值得點贊！建築文化遺產傳承信息技術文化部重點實驗室「別有洞天」

原標題：借無人機摸清建築遺產家底——走進建築文化遺產傳承信息技術文化部重點實驗室

即將消失的古村落、古建築如何以數字化形式保存？能否讓傳統村落保護工作搭上科技快車？2016年12月由文化部批准成立的建築文化遺產傳承信息技術文化部重點實驗室正在探索答案。他們利用最新測繪技術，特別是將新興的無人機等航拍設備運用到建築遺產測量工作中，為我國文保工作帶來諸多啟示。

無人機在勘測清東陵中的惠陵

專註長城防禦體系研究

國家測繪局2009年發布的信息顯示，中華民族最具代表性的金色名片——明長城全長6259.6千米，其人工牆體中，只有8.2%保存狀況尚好，74.1%保存較差或僅余基底部分；保存較好的遺址部分亦存在坍塌、傾覆之虞，成為保護問題最為突出而緊迫的世界文化遺產。

2006年，國家文物局啟動了「長城保護工程」。實驗室主任、時任天津大學建築學院教授的張玉坤也參與了為長城「摸清家底」的工作。在他的帶領下，科研人員在國內率先開展明長城和海防體系的整體性研究。除了採用傳統考古學的調查方法外，他們還充分利用現代測繪技術，如GPS定位系統、紅外測距儀等技術手段，同時採用了數碼照相、攝像、計算機軟體存儲等方式獲取並存儲信息，為相關建築文化遺產的原真性、整體性保護提供了理論依據和經驗借鑒。

地形地勢是每個長城關隘選址、規劃和建設的最主要依據。「長城是很大尺度的線路遺產，谷歌地球等衛星高程數據雖然也能分析戰略地形、軍事態勢、選址特點，但是具體到幾十公里範圍，比如重要關隘的測繪，衛星等空間分析已經不準確了，需要用無人機獲取精度更高的地形和長城位置、走向、重要設施的航測數據，才能準確反映長城在軍事防禦上的作用。」張玉坤告訴記者，以往對長城的研究和保護重點在其雄偉高大的牆體和重要關隘，實際上，長城是具有高度整體性、系統性及層次性的嚴密軍事防禦體系，這種系統防禦功能及與周邊環境的相互作用，也是長城研究的重點。

張玉坤告訴記者，通過多年的研究，已經基本理清了長城的軍事防禦布局，並將其繪製成圖。他和實驗室成員們自主研發的長城和建築文化遺產低空信息技術獲得了6項國家專利。

爭做第一個吃螃蟹的人

在天津大學建築學院一間不大的實驗室中，文化部重點實驗室副主任李哲指著桌上不起眼的小型無人機說：「人工測繪需要耗費大量時間、人力和物力成本，小型無人機不僅能大大節約成本，還具有小巧輕便、耗資少且貼近建築拍攝等特性，是用於航拍的大型飛機所不能比擬的。」

在運用小型無人機進行遺產測繪方面，李哲等人無疑是「第一個吃螃蟹的人」。早在2003年，李哲等研究人員到陝北對明代邊陲軍事城堡調研時發現，這些遺址不僅面積大，而且盤踞在山地中，給測繪調研工作帶來極大困難，於是他便萌生了進行航拍的想法。在導師張玉坤的支持下，他們開始了探索新領域的征程。

隨著無人機在明代軍事城堡等遺址中的摸索應用，他們發現，無人機的開發和實際應用既要考慮建築特色對航拍的需求，更涉及到航空動力學、飛行器設計原理、發動機技術、無線電技術、機械加工技術、氣象學、攝影美學、測量學等多學科知識。「這也促使我們總結經驗，形成了一套跨行業研發的技術路線。」李哲告訴記者。

為此，建築文化遺產傳承信息技術文化部重點實驗室集合天津大學建築學院、軟體學院、計算機學院等在建築文化遺產和信息技術方面的學科和技術優勢，建立了一個多部門、多學科、多層次的協同體，組建高水平技術隊伍，聯合培養複合型人才。同時，實驗室還擁有國內甚至世界範圍內建築科研單位中最全的無人機成套軟、硬體設備，其中渦輪軸無人直升機為自主研發，擁有自主知識產權。

通過實地測繪工作，該團隊支持了廣西左江岩畫等多項世界文化遺產的申報工作。今年年初還參與了法屬波利尼西亞群島中的莫瑞亞島的生態科考與建築遺產調查項目，揭開了熱帶雨林中的波利尼西亞懸棺、崖葬遺迹的真容，這也是我國無人機建築信息採集技術首次走出國門。

建立「空地協同」平台

今年1月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關於實施中華優秀傳統文化傳承發展工程的意見》，提出加強歷史文化名城名鎮名村、歷史文化街區、名人故居保護和城市特色風貌管理，實施中國傳統村落保護工程，做好傳統民居、歷史建築、革命文化紀念地、農業遺產、工業遺產保護工作。面對我國傳統村落面積大、數量多，測繪費時費力，通常存在植被、違建等地物的遮擋、覆蓋等問題，建築文化遺產傳承信息技術文化部重點實驗室團隊參與其中，藉助無人機等科技手段，保障了低空信息採集工作的順利、高質量實施。

「無人機可以獲取村落的形狀特徵，總結我國傳統村落的空間形態全貌。另外，通過在資料庫中進行對比，為日後的古村落等級定性和價值評估提供了數據支撐。」實驗室成員、天津大學建築學院建築系副教授李嚴告訴記者。

近年來，結合建築文化遺產保護重大任務，實驗室與遺產地管理部門、國家政策制定部門等相關機構建立密切聯繫，打造基於信息化採集和數字化測繪等技術的信息管理平台和資料庫，完成了「樣式雷圖文資料庫」「頤和園德和園信息管理平台」「明長城整體防禦體系GIS資料庫」「清東陵全景漫遊系統」等多項課題，推動了產學研合作和科技成果轉化。

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