微信图片_2023030309152012.png

中文EnglishРусский язык한국어

当前位置 : 首页 >> 看中国 >> 正文

技术赋能 古建逢春

2023-03-15      撰文 本刊记者 周晨亮 田潇 王倩

  • e0e7eb6e4c8562f6ce78667605b877d.jpg

    2023年2月17日,北京市测绘设计研究院的工作人员使用站式三维激光扫描仪在太庙测绘。 摄影 徐讯/人民画报

  • 20b92c262edef4bdc8b1a97f04cff3d.jpg

    2023年2月17日,北京市测绘设计研究院的工作人员对太庙正殿进行测绘。 摄影 徐讯/人民画报

  • _INB3790.jpg

    北京市气象探测中心(北京市观象台)这座百年气象台站,系统地、连续地记录着京城的晴雨冷暖、气候变迁,在中轴线雷电防护、精细预报和人工影响天气服务等工作中成效显著。 摄影 秦斌/人民画报

  • _INB3691.jpg

    北京市气象探测中心(北京市观象台)这座百年气象台站,系统地、连续地记录着京城的晴雨冷暖、气候变迁,在中轴线雷电防护、精细预报和人工影响天气服务等工作中成效显著。 摄影 秦斌/人民画报

  • 12b7273c905f3c6b3bfdf1639844d95.jpg

    使用“云上中轴”小程序,公众可以在“云端”了解北京中轴线上的遗产点,领略古都北京中轴线壮丽美景。 摄影 秦斌/人民画报

< >

  “文化和自然遗产是不可估价且无法替代的财产,具有‘突出普遍价值’,需加以特殊保护,我们要尊重各个历史时代的完整信息,通过技术赋能等手段,尽可能使其延年益寿。”北京市文物局党组书记、局长陈名杰说。

  “开展中轴线遗产监测工作,用数字技术赋能遗产保护与整治。”

  “太庙是明清两代皇家祖庙,也是中国现存最完整、规模最大的皇家祖先祭祀建筑群。用数字化的手段精细地表现和记录太庙的特点,对于太庙的宣传展示、保护修缮和数字化管理会有很大帮助。”北京市劳动人民文化宫党委书记、主任李鹏说。

  “在北京市文物局的领导下,我们已经对钟鼓楼、万宁桥、先农坛、永定门等开展了三维数字化扫描工作,从文物腾退、保护和环境整治等方面为北京中轴线遗产保护提供了高精度、三维立体的空间数据底板。”北京市测绘设计研究院党委书记刘虹说。

  北京中轴线是历史留给北京的丰厚遗产,需要测绘技术和数字化技术等精确手段,有效保存其历史和现状信息的真实性、完整性。北京市测绘设计研究院,对北京城历史文化价值挖掘与研究有着近70年的持续数据积累与沉淀。2021年,北京市文物局和北京市测绘设计研究院联合推出“实景三维中轴线”。

  中轴线有着多样的要素环境,囊括了房屋、道路、公园、水系、绿地等多种地物类型。在实景三维测绘中,需要精准测绘出建筑高度、体量并监测其变化,利用动态数据分析形成安全、系统的监测保护措施,从而最大限度避免人为和非人为的破坏。

  “以太庙为例,对太庙的测绘需要采集太庙范围内古建筑、地面、台阶、附属文物设施、道路、围墙、古树等的三维立体点云信息,以及详细的图片资料。实景三维的数据量庞大,要以TB(太字节)为单位统计。”北京市测绘设计研究院首都功能核心区部部长唐晓旭介绍。

  文物古建的特殊结构和独特造型,决定了其测绘的特殊性。依托数字技术的高速发展,现在已经不需要像过去一样搭建脚手架到古建本体上进行测量。利用三维激光扫描、无人机倾斜摄影测量、贴近摄影测量等测绘技术,引入计算机的超大数据处理,极大地提升了建筑测绘工作效率及测绘成果的准确性,测绘数据精度达到毫米级。

