携帯型LiDAR-カメラ測量システムに基づく考古学発掘の動的記録：舞王墩（Wuwangdun）全過程記録の事例

なぜこの古代墓が今日重要なのか

考古学者が古代の墓を発掘するとき、それは歴史を明らかにする行為であると同時に、二度と同じ状態には戻らない遺構と遺物の配置を破壊する行為でもあります。土が取り除かれた瞬間に、元の光景は永遠に失われます。本稿は、中国の研究チームが高速で携帯可能な3Dスキャンシステムを用い、掘削の各段階で舞王墩王墓を並外れて詳細に記録し、壊れやすい遺物を保護しつつ将来の世代が研究できる恒久的なデジタル記録を作成した経緯を示します。

圧力下にある王墓

舞王墩の墓は古代の楚国に属し、約2,000年以上前に中国で大きな勢力を持っていた国家に関係します。大規模で良好に保存された楚の墓は稀でありながら、その時代の政治、信仰、技術、日常生活に関する重要な手がかりを含んでいます。都市の拡張や環境変化、盗掘といった現代的脅威により、こうした遺跡は短期間で損傷したり失われたりし得ます。考古学者は現場を恒久的に変えてしまう発掘を急がざるを得ないことが多く、この緊急性と保存の両立という葛藤が、舞王墩の作業を進めながらより良く記録する手法の模索を促しました。

スケッチと遅い3D法の限界

従来の現場記録は手描き図や写真に依存しており、微妙な詳細を見落としがちで、複雑な空間の形状を完全に捉えることはできません。フォトグラメトリやドローン調査のような新しいデジタル3D手法は詳細なモデルを作成できますが、処理に何時間から何日もかかることが多く、通常は人や道具を撤去して現場をクリアにする必要があります。舞王墩では金属製の覆いが衛星信号を遮りドローンを使えず、梁で支えられた狭い室内は装備の設置スペースも限られていました。チームは、迅速で精度が高く、常に人の活動がある混雑した保護された発掘現場でも機能する手法を必要としていました。

現場を歩いて使うスキャナ—生きた発掘向け

これらの課題に対処するため、研究者たちはレーザースキャナ（LiDAR）と360度カメラを伸縮ポールに組み合わせた携帯型の測量システムを構築しました。操作員は梁の安全経路に沿って歩きながら、スキャナは1秒間に何万回もの距離を測定し、カメラは全周画像を撮影します。およそ5分で墓室全体をカバーでき、約30分ほどでデータを詳細な3D表現に処理できます。巧妙な数理処理によってすべてのスキャンが固定参照点で定められた安定した座標系に結び付けられるため、金属屋根の下で衛星測位が不安定でも、日ごとのデータセットは前日と概ね1センチ程度の誤差で整合します。

人を消して墓を残す

発掘は人や道具、仮設支持が絶えず墓面を遮る活発な作業です。作業を一時停止させる代わりに、チームは高度な視覚モデルを訓練して、考古学者、シャベル、プラスチック管などの移動物体を自動で認識し画像からマスクするようにしました。まず全周写真を通常の視点に射影し、モデルに墓以外の要素をハイライトさせ、それらのマスクを元のパノラマと対応するレーザーポイントに投影し戻します。その結果、遺物や遺構は残しつつ作業者や機材をデジタル的に取り除いた“クリーン”な墓の版が得られ、最終モデルの誤差や欠損が減少します。

変動する土壌から信頼できるデジタルツインへ

同期化されたレーザーと画像データを用いて、研究者たちは発掘の各段階ごとに主に二つの成果物を生成します：平面的で地図のような上空画像（オルソフォト）とテクスチャ付きの3Dモデルです。木板が取り除かれ室が開放されると、新たなスキャンが区画の変化や遺物の正確な位置を捉えます。九つの墓室それぞれのオルソフォトは大きさ、攪乱、盗掘の違いを明らかにし、3Dモデルは遺物同士の奥行き関係を示します。既知点の測定では、これらの成果物の位置精度は概ね1センチ程度で、日ごとの比較ではさらに高い整合性が得られました。最終的にチームは、全過程を追跡する62枚の高解像度地図と62の詳細な3Dモデルを作成しました。

過去と未来にとっての意義

一般読者にとっての要点は明快です：この手法は壊れやすく一度きりの発掘を、いつでも再訪できる持続的で計測可能なデジタル記録に変えるということです。ポール装着のレーザーと全周カメラで舞王墩を迅速にスキャンし、時間を越えてデータを整合させ人や道具をデジタルに除去するスマートなソフトウェアを用いることで、チームは現場作業を遅らせることなく遺跡を豊かに記録しました。このワークフローは遺物の露出時間を短くし、現場から離れて慎重な研究を可能にし、仮想再発掘、教育、保全計画の道を開きます。同様のシステムが広がれば、より多くの考古学的発掘がこのように徹底的に記録され、かつて土が隠していた取り返しのつかない痕跡を保存できる可能性が高まります。

引用: Ou, W., Hu, Q., Wang, S. et al. Dynamically documenting archaeological excavations based on a portable LiDAR-camera mapping system: the Wuwangdun full-process recording example. npj Herit. Sci. 14, 237 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02515-6

キーワード: 考古学的3D記録, LiDAR測量, デジタル遺産, 墓葬発掘, 舞王墩（楚墓）