石窟寺保護(hù)與傳承山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞石窟病害機(jī)理研究、保護(hù)與修復(fù)理論研究、考古研究、病害防治材料與技術(shù)研究、石窟保存環(huán)境與環(huán)境控制技術(shù)研究、監(jiān)測(cè)分析技術(shù)應(yīng)用研究、數(shù)字化保護(hù)及應(yīng)用研究等七個(gè)方向開(kāi)展基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)。在此基礎(chǔ)上，制定文物保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成文物保護(hù)科學(xué)評(píng)價(jià)體系。

　　一、石窟病害機(jī)理研究。通過(guò)調(diào)查、監(jiān)測(cè)、檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室模擬、理論分析等技術(shù)手段，研究各類(lèi)石窟病害形成和產(chǎn)生的機(jī)理，為開(kāi)展石窟寺保護(hù)工作提供科學(xué)依據(jù)。

　　針對(duì)石窟寺巖體整體穩(wěn)定狀態(tài)、表層巖體掏蝕剝蝕狀態(tài)、風(fēng)化作用侵蝕剝落狀態(tài)、石雕像可溶鹽侵蝕作用狀態(tài)等各種影響因素作用下,各種保存狀態(tài)的安全性、發(fā)展演化趨勢(shì)進(jìn)行保存狀態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查和記錄。采用多種無(wú)損微損現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)方法對(duì)表層巖體結(jié)構(gòu)特征及病害形成機(jī)理分析。取樣實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析，對(duì)各種破壞形式的石窟寺巖體穩(wěn)定性狀態(tài)及演化趨勢(shì)進(jìn)行分析，查明影響因素，探尋破壞機(jī)理和殘損演化破壞速度。

　　采用電法、離子分析法、特征部位探測(cè)分析等方法，調(diào)查及研究石窟山體鹽分聚散規(guī)律，查明可溶鹽分布規(guī)律、特征，以及破壞作用模式，建立鹽分運(yùn)移場(chǎng)。

　　調(diào)查石窟山體降水入滲，采用裂隙測(cè)量與統(tǒng)計(jì)分析，建立裂隙滲水通道模型，對(duì)洞窟的溫度、濕度、氣流連續(xù)密集監(jiān)測(cè)，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)展石窟山體水汽循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究等，建立水分運(yùn)移場(chǎng)。

　　融合多因素耦合試驗(yàn)、文物材料實(shí)驗(yàn)室分析、現(xiàn)場(chǎng)原位無(wú)損檢測(cè)及前期研究成果等數(shù)據(jù)信息，基于大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，探尋“文物本體-文物環(huán)境-文物病害”之間的關(guān)聯(lián)性，建立石窟寺風(fēng)化機(jī)理模型，實(shí)現(xiàn)石窟文物風(fēng)化趨勢(shì)的智能預(yù)測(cè)。

　　二、保護(hù)與修復(fù)理論研究。正確的保護(hù)與修復(fù)理論研究是支撐和指導(dǎo)保護(hù)工作實(shí)踐發(fā)展的方向性保障。針對(duì)目前在石窟寺保護(hù)修復(fù)領(lǐng)域修復(fù)理論和理念不明確、不系統(tǒng)的現(xiàn)象，以解決當(dāng)前文物自身保護(hù)需求、人文社會(huì)需求和技術(shù)條件限制之間的矛盾為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際保護(hù)科研和實(shí)際工作，積極探索石窟寺保護(hù)的理論和理念，使其與現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求相結(jié)合，綜合考慮文物數(shù)量、地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、人員素質(zhì)、發(fā)展現(xiàn)狀等因素，逐步凝練并形成一套符合自身特點(diǎn)的石窟寺文物保護(hù)理論。

　　虛擬修復(fù)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究。內(nèi)容包括：①文物三維模型幾何特征提取：文物三維幾何特征提取是文物虛擬修復(fù)理論與方法中的重要幾何基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。②幾何對(duì)稱(chēng)的文物自動(dòng)虛擬修復(fù)技術(shù)：通過(guò)自動(dòng)化提取軸對(duì)稱(chēng)性的文物的對(duì)稱(chēng)軸，自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行虛擬復(fù)原。③基于高層次場(chǎng)景知識(shí)的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)文物虛擬修復(fù)技術(shù)：通過(guò)高層次場(chǎng)景知識(shí)，對(duì)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)文物建立虛擬修復(fù)模型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)文物修復(fù)。綜合利用三維激光掃描、高光譜、熱紅外、探地雷達(dá)等新的遙感技術(shù)，研究文物的光譜特性，開(kāi)展新的遙感技術(shù)在歷史文化遺產(chǎn)的發(fā)現(xiàn)、歷史信息還原、出土文物的無(wú)損鑒定、彩繪、壁畫(huà)修復(fù)等方面的應(yīng)用。

　　三、考古研究。開(kāi)展石窟寺考古研究，編寫(xiě)包括所有洞窟全面系統(tǒng)的文字記錄、測(cè)繪圖和照片等基礎(chǔ)信息的考古報(bào)告，為石窟寺保護(hù)及國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展云岡石窟研究提供全面系統(tǒng)的基礎(chǔ)資料。應(yīng)用三維信息提取技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)、洞窟造像色彩分析等多學(xué)科現(xiàn)代科技研究方法，對(duì)石窟寺雕刻、遺址、遺跡等進(jìn)行綜合研究，充分發(fā)掘石窟文物的歷史、科學(xué)、藝術(shù)等價(jià)值，對(duì)石窟寺的價(jià)值進(jìn)行全面、科學(xué)的評(píng)估，為石窟文物保護(hù)和科學(xué)維修提供考古學(xué)依據(jù)。

