科技日報記者 金鳳

端午期間，想感受曠古爍今的城墻古韻，南京城墻博物館是個不錯的去處。你可以駐足多媒體沉浸式影院，以第一視角身臨其境地穿行于明朝首都南京的街肆弄巷，也可以站立在四重城垣沙盤旁，跟隨多媒體立屏和投影，感受明初南京四重城垣環(huán)套的宏大城市格局。

始建于公元1366年的南京城墻，作為現(xiàn)存體量最大的城市城墻，是南京留存至今重要的文化遺產(chǎn)。這份文化遺產(chǎn)，如今被文物保護(hù)工作者們借助地理信息系統(tǒng)、三維數(shù)據(jù)采集、三維建模技術(shù)等數(shù)字技術(shù)，生成數(shù)字檔案，留存“DNA”信息。

在保護(hù)中發(fā)展，在發(fā)展中保護(hù)。650多歲的南京城墻，如今也擁有一批特殊的“醫(yī)生”。20多公里的城墻分布著263套自動化監(jiān)測設(shè)備，它們實時捕捉城墻本體上發(fā)生的毫厘變化。

風(fēng)云際會650余年，如今的南京城墻正借助數(shù)字技術(shù)“延年益壽”。

數(shù)字技術(shù)加持，構(gòu)建城墻“一張圖”

南京城墻全線的最高、最低點在哪里，最寬、最窄處位于哪一段，城墻上有哪些病害、銘文，如今都可以在南京城墻數(shù)據(jù)資源管理平臺，找到答案。

“你看，城墻的矢量底圖、遙感影像、歷史地圖、城墻精細(xì)模型、點云數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)、360度全景數(shù)據(jù)，以及大環(huán)境數(shù)據(jù)、南京城墻分段示意圖、歷代城門匯總圖層等各種數(shù)據(jù)都可以在這里查詢。”隨著南京城墻博物館副館長金連玉敲擊電腦鼠標(biāo)，南京城墻數(shù)據(jù)資源管理平臺展現(xiàn)在記者眼前。

圖為南京城墻博物館。

金連玉介紹，為了摸清城墻家底，自2017年起，南京城墻保護(hù)管理中心（以下簡稱管理中心）先后啟動南京城墻磚文數(shù)據(jù)庫、南京明故宮大遺址文物數(shù)據(jù)信息采集以及南京城墻“一張圖”——南京城墻數(shù)據(jù)資源管理平臺建設(shè)（以下簡稱城墻數(shù)據(jù)平臺）等數(shù)字化項目。

“對于城墻文物現(xiàn)狀信息的提取，主要通過采用三維激光掃描、無人機(jī)傾斜攝影以及三維建模技術(shù)進(jìn)行采集。”金連玉說，借助數(shù)字技術(shù)，管理中心對南京城墻180866塊銘文城磚，明故宮大遺址現(xiàn)存300余件不可移動、可移動文物，以及南京城墻本體及周邊環(huán)境均進(jìn)行測繪、掃描、建檔、建庫，為明故宮大遺址、南京城墻建立了最早、最完整的全維度數(shù)字化文物檔案。

從高空俯瞰南京中華門城堡及南京城墻博物館。

記者在平臺界面看到，城墻本底數(shù)據(jù)涵蓋南京城墻全線城墻本體精細(xì)三維模型數(shù)據(jù)，以及南京城墻全段20處360度全景數(shù)據(jù)等信息；周邊大環(huán)境數(shù)據(jù)；14幅1898年至1948年南京歷史地圖；20套亞米級遙感影像數(shù)據(jù)；本體病害等多個數(shù)據(jù)庫，則收錄了2019至2021年的南京城墻沉降變形監(jiān)測數(shù)據(jù)、18萬余條城磚銘文數(shù)據(jù)、453萬余條病害監(jiān)測數(shù)據(jù)等多維信息。

文物遺產(chǎn)信息一目了然的同時，平臺還能進(jìn)行城墻緩沖區(qū)分析、模型剖面分析、淹沒分析。

“例如淹沒分析，可以分析當(dāng)水位漲到一定高度，城墻將被淹沒到什么程度；另外，文化遺產(chǎn)保護(hù)有保護(hù)范圍和建設(shè)控制地帶，在建設(shè)控制地帶，建筑物的高度建設(shè)到多高，才不會對城墻造成影響，都可以在平臺里模擬出來。”金連玉說。

圖為南京城墻博物館。

20余公里設(shè)置1575個監(jiān)測點位，為城墻體檢

如何讓650多歲的南京城墻戰(zhàn)勝時光的打磨“延年益壽”，也是當(dāng)下城墻保護(hù)者的歷史使命。

跟隨南京城墻監(jiān)測預(yù)警中心數(shù)據(jù)采集專員田野步行至南京中華門城堡旁的赤石磯登城口，只見一條長約5米的細(xì)長管線從城墻頂部緊貼著城磚垂落下來，在它旁邊，還有一根細(xì)細(xì)的金屬管，附著在相鄰的兩塊城磚上。

“這就是多維度變形監(jiān)測計和測縫計，它們每隔幾個小時，會將城墻的位移、溫度等數(shù)據(jù)傳回后臺，如果有異常，系統(tǒng)會提示，巡查人員會到現(xiàn)場實地踏勘排除隱患。”田野說。

在南京中華門城堡旁的赤石磯登城口附近區(qū)域，多維度變形監(jiān)測計和測縫計正在監(jiān)測城墻“體征”。科技日報記者 金鳳 攝

依托互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和通信技術(shù)等數(shù)字技術(shù)，這些“體檢儀”中傳出的數(shù)據(jù)，最終接入南京城墻監(jiān)測預(yù)警中心。

在登城口不遠(yuǎn)處的南京城墻博物館地下二層，一張鋪滿整面墻的大屏幕，便顯示著城墻不同監(jiān)測點位的回傳數(shù)據(jù)。

田野介紹：“監(jiān)測預(yù)警平臺通過安裝的263套自動化監(jiān)測設(shè)備、1575個監(jiān)測點位，對城墻本體位移、膨脹、沉降、裂縫等數(shù)據(jù)及時采集并分析，監(jiān)測城墻本體及周邊環(huán)境的實時變化，可以實現(xiàn)‘變化可監(jiān)測、風(fēng)險可預(yù)報、險情可預(yù)控、保護(hù)可提前’的預(yù)防性保護(hù)，筑牢了城墻本體安全防線。”

無論是探清城墻“家底”，還是搭建監(jiān)測預(yù)警平臺，數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用，為南京城墻的保護(hù)和利用筑牢了安全防線。

“數(shù)字技術(shù)是實現(xiàn)文化遺產(chǎn)科學(xué)保護(hù)及展示利用的重要手段。我們希望利用數(shù)字技術(shù)在文物信息留取、遺產(chǎn)健康監(jiān)測、展示利用等方面，保存珍貴遺存與遺物信息、監(jiān)測遺產(chǎn)本體風(fēng)險、發(fā)掘與展示遺產(chǎn)價值。”金連玉說。

（文中圖片除標(biāo)注外均由南京城墻博物館提供）