原标题:把长城“搬进”博物馆要几步
4年多时间,研究人员跨越10个省区,对明长城全线进行无盲区数字化测绘,采集到多万张实景图片,并建立了长城全线实景三维数据库,目前已覆盖90%的人工墙体段,并已扩展到汉、北朝、唐、宋、清等多朝代遗存。
在两千多年的时光冲刷下,长城早已从农牧经济藩篱,演化为承载历史的文化血脉。
人迹罕至处,历经岁月侵蚀和自然风化,这道历史奇迹渐渐沾染上岁月的痕迹,藏在其中的秘密也在渐渐隐去。
科研团队利用最新科技对长城进行测绘,以期获得精准数据,用数字手段复原长城。虚实之间,发现长城。
“我们驾‘飞机’乘‘坦克’,循着古代典籍的线索,去探索长城的奥秘。”不久前,在天津博物馆举办的天津大学长城研究和数字成果展上,天津大学建筑学院研究员李哲感慨道。
李哲身后,几千年的历史和现代科技在这一刻交汇。
从3年开始,李哲所在的天津大学建筑学院教授张玉坤团队就与长城结缘,年底启动了“长城全线实景三维图像”采集工程。
4年多时间,该团队跨越10个省区,对明长城全线进行无盲区数字化测绘,采集到多万张实景图片,并建立了长城全线实景三维数据库,目前已覆盖90%的人工墙体段,并已扩展到汉、北朝、唐、宋、清等多朝代遗存。
无人机测绘轻松采集长城海量实景图
“你看到长城上这个不起眼的洞了吗?用肉眼看,可能觉得这就是一个破损,容易忽略。”李哲指着照片对科技日报记者说,“基于长城全线实景三维数据库,在AI技术辅助下发现这些疑点图像并再次实地踏勘,我们就能甄别出这是长城的暗门。”
多数新发现都是基于对长城全线三维图像的掌控,而海量实景图片的拍摄则是基础中的基础。
之前国家文物局曾联合国家测绘局等单位进行长城资源调查,已经把长城的长度、坐标、年代、保存基本状况等信息都搜集得很完备,但有关长城的细节、设施调查比较缺乏,比如长城病害的全线分布位置在哪,长城的细节构造、设施和装饰等。长城全线实景三维图像的采集工程正是要补上这缺少的一环。
李哲认为,这项工作不能盲人摸象,只看局部,全面了解也不能是粗线条勾勒,而是要做细账。
“做细账要求数据的颗粒度要细,即采集到的照片分辨率要精细到能看到每一块砖缝,同时还得是多角度连续性的。”李哲说,之前的资源调查工作平均每公里只获得8张代表性照片,而此项工程每公里需要采集距离均匀、多角度照片约张。
长城蜿蜒数千公里,大多地处偏远,多盘踞在险峻陡峭之地,使用卫星、载人飞机等高空遥感测绘手段,很难拍摄到长城的各个面。且由于城墙在三维空间上扭曲分布,若观测者身处其中则无法判断整体布局。
“高空拍不全,站在地面拍摄,有时连落脚的地方都没有。”李哲介绍,团队从4年起就开始将无人机低空信息采集技术应用其中,无人机测绘的精细跟随式、扫描式的作业以及多功能化可完成多种数据采集的能力,使其成为此次工程最为高效的数据采集手段。
无人机能沿着蜿蜒的墙体,对长城的侧面、顶面,甚至是敌楼室内进行详细的探查。作为载体,无人机还能携带不同的传感器变身不同功能的测绘设备。“无人机+普通相机”,可以进行拍摄、航测;“无人机+红外相机”,可以对长城进行热辐射量成像,从而探查长城的一些内部构造或者隐藏设施;“无人机+激光雷达”,可以用激光从空中扫描树下遗迹,再通过技术手段把树的数据“剥离”出去,就可以清晰地看到隐藏在树下的长城图像。
有了无人机测绘助力,数据采集如虎添翼,团队成员李严深有感触。
“先有城后有墙,镇城、路城、卫城、所城、堡城也是长城防御系统重要组成部分。”负责城这一部分测量的李严告诉记者,最初测量周长都是靠人工步行、皮尺丈量,速度慢不说,如遇到两个山包间修建在山坡上的墙体,皮尺就无能为力了。应用传统测绘手段,一天最多测量两个城,而无人机测绘,飞上一圈只需10分钟,就能把整个城的数据完整地采集到。
不过使用新型的测量方法也往往会带来很多问题,在这个过程中最需要