守护北京中轴线的“未来使者”

北京中轴线被誉为北京老城的灵魂和脊梁。它蕴含着中华民族深厚的文化底蕴、哲学思想，体现了北京作为历史文化名城和国家政治文化中心的发展历程，是独一无二的历史文化遗产。

北京中轴线（图源：《知识就是力量》杂志）

如何真实地复原和展示北京中轴线的风貌，让更多的人了解和欣赏到它的独特魅力？实景三维技术给我们提供了一个生动、全面的视角——即使不到北京，也能“游历”中轴线……

三大挑战

实景三维技术是指利用现代摄影测量、激光雷达、无人机航拍、三维建模等技术手段，对真实世界的地理空间环境进行高精度、高逼真度的三维数字化重建。

图为天坛实景三维现场采集

（图源：《知识就是力量》杂志）

它仿佛给北京中轴线穿上了一件三维数字外套，将现实中的建筑、街道、树木等，以三维模型的形式在电脑上重建。这样，我们就能在虚拟空间中，以360度视角探索和欣赏中轴线。但在实际操作中，科研人员遇到了一些棘手的问题。

天坛点云图（图源：《知识就是力量》杂志）

挑战一：数据迷宫与文化遗产细节

北京中轴线上的文化遗产数据质量参差不齐，文物精细数字化难度大、海量数据管理难。文化遗产多为传统风格和技术方式，存在不规则形状和细微的细节。复杂结构和难以接近等特点使得一般的测绘方式无法完全捕捉。

实景三维中轴线——各遗产节点效果图之鼓楼

（图源：《知识就是力量》杂志）

挑战二：信息孤岛与数据碎片

北京中轴线文化遗产保护相关信息存在孤岛、数据零散分布等问题。丰富的空间数据、业务数据、巡查数据等分散在各个部门，需要整合数据、挖掘信息。

挑战三：展示的局限与体验的渴望

北京中轴线上的文化遗产美轮美奂，但仅仅用图片和文字来展示，就像是只听音乐却看不到现场演出，总是少了点什么。我们需要一种方式，能够让人仿佛穿越时空，身临其境地感受到历史的脉动。

实景三维中轴线——各遗产节点效果图之永定门

（图源：《知识就是力量》杂志）

给中轴线

穿上三维数字外套

各种设备齐上阵

科研人员运用各种手段，对中轴线上的每一处建筑和景观进行了高精度的三维重建：使用地面车载、背包、推车等扫描设备，对先农坛、鼓楼等重点区域进行了地面点云扫描采集；采用管线探测设备，对先农坛区域地下管线进行测绘采集；通过人机交互方式建设了各类地物要素精细三维模型——这种建设不仅限于外观，还深入到了建筑的内部结构，甚至地下。

图为多彩中轴线界面

（图源：《知识就是力量》杂志）

精细的三维模型，就像是为北京中轴线上的每一个角落都拍摄了一张“立体照片”，使得历史的细节得以被永久记录和保存。

监测与记录

科研人员建立了“多模态长序列动态监测体系”和“多源异构时空大数据采集与管理”技术。

中轴线世界文化遗产保护与监测平台

（图源：《知识就是力量》杂志）

“多模态长序列动态监测体系”就像是给北京中轴线安装了各种传感器和摄像头，可以24小时监控它的“健康状况”。

“多源异构时空大数据采集与管理”技术则如同一本日记，记录着北京中轴线的天气、人流量，甚至是周围环境的变化。

结合人工智能和大数据分析，这些信息能够被转化为对北京中轴线保护决策有指导意义的数据，帮助管理者及时发现并解决潜在的问题，实现对北京中轴线的智能化管理。

实景三维技术这位守护北京中轴线的“未来使者”，正在以它强大的数据采集、分析和展示能力，为这一文化遗产的保护、研究、展示和传承开辟新的道路，让北京中轴线的历史魅力得以跨越时空，永续流传。

撰文 | 陶迎春、张翼然、周佺、罗梦佳

责任编辑 | 高琳、段阳阳

运营编辑 | 段阳阳

质量审核 | 业蕾

来源：知识就是力量

编辑：紫竹小筑

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