  北京市测绘设计研究院大数据中心主任陶迎春介绍,三维激光扫描与点云数据处理技术,可以全方位、高精度、立体记录信息,并且从多视角、多维度对建筑体进行详细研究和分析。三维成果在数据展示与浏览、景观视廊与天际线表达、建筑规模分析与高度管控等方面有着重要的作用。“在后期进行历史建筑的价值评估、本体修缮时,三维数据信息也是非常珍贵的原始数据。”

  “做好防灾减灾工作,为北京中轴线古建保护出一份力。”

  北京气象学会从2022年开始举办“首都‘中轴线’历史文化与气候环境研学之旅”,在主题为“北京中轴线古建筑防雷探讨”的讲座上,北京市气象探测中心(北京市观象台)高级工程师李京校讲到:“自1420年故宫建成至2014年间的雷电灾害事故资料显示,有记录的雷击灾害有51起,雷电灾害都发生在5-9月,主要集中在6-8月,其中8月最多;雷电灾害发生在故宫南部建筑的次数多于北部,发生在中轴线上的多于两侧,太和殿被雷击次数最多;遭雷击次数最多的部位是古建顶部的吻兽。”

  北京市气象部门统计分析表明,北京地区雷暴系统的主要移动路径之一为西山—八里庄—故宫—朝阳门—十八里店—宋家庄—百子湾—通州,从西北到东南,恰巧经过故宫;其次,建筑的高大、飞檐翘角的林立、部分建筑防雷装置的不完善(1957年前基本无防雷装置)是故宫易遭雷击的直接原因。

  “雷灾频次与雷电活动等致灾因子一般呈正相关,与人类、建筑和电子信息设备等承灾体的脆弱程度也相关,其中雷电活动又和气候、地理等孕灾环境有关。我们难以改变致灾因子和孕灾环境,但可以增强承灾体的抵抗性,如在故宫安装防雷装置,以减少或避免故宫发生雷击事故。”李京校说。

  随着科技的发展,《古建筑防雷工程技术规范》《古建筑防雷设计与安装》《文物建筑防雷技术规范》等国标、行标文件出台,为古建防雷保护提供了统一的标准。近些年随着安防设备、消防控制设备等电子设备的增多,古建单位逐渐重视针对感应雷击的防护,安装了相应的浪涌保护器、雷电预警装置,完善相应的电磁屏蔽措施等。李京校说:“未雨绸缪、防患于未然。我们会利用好自身的专业知识,做好防灾减灾工作,为北京中轴线古建保护出一份力。”

  “我们希望能将北京中轴线文化转变为数字化资源保留并延续下去。”

  2021年9月,腾讯与北京市文物局达成合作,成立“数字中轴”项目组。腾讯可持续社会价值事业部(SSV)数字文化实验室负责人、腾讯研究院副院长舒展介绍,“数字中轴”一方面打造了北京中轴线官网,创新性开发了九个跨时空展界面。另一方面,在微信上推出“云上中轴”小程序,人们足不出户即可观赏北京中轴线上的主要地标建筑。

  除此之外,在“数字中轴”项目下,舒展和同事们还致力于“北京中轴线文化遗产可持续发展指数”的构建,通过关键数据指标、结果与趋势、重要案例汇编的形式,综合呈现北京中轴线文化遗产的可持续发展情况。“这个指数将有助于联合国教科文组织准确了解北京中轴线文化遗产发展情况。同时,这也将为北京中轴线相关的保护发展工作提供决策参考。”舒展说。

  不仅如此,舒展和团队还通过多种方式获得数字资源。“声音是数字化领域中容易被大家忽略的元素,但其实它是3D和4D世界中不可或缺的维度。”舒展介绍,通过与声音爱好者和北京的许多声音博物馆合作,他和团队收集了很多老北京特色声音,并联合青少年,利用微信的AI作曲功能,加入已收集到的“晨钟、暮鼓、鸽哨、寒暄”老北京四大特色声音内容,最终创作出以“中轴”为主题、青少年填词、AI编曲的音乐数字。

  对未来,舒展表示,还计划运用AI、VR、裸眼3D等数字技术,以线上数字展和线下沉浸式展览融合的方式,打造融合北京古都历史与现代城市景观的互动展项。“希望以此展示中国传统哲学思想、礼制文化以及高超绝妙的营城理念与建造水平。”

