数字技术赋能 守护巍巍长城（大数据观察）(2)

　　保护刻不容缓。近年来，北京长城文化研究院在国内率先开展了基于北斗、气象等多模态融合的长城形变监测技术研究，在长城预防性保护方面进行探索。

　　“通过实时监测长城的形变情况，有利于及时发现长城本体潜在的安全隐患，为科学制订预防性措施提供依据。”北京建筑大学城市大数据应用研究中心副教授刘飞介绍。

　　利用无人机倾斜摄影技术，研究人员获取了352公里北京长城的影像，制作了精细的正射影像和实景三维模型，构建了约100公里长城现存形态数据库。利用深度学习算法，开发了长城形态智能化识别模型，能够自主识别长城形态特征，包括坍塌、缺失等不同类型的损伤。经过测试，模型的识别正确率高于80%。后期将通过年度数据智能化识别对比，快速了解长城形态变化，及时采取针对性措施。

　　团队还深入分析了车辆、降雨、风、温度、雷电等自然气象条件对长城形变的影响，构建长城变形灾害云监测技术体系，实时感知长城振动和形变情况，进行风险预警。

　　利用“北斗+加速度计”振动监测技术，研究人员在北京怀柔区开展了为期两年的“长城环境振动灾害监测”研究，积累了大量长城墙体振动频率、变形位移等数据信息。“一系列研究成果为制定针对性的长城保护措施提供了科学依据，有助于减少自然气象条件对长城的损害。”刘飞表示。

　　预防性保护已经在更大范围内启动。2023年，北京市文物局联合北京建筑大学，首次启动全域长城航拍监测，已完成密云区和延庆区长城资源的航拍和数据分析。预计今年年内，北京地区的砖石质长城将全部完成航拍监测和数字三维建模，未来有望用图像识别、大数据分析实现形态变化智能化自动识别监测，根据长城形态变化，诊断“病情”的严重程度，有针对性地提出“治疗”方案。

　　微痕提取

　　破解长城碑刻的密码

　　北京延庆区四海镇，山峦叠翠，九眼楼长城气势磅礴。拾级而上，只见数块残损的石碑嵌于墙上，其中一块石碑的表面几乎没有肉眼能够辨识的文字。

　　“上下两千年，纵横数万里”，长城是我国现存体量最大、分布最广的文化遗产，矗立在长城沿线的一块块石碑记录着长城修筑、屯戍的历史，以及沿线政治、军事、经济、文化和社会发展情况，是弥足珍贵的历史资料。

　　然而，由于岁月沧桑、风雨侵蚀，许多长城碑刻字迹近乎湮没。2022年，北京长城文化研究院、北京北建大建筑设计研究院与新维畅想数字科技（北京）有限公司组成课题组，对延庆区54块长城碑刻进行了数字化采集，并对碑文进行微痕提取及分析研究。

　　北京北建大建筑设计研究院副总工程师倪越介绍，微痕提取是使用高精度三维激光扫描仪、高清相机等专业设备，通过无接触、无损伤的方式对碑刻进行扫描、拍摄，再经过专业算法对采集的三维点云和二维图像数据进行处理，从而使那些人眼难以识别的模糊文字重新被“看见”。

　　相较以往采用实物拓片的方法来获取碑文信息，微痕提取既可以无接触采集信息，又做到了最大限度还原信息。

　　就这样，九眼楼长城一块石碑上记录的历史场景渐渐“清晰”起来：万历十八年（1590年）冬日，山西按察使孙化龙陪同宣府巡抚郭四维，沿小道登上火焰山九眼楼，眼望长城壮阔的冬日美景，诗兴大发，慨然而作……