可持续的城市管理不仅需要关注繁忙的地面城市系统，也须兼顾地下的基础建设和公用设施，以及隐藏的文化遗产及其背后的故事。香港理工大学（理大）在地理空间与近地表地球物理科技领域一直处于领先地位，积极推动土地测量相关研究，促进文化保育及可持续城市环境的发展。
理大土地测量及地理信息学系副系主任（教学）和教授赖纬乐教授，带领研究团队运用多项先进技术，在城市地下勘探科研领域取得突破。从探测城市基础设施问题，例如空洞及管道泄漏，以至发掘隐藏的历史遗产，赖教授的研究成果均推动了多项具深远影响的技术应用。
赖教授表示：「医生昔日为了诊断病情，往往需要在病人身上开刀进行检查。如今，随着磁力共振(MRI)和计算机断层扫描(CT)等非侵入式影像技术的出现，医学诊断方式已彻底改变。同样地，在建筑领域，我们也从传统的钻孔检测，发展到使用非侵入式技术进行地下勘察。随着技术进步，探地雷达（GPR）的应用早已超越基本的定位、成像、检查及监测建筑工程，涵盖地下管线、道路路面、隧道衬砌等多个层面。 」
以地理空间科技推动文化遗产的考古发掘
赖教授的一项研究重点，充分发挥了理大的跨学科研究优势，创新地结合地理空间与近地表地球物理的技术，应用于考古勘探领域。他的研究团队与来自不同机构的历史及考古学专家携手合作，为历史背景的解读和小区教育带来积极贡献。
研究团队建构并应用一套四阶段的地理空间技术方法，应用于遗迹及考古地点的测绘与分析，探索香港战时及薄扶林历史建筑。他们的研究于2023年至2026年间获创新科技署的「创新及科技基金」两项目资助。
为了实施这套四阶段方法，研究团队首先分析旧地图、历史文献、及各国的航空照片，以识别隐藏于历史遗迹中的潜在特征，例如二战时期已消失的遗迹。然后，团队利用来自政府的机载光达数据，或理大土地测量及地理信息学系的无人机分析地面光达的点云数据，建立三维数码地形模型，并于地理信息系统（GIS）中进行地理配准。随后，他们透过红色地形影像图（RRIM）分析地形开放度，揭示隐藏在林中深处的结构细节。
团队以卫星导航抵达目的地，并运用地面三维雷射激光扫描进行实地验证与成像，重建历史样貌填补空白。目前，团队亦正研发深度学习驱动的特征描述技术，以应用于大范围的考古调查。最后，实地考察工作包括对遗址进行混合空地三维建模的调查和验证，然后利用这些建模结果，在室内环境中产生3D扩增实境模型。
赖教授的研究团队运用了这套创新方案，不仅透过地理空间技术揭示了战争遗迹与墓葬等隐藏特征，亦结合探地雷达、无人机红外线热成像、磁力仪与金属探测器，有效识别出地下结构。相关研究成果以「利用机载和地面雷射扫描技术揭示二战遗产」为题，已发表于《遗产》（Heritage）期刊。
此外，团队亦成功协助一个来自加拿大的家庭，成功寻获其海员曾祖父Pickthrone先生在香港坟场的疑似安葬地，这发现为家属带来深切慰藉。这项研究成果与其科学方法，以「利用了探地雷达与地理空间技术的墓葬考古调查」为题，刊登于《考古科学》（Archaeological Science）杂志。
赖教授表示：「我们的研究突破了传统科学家的角色界限。我们与历史学家、考古学家、学校和非政府组织合作，创新地运用三层次地理空间技术方案，去揭示并理解那些隐藏于森林或植被下的珍贵历史遗迹。在过去两年半，我们这支跨学科团队共举办了逾40场STEAM讲座、工作坊、实地考察及艺术科技展览，直接吸引了逾4,800名学生和公众参与。这项跨学科的实践，证明了科学与艺术能够彼此补足，而真诚的合作往往带来意想不到的发现。」
