智能无损检测技术

作为珍贵的文物和历史文化遗产，古建筑及古树名木受到各级政府的重点保护，定期勘查和分析文物古建筑及古树名木健康状况成为文物保护必不可少的重要环节。对园林古建筑及古树名木进行无损检测可直接为养护管理服务，也可为建立其健康档案提供依据，具有显著的社会和经济效益。本项目研发成功具有自主知识产权的便携式林木应力波无损检测仪，开发了相应的断层成像软件；提出了结合物联网、应力波、微钻阻力、探地雷达等多种技术于一体的综合无损检测方案。项目组拥有美国产的 TRU 树木雷达探测仪、德国产的 PICUS 三维断层成像检测仪和 Resistgraph 微钻阻力仪、美国产的 SOC710VP® 便携式高光谱成像光谱仪等先进林木检测仪器。能够对各种类型的古树名木、进口原木、城市行道树、文物古建筑木结构进行健康监测或质量分级。该项目成果获得了 2015 年度浙江省科技进步二等奖。2015 年 3 月 17 日，中央电视台科教频道为本项目成果制作了 1 小时的专题节目。技术指标：（1）基于物联网技术实现文物古建筑、古树名木养护等信息的远程智能监控与管理；（2）利用基于连续波阵面展开及曲线路径跟踪的图像反演算法，提高林木应力波断层成像精度；（3）基于近红外光谱的木材性能退化分析评估方法，准确分析木材的纤维素、木质素含量以及结晶度和聚合度；（4）建立雷达电磁波介电常数与木材含水量、纤维方向角之间的关系模型，准确分析古树名木内部结构及根系分布情况。效益分析：我国几百年甚至更久远的古典建筑及古树名木众多，极具保护价值。本项目的研究成果将为园林古建筑及古树名木保护发挥重要作用，提高信息化水平，降低人力成本，并产生良好的社会和经济效益。应用情况：本项目研究成果已在北京天安门管委会、浙江省林业厅、杭州天目山国家级自然保护区、无锡市园林局、扬州市园林局、杭州市园文局、杭州灵隐寺、丽水市林业局、湖州市林业局、余杭区林业局、上海建工集团、浙江德升木业有限公司等单位实际应用，成效显著。典型应用案例包括北京天安门朝房检测、北京宋庆龄故居检测、杭州天目山自然保护区古树名木健康检测、扬州瘦西湖公园古树检测、扬州个园及何园景区古树检测、无锡梅园古树检测、杭州城市行道树检测等文物保护项目。授权专利：基于单层线性网络的无线传感器网络数据验证方法 CN201010290813.0 基于应力波技术的木材无损检测系统 CN201120310446.6

江南大学 2021-04-13