不用親臨現(xiàn)場，在電腦上就能看清長城上的每一條磚縫，了解凍融、降水、地震等自然現(xiàn)象對長城本體的影響，掌握長城病害發(fā)生規(guī)律……近日，懷柔區(qū)長城數(shù)字化展示工程(箭扣段)啟動，今年年底完工。屆時將形成基礎(chǔ)信息、監(jiān)測保護、科學(xué)研究3大中心，實現(xiàn)基礎(chǔ)信息可視化、病害及安防監(jiān)測自動化、宣傳傳播形象化，箭扣長城也將完成“數(shù)字孿生”。
組裝設(shè)備
翼展近2米的固定翼無人機、搭載的相機有5個鏡頭的傾斜攝影無人機、白色的小型無人機……4月14日早上8點多，記者驅(qū)車下了京承高速、經(jīng)過雁棲島，又走了30多公里盤山路，來到被箭扣長城環(huán)抱的雁棲鎮(zhèn)西柵子村。
拍攝前的準備
村西長城腳下，五架無人機一字排開
，技術(shù)人員正在組裝調(diào)試。當天，它們分工合作在長城內(nèi)外、上下進行拍攝、采集數(shù)據(jù)。
“懷柔區(qū)長城數(shù)字化展示工程(箭扣段)項目分三個階段進行，包括基礎(chǔ)信息采集階段、監(jiān)測設(shè)施建設(shè)階段、軟件平臺研發(fā)階段。”懷柔區(qū)文物所所長張彤告訴記者。數(shù)據(jù)采集階段近期剛剛開始，要趁樹葉全長出來遮擋墻體之前完成。
數(shù)據(jù)采集采用傾斜攝影(采集分辨率1厘米)、激光雷達(可穿透植被、獲取墻體三維數(shù)據(jù))、三維激光雷達等多源融合、空地融合技術(shù)，盡可能完整的獲取長城高精度三維數(shù)據(jù)。“長城隨著山體高低起伏，從平面上看也是彎轉(zhuǎn)的。傾斜攝影的無人機上搭載的相機有5個鏡頭，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的航線，能夠隨著山體起伏、高低彎轉(zhuǎn)貼著長城飛行，5個攝像頭可以從5個角度同時拍攝到墻體、地面等等，采集到更完整、更精準的長城數(shù)據(jù)。”現(xiàn)場技術(shù)負責(zé)人亢瑋介紹。對于無人機飛不了的敵臺，就用人工拿相機拍攝作為補充，一個保存相對完整的敵臺需要拍攝3000張左右的照片。
不光科技含量高，此次數(shù)據(jù)采集的范圍也擴大了，從長城本體拓展到城墻兩側(cè)3公里范圍內(nèi)，采集內(nèi)容除長城本體外，還納入了兩側(cè)的附屬文物，長城所在區(qū)域的植被水系等生態(tài)環(huán)境、人文環(huán)境，以期最客觀的反映長城所處的環(huán)境。
第二階段是監(jiān)測設(shè)施建設(shè)階段，將圍繞長城本體及周邊環(huán)境，布設(shè)氣象、環(huán)境、災(zāi)害等多種智能傳感設(shè)備，建立長城本體及周邊環(huán)境的智能監(jiān)測體系。有了智能監(jiān)測體系，長城有一點風(fēng)吹草動數(shù)據(jù)都會同步到監(jiān)測平臺上，便于管理者即時掌握長城動態(tài)，按需作出科學(xué)處置。而且可以持續(xù)、連貫地收集、積累數(shù)據(jù)，為科學(xué)研究提供依據(jù)。
第三階段是軟件平臺研發(fā)，即如何科學(xué)有效地利用監(jiān)測數(shù)據(jù)開展長城保護和病害規(guī)律、修繕技術(shù)標準等相關(guān)研究。包括通過圖像識別、大數(shù)據(jù)分析并結(jié)合長城病害、歷史記錄等研究資料，實現(xiàn)一定程度的病害自動識別監(jiān)測，建立起長城數(shù)字保護標準體系等。
項目完成時，將建起三個中心——基礎(chǔ)信息中心、監(jiān)測保護中心、科學(xué)研究中心。公眾可以通過基礎(chǔ)信息中心在“數(shù)字博物館”身臨其境欣賞長城之美;監(jiān)測保護中心可以幫助監(jiān)測人員和主管部門提高長城保護水平;科學(xué)研究中心開展明代磚石長城保護規(guī)律和技術(shù)標準研究，為全國做示范。三個中心將實現(xiàn)對長城文物的保存、分析、研究、再現(xiàn)和傳播。
據(jù)了解，作為長城國家文化公園北京段的核心展區(qū)
，箭扣段長城具有歷史文化價值厚重、景觀類型豐富、保存規(guī)模較大的特點。2020年，全國第一家“長城保護修復(fù)實踐基地”落戶在箭扣長城腳下。2021年底，《長城國家文化公園(北京段)建設(shè)保護規(guī)劃》發(fā)布，將實施10項標志性項目，含3個國家級項目。
箭扣段長城研究性保護修繕工程是10個項目中的“示范樣板工程”，也是3個國家級項目之一，將探索長城保護、考古、研究的新模式，形成可復(fù)制推廣的長城保護修繕理念和技術(shù)方法，以引領(lǐng)全國長城保護修繕行動。懷柔區(qū)長城數(shù)字化展示工程(箭扣段)正是該項目建設(shè)內(nèi)容之一。
