城垣探秘:当千年城墙遇上数字方舱

城垣探秘:当千年城墙遇上数字方舱

来源:中国日报网 2024-07-29 16:02
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在古城西安,历史悠久的城墙正经历着一场科技变革。

屏幕上,客流量数据不停跳动,监测点位数据实时变化;轻点鼠标,虚实结合的“城墙”映入眼帘,惟妙惟肖。这里是西安城墙管委会信息中心,在数字方舱综合管理平台上,城墙的外围情况和内部结构清晰可见,所有数据一目了然。

“科技是一种力量。”西安城墙数字产业创新中心总监赵彬表示,西安城墙数字方舱综合管理平台相较于过去的管理方式,展现出了多项特殊本领,这些本领主要得益于大数据、物联网、测绘扫描、AI等先进技术的整合应用。

7月23日,在印度新德里举行的第46届世界遗产大会“面向未来的世界遗产教育——科技、创意与赋能”主题边会上,西安城墙《遇见盛唐·探秘城垣:数字科技赋能西安城墙遗产教育系列活动》,凭借其卓越的创新与实践,荣获2024年“全球世界遗产教育创新案例——卓越之星”这一殊荣。

数智赋能,让古城“焕新颜”

2023年以来,西安城墙打造了一套集文物保护、文旅运营、应急管理、防汛指挥等功能于一体的“文化遗产数字化保护利用综合解决方案”,实现了关键技术突破及文保文旅数据的融合共享。

将地图空间与智感设备有机结合,运用数字孪生结合物联网技术,西安城墙利用“数字方舱综合管理平台”(以下简称“数字方舱”),实现了数据全真互联,以及对文保、防汛、消防和安防等预警的有效处理。

给城墙做“CT”,针对文化遗址保护“对症下药”,数字方舱为城墙保护建立“防御体系”。

据了解,数字方舱构建出的三维数据模型已经达到了厘米级。其采用无人倾斜摄影、物联网等技术,对13.74公里的西安城墙及30余栋古建筑物构建了精准模型,对900余平方毫米彩绘进行了采集,完成了西安城墙景区数字孪生底座的搭建,这为西安城墙历史的永续保存、数字资产的衍生利用及数据的可视化使用打下了良好基础。

“现场的工作人员能够第一时间知道哪里出现了什么问题,然后怎么去解决这些问题。”赵彬说道。

数字方舱是一种集成了多种先进技术的智能平台,能够实时监控城墙的结构健康状态,预测可能的损害,并为修复工作提供精准的数据支持。这不仅是对传统文物保护方式的一次重大革新,也为全国文化遗产的保护工作提供了新的思路,通过数智赋能,让文化遗产焕发“新颜”。

保驾护航,让文物“延年益寿”

行走于城墙下,顺着墙体抬头观望,不时会发现几处像监控器一样的设备。

“倾角仪、梁式测斜仪、测缝计、沉降监测点、水平位移监测点等监测设备及点位分布在城墙重点区域,对城墙墙体及附属建构筑物的安全状况进行监测。”赵彬说。

西安城墙已有1400多岁,一系列数字技术的应用,让城墙保护有了不歇岗的“哨兵”。

4月18日是国际古迹遗址日,古迹遗址是历史的见证,更是文化的传承。西安城墙是中国历史上最著名的城垣建筑之一,也是中国现存最完整的一座古代城垣建筑。

西安城墙历经数百年风雨,承载着丰富的历史文化价值。然而,随着时间的推移,自然侵蚀和人为因素不断威胁着这座历史遗迹的安全。为了有效地进行文物保护,数字方舱进行了从“头痛医头、脚痛医脚”式治疗到“未病先防”式的转变。

“过去的文物保护需要大量的专业人员,冒着严寒酷暑围着城墙走,进行数据采集,然后再拿回实验室里去研究。现在利用这种互联感知传感器,能够把每个地方的传感器的数据实时回传到这里。”赵彬表示,基于西安城墙过往30年有非常成熟的预防性保护的标准体系,结合数字科技转换成一套新的工具。数字方舱能够及时感知异常事件,并做到精准定位、及时警告,有效提升文物保护的效率和准确性。

进入西安城墙管委会信息中心,一张满墙的大屏实时展示着城墙各项管理运营指标和数据映入眼帘。

一旦检测到潜在的风险点,系统会立即通知管理人员,使得预防性维护成为可能。

“‘方舱’为古建筑保护提供了更加精准、高效的管理方式,城墙预防性保护工作已将保护关口前移,从‘治病’转变为‘防病’,这次对预防性保护进行的数字化升级,已将‘防病’转变为了‘预病’,‘方舱’的成功探索是为文化遗产、古建筑保护等文物保护事业注入了新的动力。”赵彬说道。