上一页

下一页

技术赋能 古建逢春

2023-03-15      撰文 本刊记者 周晨亮 田潇 王倩

  “文化和自然遗产是不可估价且无法替代的财产,具有‘突出普遍价值’,需加以特殊保护,我们要尊重各个历史时代的完整信息,通过技术赋能等手段,尽可能使其延年益寿。”北京市文物局党组书记、局长陈名杰说。

  “开展中轴线遗产监测工作,用数字技术赋能遗产保护与整治。”

  “太庙是明清两代皇家祖庙,也是中国现存最完整、规模最大的皇家祖先祭祀建筑群。用数字化的手段精细地表现和记录太庙的特点,对于太庙的宣传展示、保护修缮和数字化管理会有很大帮助。”北京市劳动人民文化宫党委书记、主任李鹏说。

  “在北京市文物局的领导下,我们已经对钟鼓楼、万宁桥、先农坛、永定门等开展了三维数字化扫描工作,从文物腾退、保护和环境整治等方面为北京中轴线遗产保护提供了高精度、三维立体的空间数据底板。”北京市测绘设计研究院党委书记刘虹说。

  北京中轴线是历史留给北京的丰厚遗产,需要测绘技术和数字化技术等精确手段,有效保存其历史和现状信息的真实性、完整性。北京市测绘设计研究院,对北京城历史文化价值挖掘与研究有着近70年的持续数据积累与沉淀。2021年,北京市文物局和北京市测绘设计研究院联合推出“实景三维中轴线”。

  中轴线有着多样的要素环境,囊括了房屋、道路、公园、水系、绿地等多种地物类型。在实景三维测绘中,需要精准测绘出建筑高度、体量并监测其变化,利用动态数据分析形成安全、系统的监测保护措施,从而最大限度避免人为和非人为的破坏。

  “以太庙为例,对太庙的测绘需要采集太庙范围内古建筑、地面、台阶、附属文物设施、道路、围墙、古树等的三维立体点云信息,以及详细的图片资料。实景三维的数据量庞大,要以TB(太字节)为单位统计。”北京市测绘设计研究院首都功能核心区部部长唐晓旭介绍。

  文物古建的特殊结构和独特造型,决定了其测绘的特殊性。依托数字技术的高速发展,现在已经不需要像过去一样搭建脚手架到古建本体上进行测量。利用三维激光扫描、无人机倾斜摄影测量、贴近摄影测量等测绘技术,引入计算机的超大数据处理,极大地提升了建筑测绘工作效率及测绘成果的准确性,测绘数据精度达到毫米级。

  北京市测绘设计研究院大数据中心主任陶迎春介绍,三维激光扫描与点云数据处理技术,可以全方位、高精度、立体记录信息,并且从多视角、多维度对建筑体进行详细研究和分析。三维成果在数据展示与浏览、景观视廊与天际线表达、建筑规模分析与高度管控等方面有着重要的作用。“在后期进行历史建筑的价值评估、本体修缮时,三维数据信息也是非常珍贵的原始数据。”

  “做好防灾减灾工作,为北京中轴线古建保护出一份力。”

  北京气象学会从2022年开始举办“首都‘中轴线’历史文化与气候环境研学之旅”,在主题为“北京中轴线古建筑防雷探讨”的讲座上,北京市气象探测中心(北京市观象台)高级工程师李京校讲到:“自1420年故宫建成至2014年间的雷电灾害事故资料显示,有记录的雷击灾害有51起,雷电灾害都发生在5-9月,主要集中在6-8月,其中8月最多;雷电灾害发生在故宫南部建筑的次数多于北部,发生在中轴线上的多于两侧,太和殿被雷击次数最多;遭雷击次数最多的部位是古建顶部的吻兽。”

  北京市气象部门统计分析表明,北京地区雷暴系统的主要移动路径之一为西山—八里庄—故宫—朝阳门—十八里店—宋家庄—百子湾—通州,从西北到东南,恰巧经过故宫;其次,建筑的高大、飞檐翘角的林立、部分建筑防雷装置的不完善(1957年前基本无防雷装置)是故宫易遭雷击的直接原因。

