箭扣长城年内完成“数字孪生” 可实现坐在屋里给长城“看病”

不用到现场，在电脑上就能看清长城上的每一条砖缝，了解冻融、降水、地震等自然现象对长城本体的影响，掌握长城病害发生规律……近日，北京市怀柔区长城数字化展示工程（箭扣段）启动，预计今年年底完工。届时将实现基础信息可视化、病害及安防监测自动化、宣传传播形象化，箭扣长城也将完成“数字孪生”。

翼展近2米的固定翼无人机、搭载着5个镜头的倾斜摄影无人机、白色的小型无人机……4月14日早上，记者驱车下了京承高速、经过雁栖岛，又走了30多公里盘山路，到了被箭扣长城环抱的雁栖镇西栅子村。村西长城脚下，五架无人机一字排开，技术人员正在组装调试。当天，它们分工合作在长城内外、上下进行拍摄、采集数据。

“怀柔区长城数字化展示工程（箭扣段）项目分三个阶段进行，包括基础信息采集阶段、监测设施建设阶段、软件平台研发阶段。”怀柔区文物所所长张彤告诉记者。数据采集阶段近期刚刚开始，要趁树叶全长出来遮挡墙体之前完成。

数据采集采用倾斜摄影、激光雷达、三维激光雷达等多源融合、空地融合技术，尽可能完整地获取长城高精度三维数据。“倾斜摄影的无人机上搭载的相机有5个镜头，根据预先设定的航线，5个摄像头可以从5个角度同时拍摄到墙体、地面等，采集到更完整、更精准的数据。”现场技术负责人亢玮介绍。无人机飞不了的敌台，就人工拍摄，一个保存相对完整的敌台需要拍3000张左右的照片。

不光科技含量高，此次数据采集的范围也扩大了：从长城本体拓展到城墙两侧3公里范围内；采集对象除长城本体外，还纳入了两侧的附属文物，长城所在区域的植被水系等生态环境、人文环境，以期最客观地反映长城所处的环境。

第二阶段是监测设施建设阶段，将围绕长城本体及周边环境，布设气象、环境、灾害等多种智能传感设备，建立长城本体及周边环境的智能监测体系。有了智能监测体系，长城有一点风吹草动数据都会同步到监测平台上，便于管理者及时掌握长城动态，按需作出科学处置。

第三阶段是软件平台研发，即如何科学有效地利用监测数据开展长城保护和病害规律、修缮技术标准等相关研究。包括通过图像识别、大数据分析并结合长城病害、历史记录等研究资料，实现一定程度的病害自动识别监测，建立起长城数字保护标准体系等。

项目完成时，将建起三个中心——基础信息中心、监测保护中心、科学研究中心。公众可以通过基础信息中心在“数字博物馆”身临其境欣赏长城之美；监测保护中心可以帮助监测人员和主管部门提高长城保护水平；科学研究中心开展明代砖石长城保护规律和技术标准研究，为全国做示范。三个中心将实现对长城文物的保存、分析、研究、再现和传播。于丽爽摄