可持續的城市管理不僅需要關注繁忙的地面城市系統，也須兼顧地下的基礎建設和公用設施，以及隱藏的文化遺產及其背後的故事。香港理工大學（理大）在地理空間與近地表地球物理科技領域一直處於領先地位，積極推動土地測量相關研究，促進文化保育及可持續城市環境的發展。
理大土地測量及地理資訊學系副系主任（教學）和教授賴緯樂教授，帶領研究團隊運用多項先進技術，在城市地下勘探科研領域取得突破。從探測城市基礎設施問題，例如空洞及管道洩漏，以至發掘隱藏的歷史遺產，賴教授的研究成果均推動了多項具深遠影響的技術應用。
賴教授表示：「醫生昔日為了診斷病情，往往需要在病人身上開刀進行檢查。如今，隨著磁力共振(MRI)和電腦斷層掃描(CT)等非侵入式影像技術的出現，醫學診斷方式已徹底改變。同樣地，在建築領域，我們也從傳統的鑽孔檢測，發展到使用非侵入式技術進行地下勘察。隨著技術進步，探地雷達（GPR）的應用早已超越基本的定位、成像、檢查及監測建築工程，涵蓋地下管線、道路路面、隧道襯砌等多個層面。 」
以地理空間科技推動文化遺產的考古發掘
賴教授的一項研究重點，充分發揮了理大的跨學科研究優勢，創新地結合地理空間與近地表地球物理的技術，應用於考古勘探領域。他的研究團隊與來自不同機構的歷史及考古學專家攜手合作，為歷史背景的解讀和社區教育帶來積極貢獻。
研究團隊建構並應用一套四階段的地理空間技術方法，應用於遺跡及考古地點的測繪與分析，探索香港戰時及薄扶林歷史建築。他們的研究於2023年至2026年間獲創新科技署的「創新及科技基金」兩項目資助。
為了實施這套四階段方法，研究團隊首先分析舊地圖、歷史文獻、及各國的航空照片，以識別隱藏於歷史遺跡中的潛在特徵，例如二戰時期已消失的遺跡。然後，團隊利用來自政府的機載光達數據，或理大土地測量及地理資訊學系的無人機分析地面光達的點雲資料，建立三維數碼地形模型，並於地理資訊系統（GIS）中進行地理配準。隨後，他們透過紅色地形影像圖（RRIM）分析地形開放度，揭示隱藏在林中深處的結構細節。
團隊以衛星導航抵達目的地，並運用地面三維雷射激光掃描進行實地驗證與成像，重建歷史樣貌填補空白。目前，團隊亦正研發深度學習驅動的特徵描述技術，以應用於大範圍的考古調查。最後，實地考察工作包括對遺址進行混合空地三維建模的調查和驗證，然後利用這些建模結果，在室內環境中產生3D擴增實境模型。
賴教授的研究團隊運用了這套創新方案，不僅透過地理空間技術揭示了戰爭遺跡與墓葬等隱藏特徵，亦結合探地雷達、無人機紅外線熱成像、磁力儀與金屬探測器，有效識別出地下結構。相關研究成果以「利用機載和地面雷射掃描技術揭示二戰遺產」為題，已發表於《遺產》（Heritage）期刊。
此外，團隊亦成功協助一個來自加拿大的家庭，成功尋獲其海員曾祖父Pickthrone先生在香港墳場的疑似安葬地，這發現為家屬帶來深切慰藉。這項研究成果與其科學方法，以「利用了探地雷達與地理空間技術的墓葬考古調查」為題，刊登於《考古科學》（Archaeological Science）雜誌。
賴教授表示：「我們的研究突破了傳統科學家的角色界限。我們與歷史學家、考古學家、學校和非政府組織合作，創新地運用三層次地理空間技術方案，去揭示並理解那些隱藏於森林或植被下的珍貴歷史遺跡。在過去兩年半，我們這支跨學科團隊共舉辦了逾40場STEAM講座、工作坊、實地考察及藝術科技展覽，直接吸引了逾4,800名學生和公眾參與。這項跨學科的實踐，證明了科學與藝術能夠彼此補足，而真誠的合作往往帶來意想不到的發現。」