  “雷灾频次与雷电活动等致灾因子一般呈正相关,与人类、建筑和电子信息设备等承灾体的脆弱程度也相关,其中雷电活动又和气候、地理等孕灾环境有关。我们难以改变致灾因子和孕灾环境,但可以增强承灾体的抵抗性,如在故宫安装防雷装置,以减少或避免故宫发生雷击事故。”李京校说。

  随着科技的发展,《古建筑防雷工程技术规范》《古建筑防雷设计与安装》《文物建筑防雷技术规范》等国标、行标文件出台,为古建防雷保护提供了统一的标准。近些年随着安防设备、消防控制设备等电子设备的增多,古建单位逐渐重视针对感应雷击的防护,安装了相应的浪涌保护器、雷电预警装置,完善相应的电磁屏蔽措施等。李京校说:“未雨绸缪、防患于未然。我们会利用好自身的专业知识,做好防灾减灾工作,为北京中轴线古建保护出一份力。”

  “我们希望能将北京中轴线文化转变为数字化资源保留并延续下去。”

  2021年9月,腾讯与北京市文物局达成合作,成立“数字中轴”项目组。腾讯可持续社会价值事业部(SSV)数字文化实验室负责人、腾讯研究院副院长舒展介绍,“数字中轴”一方面打造了北京中轴线官网,创新性开发了九个跨时空展界面。另一方面,在微信上推出“云上中轴”小程序,人们足不出户即可观赏北京中轴线上的主要地标建筑。

  除此之外,在“数字中轴”项目下,舒展和同事们还致力于“北京中轴线文化遗产可持续发展指数”的构建,通过关键数据指标、结果与趋势、重要案例汇编的形式,综合呈现北京中轴线文化遗产的可持续发展情况。“这个指数将有助于联合国教科文组织准确了解北京中轴线文化遗产发展情况。同时,这也将为北京中轴线相关的保护发展工作提供决策参考。”舒展说。

  不仅如此,舒展和团队还通过多种方式获得数字资源。“声音是数字化领域中容易被大家忽略的元素,但其实它是3D和4D世界中不可或缺的维度。”舒展介绍,通过与声音爱好者和北京的许多声音博物馆合作,他和团队收集了很多老北京特色声音,并联合青少年,利用微信的AI作曲功能,加入已收集到的“晨钟、暮鼓、鸽哨、寒暄”老北京四大特色声音内容,最终创作出以“中轴”为主题、青少年填词、AI编曲的音乐数字。

  对未来,舒展表示,还计划运用AI、VR、裸眼3D等数字技术,以线上数字展和线下沉浸式展览融合的方式,打造融合北京古都历史与现代城市景观的互动展项。“希望以此展示中国传统哲学思想、礼制文化以及高超绝妙的营城理念与建造水平。”

  • e0e7eb6e4c8562f6ce78667605b877d.jpg

    2023年2月17日,北京市测绘设计研究院的工作人员使用站式三维激光扫描仪在太庙测绘。 摄影 徐讯/人民画报

  • 20b92c262edef4bdc8b1a97f04cff3d.jpg

    2023年2月17日,北京市测绘设计研究院的工作人员对太庙正殿进行测绘。 摄影 徐讯/人民画报

  • _INB3790.jpg

    北京市气象探测中心(北京市观象台)这座百年气象台站,系统地、连续地记录着京城的晴雨冷暖、气候变迁,在中轴线雷电防护、精细预报和人工影响天气服务等工作中成效显著。 摄影 秦斌/人民画报

  • _INB3691.jpg

    北京市气象探测中心(北京市观象台)这座百年气象台站,系统地、连续地记录着京城的晴雨冷暖、气候变迁,在中轴线雷电防护、精细预报和人工影响天气服务等工作中成效显著。 摄影 秦斌/人民画报

  • 12b7273c905f3c6b3bfdf1639844d95.jpg

    使用“云上中轴”小程序,公众可以在“云端”了解北京中轴线上的遗产点,领略古都北京中轴线壮丽美景。 摄影 秦斌/人民画报