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尖端科技推动八达岭长城修复

2020-10-14 11:13:44 网络
八达岭长城

 

翟飞是北京古建筑保护设计研究院的技术人员,展示了长城的高精度三维模型。(照片:李乔/ GT)

利用无人机、卫星遥感工具等高科技手段,对八达岭长城进行记录和勘测,打造“数字长城”,帮助保护工作从“定性”走向“定量”

这是长城保护中首次使用无人机捕捉超高分辨率图像,提炼地理信息。采集了北京市延庆区长城26.6公里的砖石体数据,建立了高精度的长城三维模型。延庆境内179.2公里的长城将在今年年底前全部数字化。延庆市文物研究所所长表示“利用这项技术收集长城数据,为以后的修缮和保护提供更准确的数据支持,是建设‘数字长城’的重要一步。”

 

八达岭长城

 

周日下午,一架无人机在北京延庆区八达岭长城90号塔上航行,观察其恢复和加固情况。照片:李乔/ GT

数字长城

利用配备各种摄影器材的无人机,通过实物摄影测量技术,对长城及长城沿线环境进行全面测绘,是长城保护的一项创新。长城保护监测面积1000平方公里,占延庆市面积的60%,面积太大,无法对非法采石、借砂和人为违法建设进行监测。

使用固定翼高空无人机可以通过航测监测违法建筑,识别边长约5米的违法活动。正在协助建设数字长城的北京古建筑保护设计研究院技术员翟飞表示,每年两次,航测可以通过航拍图片的比对来识别违法建筑,并为人工验证提供准确的目标。

对于砖石长城,采用配备机载激光雷达的多旋翼无人机每年两次扫描长城,以形成一组3D激光点阵列数据。通过数据比较,可以观察到约20厘米的形态变化,并且可以提前发现可能的塌陷。我国现行航测标准精度为5厘米,但由于长城文物的特殊性,延庆长城测绘精度在2厘米以内,突破了国家标准上限,数据精度进一步提高。

延庆长城的数据采集也采用了卫星遥感技术和激光扫描技术。专业技术人员参观了长城,并使用了3D激光扫描仪,测斜仪,表面应力仪和探地雷达等各种精密仪器来测量和绘制长城及周围环境。

利用无人机和激光扫描仪采集到的各种数据进行处理,形成一个长城的三维模型,用于浏览、测量和统计以及长城周围的高精度照片。通过放大,甚至可以清楚地看到长城砖的纹理。由于长城测绘面积大,地形危险,传统的方式需要人们携带测绘仪器爬上长城进行测量,这非常危险,也无法达到如此高的精度。

据中央电视台报道,从2007年2月至2009年12月,国家文物局和国家测绘局经过近两年的科学研究和测量,首次获得了明长城的长度数据。

翟告诉表示十年前,用红外测距仪和GPS定位仪,在1:10000地形图上绘制了长城的地图。利用目前无人机测绘技术,如果每个区配备两支无人机测绘队,估计同样的工作可以在半年内完成。翟志刚指出,一个3D长城数据模型,分辨率为2-4厘米,从中可以形成一套完整的坐标系,在这里可以测量所有的三维尺寸,并且可以找到连续的表面纹理,而不会产生误差,这将同时产生。

更好的恢复

数据收集和模型建立为长城的进一步保护和恢复提供了坚实而精确的数据支持。长城修复工人孙俊峰表示,八达岭90号塔南侧是悬崖。在救援和加固之前,我们不能用肉眼完全观察到塔的倒塌。无人机帮助我们在施工前全面了解整体情况,在保护原貌的前提下更好地加固塔楼。

文物保护遵循最小干预的原则。今天的数字技术并不是直接保护文物本身,而是保存准确的记录,帮助从业人员保护长城。这项技术在我国长城保护中处于领先地位,对今后全国长城保护和数字化建设具有借鉴意义。据中新社报道,国家文物局日前在15个省区市开展了利用无人机、卫星影像等高新技术保护长城的试点工程。

发布:xiuyue

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