西安城墙数字方舱的成功实践,为全国文化遗产保护提供了宝贵的经验。在数字化技术日益成熟的今天,如何将这些技术应用于文物保护,成为了一个值得全国文物工作者研究的问题。西安城墙保护的尝试,无疑为这一领域的发展打开了新的大门。

智慧管理,景区体验再升级

走进西安城墙,游客们会发现,这里不仅仅是一座古老的城墙,更是一个充满现代科技感的智慧景区。

随着景区大门缓缓开启,数字方舱化身“流量守护者”,实时捕捉游客身影,精准记录人流脉动,优化现场管理和调度,有效避免人群拥堵。摄像头和消防设备接入、数据实时跟踪、AI算法精准识别,实现了保障游客安全,排除潜在隐患。

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“数字方舱除对游客安全保障以外,还形成了的高精度三维模型、高分辨率彩绘,为研究人员、游客提供了丰富的视觉资料,这有助于他们更深入地研究城墙的历史和文化价值。同步制作的古建结构拆解动画,将古建的复杂结构以直观、易懂的方式呈现在人们眼前。这不仅有助于更好地研究城墙建筑物特点和工艺技巧,还能为游客提供有趣的学习材料,增加他们对城墙文化的认知和兴趣。”赵彬介绍说。

“关闭阀门,启动水质监测工作。”工作人员果断下达指令。西安城墙的保护工作不仅需要综合考虑天气、气候变化带来的挑战,还需要密切关注护城河水位、水质的变化所带来的影响。

“数字方舱为城墙装上了‘智慧眼’,可以实现24小时实时监测,一旦有异常情况出现,能迅速锁定隐患点的准确位置,及时向相关人员发出警报,改变了以往靠人力拉网式巡查、研判,信息流延迟的问题,大大提高了工作效率,提高了城墙保护水平”赵彬说。

西安城墙能将天气预报、雨量、水位等要素汇聚在城墙数字方舱模型内,同时结合遍布城墙的3000多个变形监测点位和1300多个智感设备监测的实时数据信息,通过人工智能计算得出水位警戒、积水告警等重要信息,让防汛更高效、更智能、更迅速。同时,数字方舱还能对防汛物资储备点做精准管理和实时监控,确保在关键时刻能够迅速调配所需物资,为防汛一线提供了坚实的物资保障。

文化传承,科技助力研究教育

未来,西安城墙景区将继续在科技保护领域不断发展。

赵彬表示将计划从不同层面推进发展,一方面基于文物保护工作的前提下,持续优化升级“西安城墙数字方舱综合管理平台”,例如将已训练的积水、游客危险行为、客流密度等AI告警模型进行持续训练,提高告警、定位准确度。

另一方面,依托西安城墙丰富的文化遗产资源、先进的文物保护管理经验以及在数字科技领域的创新成果,对文化遗产领域的数字资产、数据要素内容定义、纳入规范、应用模式等方面进行研究,为国内外城垣类遗址提供文化遗产数字资产应用方案,打造文化遗产与数字科技结合的新质生产力。

西安城墙数字方舱正以其独特的智慧和力量,推动着文物保护事业迈向新的高度。

“数字化管理在文物保护领域的应用前景充满了无限的可能性和巨大的潜力,比如可搭建更精细的监测与预警系统、提供智能化的文物管理与决策支持,将多模态数据融合,利用深度学习和人工智能算法,建立更加精准的文物劣化预测模型;应用区块链技术来保障文物信息安全,确保文物的来源、流转、修复等信息不可篡改、可追溯等。”赵彬说。

在科技的助力下,西安城墙这一文化遗产将得以被更好地保护、传承与利用,成为连接过去与未来的桥梁,让更多的人能够感受到中华文明的博大精深与独特魅力。

西安城墙踏着历史的足迹,在数字时代的浪潮中找到了新的守护者——数字方舱。通过数字方舱,西安城墙实现了从传统管理到智慧管理的华丽转身,让古老的城墙焕发出现代化的光芒。

无论是实时监测游客流量、预警安全隐患,还是利用高精度三维模型、古建结构拆解动画深化研究、教育公众,亦或是构建智慧防汛体系,数字方舱都在以实际行动诠释着“科技让文化遗产‘活’起来”的深刻内涵。

视频提供:西安城墙管委会

(中国日报陕西记者站 秦峰|张佳怡 冯茜 潘闽悦)

【责任编辑:舒靓】
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