摘要：当前，数字孪生技术发展的成熟度逐年提升，应用优势也日益增长，在物质文化遗产数字化建设中的应用，可以实时监测和控制物质文化遗产，及时发现和处理潜在的损坏和危害因素，有利于更全面、深入地认识和保护物质文化遗产，使它们在数字空间中得以延续和传承，也有利于提供科学的依据和方法论，普及与传播物质文化遗产，以及创新修复方式，所以本文分析了数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用方式。

关键词：数字孪生技术；物质文化遗产；数字化建设

所谓“数字孪生技术”，指的是一种利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程的技术。工作人员可以借助模型对现实环境之中的行为或者状况进行模仿，以此准确判断，实现正确的事务管理，所以通过利用数字孪生技术开展物质文化遗产的管理，有利于提升管理质量，有效保护物质文化遗产。

一、数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用的意义

1.保护物质文化遗产

首先，数字孪生技术可以对物质文化遗产进行高精度的数字化建模，包括颜色、形状、材料等细节，实现对其全面、细致的记录和保存，即使物质文化遗产遭受了损坏，也可以利用数字模型进行复原和修复，保留其原貌。其次，数字孪生技术可以通过模拟环境的变化，提前预测物质文化遗产可能面临的损害情况，为文物保护工作提供重要参考，有利于及时采取保护措施，防止文化遗产进一步受损[1]。最后，数字孪生技术可以实现物质文化遗产的数字化展示和传播，人们可以在数字孪生环境中对文化遗产进行虚拟游览，了解其历史背景、文化内涵等信息，不仅扩大了受众范围，也使得文化遗产的传播更为广泛。

2.强化物质文化遗产管理质量

首先，数字孪生技术可以通过对物质文化遗产的实时监控和数据采集，为管理者提供及时、准确的信息，帮助其更好地了解文化遗产的状态和变化情况，能够提高决策的科学性和准确性。其次，数字孪生技术可以实现物质文化遗产的数字化存储和管理，使得信息更加集中、有序，便于查询和检索，提高了管理效率，降低了信息丢失的风险。最后，数字孪生技术还可以通过模拟和预测，帮助管理者提前发现潜在的问题和风险，制定科学、有效的管理策略，从而降低管理成本，提高管理质量。

二、数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用

1.建立物质文化遗产虚拟模型

数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用中，建立物质文化遗产虚拟模型是一个关键步骤，通过建立虚拟模型，可以对物质文化遗产进行数字化表示，实现对其全面、细致的记录和保存。首先，对物质文化遗产进行全面的数据采集，包括几何形状、颜色、纹理、材料等细节信息，通过激光扫描、摄影测量、三维重建等技术实现。其次，根据采集的数据，利用数字孪生技术建立物质文化遗产的虚拟模型，使用专业的建模软件，如Blender、3D Studio Max等，根据数据点云进行模型重建，并在建立初步的虚拟模型后，进行模型的优化和调整，可以确保模型的精度和细节表现，在此过程中还需要对模型进行修复、平滑、纹理映射等操作。最后，为了使虚拟模型具有交互性和展示性，可以添加交互功能和展示平台，通过Unity、Unreal Engine等游戏引擎或专业展示软件，将虚拟模型集成到一个可交互的数字孪生环境中，实现虚拟游览、视角切换、动画演示等功能。通过建立物质文化遗产的虚拟模型，实现对其数字化表示和保存用于展示、研究和教育等方面，提高公众对文化遗产价值的认识和尊重程度[2]。

2.构建物质文化遗产数字孪生应用场景

构建数字孪生应用场景，可以实现物质文化遗产的实时监控、虚拟游览、保护修复等方面的应用。构建物质文化遗产数字孪生应用场景中，首先，明确应用场景的需求，例如实时监控、虚拟游览、保护修复等，根据需求，制定相应的技术方案和实施计划。其次，为了实现实时监控，需要将传感器和监测系统集成到数字孪生模型中，例如，可以集成温度传感器、湿度传感器、加速度计等，对物质文化遗产的状态进行实时监测和数据采集。为了实现数字孪生应用场景的智能化控制和自动化监测，需要开发相应的控制逻辑和算法，例如，可以开发基于机器学习的预测算法，对物质文化遗产的状态进行预测和预警。最后，在构建数字孪生应用场景后，需要进行充分的测试和验证，以确保其功能和性能符合预期要求，测试和验证可以通过模拟实验、实地试验等方式进行。以此将数字孪生应用场景部署到实际场景中，并进行长期监测和维护，并不断优化和完善数字孪生模型和控制逻辑，适应物质文化遗产的变化和保护需求[3]。

3.生成物质文化遗产数字孪生数据中心

建立数字孪生数据中心，可以对物质文化遗产的相关数据进行集中存储、管理和分析，为保护、研究和展示等工作提供有力支持。通过实地测量、文献资料、专家咨询等方式获取物质文化遗产的相关数据，并对物质文化遗产的相关数据进行处理和分析。使用数据挖掘、机器学习等技术，对数据进行分类、聚类、特征提取等操作，提取关键特征和参数，为物质文化遗产的保护、研究和展示等工作提供支持，并将数据以图形、图像、动画等形式呈现出来，方便用户理解和分析，以此提高物质文化遗产的管理效率。

三、结束语

综上所述，为实现数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用，通过建立物质文化遗产虚拟模型，构建具体的应用场景，生成数据中心等形式，有利于建立科学合理的物质文化遗产保护手段，为物质文化遗产数字化建设与管理工作奠定基础，通过数字孪生技术重新诠释和再现文化遗产，推动艺术和设计的创新，公众也可以通过虚拟现实技术更深入地了解文化遗产的重要性，甚至参与到保护工作中，为物质文化遗产的保护、传承和创新提供强有力的支持。

参考文献：

[1]崔红.云南省哈尼族非物质文化遗产的数字化保护研究[J].云南农业大学学报（社会科学），2023，18（1）：1.

[2]马文昕.BIM+GIS数字孪生技术在煤矿全景数字化智能综合管控中的应用[J].中国高新科技，2022（16）：39-41.

[3]刘志鹏，赵毅.数字孪生技术在石油化工企业数字化转型中的应用研究[J].石油化工自动化，2022，58（5）：6.