技術(shù)賦能 古建逢春

周晨亮 田瀟 王倩

“文化和自然遺產(chǎn)是不可估價(jià)且無(wú)法替代的財(cái)產(chǎn)，具有‘突出普遍價(jià)值，需加以特殊保護(hù)，我們要尊重各個(gè)歷史時(shí)代的完整信息，通過(guò)技術(shù)賦能等手段，盡可能使其延年益壽?！北本┦形奈锞贮h組書(shū)記、局長(zhǎng)陳名杰說(shuō)。

“開(kāi)展中軸線(xiàn)遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)工作，用數(shù)字技術(shù)賦能遺產(chǎn)保護(hù)與整治。”

“太廟是明清兩代皇家祖廟，也是中國(guó)現(xiàn)存最完整、規(guī)模最大的皇家祖先祭祀建筑群。用數(shù)字化的手段精細(xì)地表現(xiàn)和記錄太廟的特點(diǎn)，對(duì)于太廟的宣傳展示、保護(hù)修繕和數(shù)字化管理會(huì)有很大幫助。”北京市勞動(dòng)人民文化宮黨委書(shū)記、主任李鵬說(shuō)。

“在北京市文物局的領(lǐng)導(dǎo)下，我們已經(jīng)對(duì)鐘鼓樓、萬(wàn)寧橋、先農(nóng)壇、永定門(mén)等開(kāi)展了三維數(shù)字化掃描工作，從文物騰退、保護(hù)和環(huán)境整治等方面為北京中軸線(xiàn)遺產(chǎn)保護(hù)提供了高精度、三維立體的空間數(shù)據(jù)底板。”北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院黨委書(shū)記劉虹說(shuō)。

北京中軸線(xiàn)是歷史留給北京的豐厚遺產(chǎn)，需要測(cè)繪技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)等精確手段，有效保存其歷史和現(xiàn)狀信息的真實(shí)性、完整性。北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院，對(duì)北京城歷史文化價(jià)值挖掘與研究有著近70年的持續(xù)數(shù)據(jù)積累與沉淀。2021年，北京市文物局和北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合推出“實(shí)景三維中軸線(xiàn)”。

中軸線(xiàn)有著多樣的要素環(huán)境，囊括了房屋、道路、公園、水系、綠地等多種地物類(lèi)型。在實(shí)景三維測(cè)繪中，需要精準(zhǔn)測(cè)繪出建筑高度、體量并監(jiān)測(cè)其變化，利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析形成安全、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)保護(hù)措施，從而最大限度避免人為和非人為的破壞。

“以太廟為例，對(duì)太廟的測(cè)繪需要采集太廟范圍內(nèi)古建筑、地面、臺(tái)階、附屬文物設(shè)施、道路、圍墻、古樹(shù)等的三維立體點(diǎn)云信息，以及詳細(xì)的圖片資料。實(shí)景三維的數(shù)據(jù)量龐大，要以TB（太字節(jié)）為單位統(tǒng)計(jì)?！北本┦袦y(cè)繪設(shè)計(jì)研究院首都功能核心區(qū)部部長(zhǎng)唐曉旭介紹。

文物古建的特殊結(jié)構(gòu)和獨(dú)特造型，決定了其測(cè)繪的特殊性。依托數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)不需要像過(guò)去一樣搭建腳手架到古建本體上進(jìn)行測(cè)量。利用三維激光掃描、無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量、貼近攝影測(cè)量等測(cè)繪技術(shù)，引入計(jì)算機(jī)的超大數(shù)據(jù)處理，極大地提升了建筑測(cè)繪工作效率及測(cè)繪成果的準(zhǔn)確性，測(cè)繪數(shù)據(jù)精度達(dá)到毫米級(jí)。

北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院大數(shù)據(jù)中心主任陶迎春介紹，三維激光掃描與點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以全方位、高精度、立體記錄信息，并且從多視角、多維度對(duì)建筑體進(jìn)行詳細(xì)研究和分析。三維成果在數(shù)據(jù)展示與瀏覽、景觀(guān)視廊與天際線(xiàn)表達(dá)、建筑規(guī)模分析與高度管控等方面有著重要的作用?！霸诤笃谶M(jìn)行歷史建筑的價(jià)值評(píng)估、本體修繕時(shí)，三維數(shù)據(jù)信息也是非常珍貴的原始數(shù)據(jù)?！?h3>“做好防災(zāi)減災(zāi)工作，為北京中軸線(xiàn)古建保護(hù)出一份力。”

北京氣象學(xué)會(huì)從2022年開(kāi)始舉辦“首都‘中軸線(xiàn)歷史文化與氣候環(huán)境研學(xué)之旅”，在主題為“北京中軸線(xiàn)古建筑防雷探討”的講座上，北京市氣象探測(cè)中心（北京市觀(guān)象臺(tái)）高級(jí)工程師李京校講到：“自1420年故宮建成至2014年間的雷電災(zāi)害事故資料顯示，有記錄的雷擊災(zāi)害有51起，雷電災(zāi)害都發(fā)生在5-9月，主要集中在6-8月，其中8月最多；雷電災(zāi)害發(fā)生在故宮南部建筑的次數(shù)多于北部，發(fā)生在中軸線(xiàn)上的多于兩側(cè)，太和殿被雷擊次數(shù)最多；遭雷擊次數(shù)最多的部位是古建頂部的吻獸?！?p>