　　考古技術(shù)研究。利用三維激光掃描、攝影測(cè)量、RTK、高光譜技術(shù)、遙感等現(xiàn)代測(cè)繪、三維重建、地理信息系統(tǒng)、物探技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)與計(jì)算機(jī)圖形圖像等數(shù)字技術(shù)，對(duì)考古發(fā)掘和研究中出現(xiàn)的考古信息進(jìn)行采集、數(shù)字化、編輯、成圖、分析、模擬，根本上是實(shí)現(xiàn)對(duì)遺跡及遺跡間關(guān)系的數(shù)字化記錄，包括文字記錄、測(cè)量記錄、圖斑記錄等。

　　考古報(bào)告成果集成。目前對(duì)于考古成果缺少對(duì)遺址的全面記錄，數(shù)字化技術(shù)的介入，使得測(cè)量成果、圖斑成果等有了新的呈現(xiàn)方式，成果形態(tài)也發(fā)生了變化；現(xiàn)在考古任務(wù)是對(duì)考古客觀性的記錄、成果形態(tài)的記錄。數(shù)字化考古工作是云岡考古的核心工作，一方面將完成“云岡石窟在數(shù)字化技術(shù)下的考古報(bào)告”的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)以石窟寺報(bào)告為核心的石窟寺考古工作。另一方面以文物保護(hù)、數(shù)字云岡為基礎(chǔ)，用高科技實(shí)現(xiàn)考古產(chǎn)出、考古報(bào)告，建立完整的集成考古報(bào)告、病害信息等一體化的數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　四、病害防治材料與技術(shù)研究。根據(jù)石窟寺保護(hù)研究的需求，開(kāi)展現(xiàn)代檢測(cè)分析手段在石窟寺保護(hù)中的應(yīng)用技術(shù)研究，重點(diǎn)研究文物現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損或微損分析檢測(cè)技術(shù)手段的適應(yīng)性和應(yīng)用模式。逐步建立適用于石窟寺文物保護(hù)研究檢測(cè)分析的系統(tǒng)性無(wú)損或微損方法體系，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為科學(xué)認(rèn)識(shí)病害及其產(chǎn)生機(jī)理，評(píng)估石窟寺保護(hù)技術(shù)和材料的防治效果提供科學(xué)依據(jù)。

　　石窟寺病害防治材料技術(shù)研究。制定病害分類(lèi)規(guī)范和勘察規(guī)范，在開(kāi)展石窟寺病害調(diào)查和病害機(jī)理研究基礎(chǔ)上，研究病害治理方法。基本思路是防治結(jié)合，解決病害產(chǎn)生的內(nèi)因及外因問(wèn)題。主要包括：水害防治材料與技術(shù)，石雕表面污染物清洗材料與技術(shù)，巖體加固材料與技術(shù)，防風(fēng)化材料與技術(shù)，石雕修復(fù)材料與技術(shù)等方面。建立病害現(xiàn)狀及防治效果評(píng)價(jià)體系。

　　五、石窟保存環(huán)境與環(huán)境控制技術(shù)研究。石窟寺文物在長(zhǎng)期保存過(guò)程中會(huì)因病害發(fā)展、自然環(huán)境變化等原因而產(chǎn)生表面與內(nèi)在特征的微小變化，如壁畫(huà)的起甲與皰疹、剝落與開(kāi)裂等。多年以來(lái)，國(guó)內(nèi)大型石窟保護(hù)管理單位十分注重對(duì)石窟所處的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但如何使石窟寺環(huán)境監(jiān)測(cè)更有針對(duì)性？如何使常規(guī)的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段更加適應(yīng)解決石窟環(huán)境監(jiān)測(cè)的需求？石窟的最佳保存環(huán)境是什么？如何控制石窟保存環(huán)境等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。因此以解決石窟寺環(huán)境監(jiān)測(cè)的熱點(diǎn)、難點(diǎn)和瓶頸問(wèn)題為基礎(chǔ)，利用一切有利的科技手段，科學(xué)研究石窟寺文物的最佳保存環(huán)境并在此基礎(chǔ)上研究控制或改善石窟保存環(huán)境的技術(shù)和方法，并形成相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，是改善石窟寺保存狀況的基礎(chǔ)。

　　實(shí)驗(yàn)室將研究包括對(duì)文物本體的微小變化長(zhǎng)期連續(xù)感知監(jiān)測(cè)、周?chē)匀画h(huán)境和地質(zhì)環(huán)境的關(guān)聯(lián)監(jiān)測(cè)，形成監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)理論框架和描述體系，研發(fā)相應(yīng)的裝備和系統(tǒng)，并利用計(jì)算機(jī)、信息通信等多種學(xué)科搭建和完善升級(jí)石窟寺文物本體及保存環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，得以實(shí)現(xiàn)搭建石窟的最佳保存環(huán)境的目標(biāo)。