北京市氣象部門(mén)統(tǒng)計(jì)分析表明，北京地區(qū)雷暴系統(tǒng)的主要移動(dòng)路徑之一為西山—八里莊—故宮—朝陽(yáng)門(mén)—十八里店—宋家莊—百子灣—通州，從西北到東南，恰巧經(jīng)過(guò)故宮；其次，建筑的高大、飛檐翹角的林立、部分建筑防雷裝置的不完善（1957年前基本無(wú)防雷裝置）是故宮易遭雷擊的直接原因。

“雷災(zāi)頻次與雷電活動(dòng)等致災(zāi)因子一般呈正相關(guān)，與人類(lèi)、建筑和電子信息設(shè)備等承災(zāi)體的脆弱程度也相關(guān)，其中雷電活動(dòng)又和氣候、地理等孕災(zāi)環(huán)境有關(guān)。我們難以改變致災(zāi)因子和孕災(zāi)環(huán)境，但可以增強(qiáng)承災(zāi)體的抵抗性，如在故宮安裝防雷裝置，以減少或避免故宮發(fā)生雷擊事故?！崩罹┬Ｕf(shuō)。

隨著科技的發(fā)展，《古建筑防雷工程技術(shù)規(guī)范》《古建筑防雷設(shè)計(jì)與安裝》《文物建筑防雷技術(shù)規(guī)范》等國(guó)標(biāo)、行標(biāo)文件出臺(tái)，為古建防雷保護(hù)提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。近些年隨著安防設(shè)備、消防控制設(shè)備等電子設(shè)備的增多，古建單位逐漸重視針對(duì)感應(yīng)雷擊的防護(hù)，安裝了相應(yīng)的浪涌保護(hù)器、雷電預(yù)警裝置，完善相應(yīng)的電磁屏蔽措施等。李京校說(shuō)：“未雨綢繆、防患于未然。我們會(huì)利用好自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，做好防災(zāi)減災(zāi)工作，為北京中軸線(xiàn)古建保護(hù)出一份力?！?h3>“我們希望能將北京中軸線(xiàn)文化轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化資源保留并延續(xù)下去?！?/h3>

2021年9月，騰訊與北京市文物局達(dá)成合作，成立“數(shù)字中軸”項(xiàng)目組。騰訊可持續(xù)社會(huì)價(jià)值事業(yè)部（SSV）數(shù)字文化實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、騰訊研究院副院長(zhǎng)舒展介紹，“數(shù)字中軸”一方面打造了北京中軸線(xiàn)官網(wǎng)，創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)了九個(gè)跨時(shí)空展界面。另一方面，在微信上推出“云上中軸”小程序，人們足不出戶(hù)即可觀(guān)賞北京中軸線(xiàn)上的主要地標(biāo)建筑。

除此之外，在“數(shù)字中軸”項(xiàng)目下，舒展和同事們還致力于“北京中軸線(xiàn)文化遺產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)”的構(gòu)建，通過(guò)關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)、結(jié)果與趨勢(shì)、重要案例匯編的形式，綜合呈現(xiàn)北京中軸線(xiàn)文化遺產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展情況?！斑@個(gè)指數(shù)將有助于聯(lián)合國(guó)教科文組織準(zhǔn)確了解北京中軸線(xiàn)文化遺產(chǎn)發(fā)展情況。同時(shí)，這也將為北京中軸線(xiàn)相關(guān)的保護(hù)發(fā)展工作提供決策參考?！笔嬲拐f(shuō)。

不僅如此，舒展和團(tuán)隊(duì)還通過(guò)多種方式獲得數(shù)字資源?！奥曇羰菙?shù)字化領(lǐng)域中容易被大家忽略的元素，但其實(shí)它是3D和4D世界中不可或缺的維度?！笔嬲菇榻B，通過(guò)與聲音愛(ài)好者和北京的許多聲音博物館合作，他和團(tuán)隊(duì)收集了很多老北京特色聲音，并聯(lián)合青少年，利用微信的AI作曲功能，加入已收集到的“晨鐘、暮鼓、鴿哨、寒暄”老北京四大特色聲音內(nèi)容，最終創(chuàng)作出以“中軸”為主題、青少年填詞、AI編曲的音樂(lè)數(shù)字。

對(duì)未來(lái)，舒展表示，還計(jì)劃運(yùn)用AI、VR、裸眼3D等數(shù)字技術(shù)，以線(xiàn)上數(shù)字展和線(xiàn)下沉浸式展覽融合的方式，打造融合北京古都?xì)v史與現(xiàn)代城市景觀(guān)的互動(dòng)展項(xiàng)。“希望以此展示中國(guó)傳統(tǒng)哲學(xué)思想、禮制文化以及高超絕妙的營(yíng)城理念與建造水平?！?/p>