数字技术立体化展现壮美中轴线
来源:北京日报  |  2023-04-12 09:37:55

数字技术立体化展现壮美中轴线

  实景三维技术再现壮美中轴线。

  本报记者 陈雪柠

  一条中轴线,撑起古都脊梁,串起一路风景。然而,在实地探访时,无论站在哪一个点位都无法一览全局。实景三维系统弥补了这一遗憾,让人们可以全方位领略中轴线的独特神韵。

  记者近日获悉,借助数字技术,市测绘设计研究院已基本完成中轴线遗产核心区5.9平方公里范围的三维实景建设,最终形成的实景三维中轴线将为中轴线遗产要素的监测和管理、保护与利用提供完整的空间数据底座。

  零接触 激光技术代替手工测量

  清晨,天坛公园祈年殿外,安智明等一行5人抬着沉重的设备箱,轻轻推开院门。两人固定好站式扫描仪,1人背上特殊的“双肩包”,1人拿起小巧的手持设备……在默契的分工配合下,祈年殿的测绘工作正式开始。随着激光扫描仪360度摆动着“大脑袋”,这座三重檐攒尖式建筑及周边环境的三维空间数据都将被采集,并在电脑里真实再现。

  安智明从业29年,如今是市测绘院首都功能核心区部副部长。“过去的做法要先搭脚手架,爬上爬下用各种尺子手工测量,不仅对建筑本体有一定损伤,而且测绘速度慢、人力消耗大、测绘精度也低。”安智明介绍,如今运用三维激光扫描和贴近摄影测量等新技术,可以在不碰触文物的前提下,就把文物建筑的每个构件都精细记录和生动表现出来,可谓“鸟枪换炮”。

  据了解,测绘人员在扫描时设计了分区、分级的方案,按照场景内容、精度要求、数据获取难易程度等进行划分。比如,对于祈年殿、皇乾殿等古建筑,采用站式扫描仪,能够对结构尺寸、色彩纹理等进行毫米级的精细记录;对于文物细部,配合手持式扫描仪灵活测量;对于场区、园区等开阔场地,使用更快捷的背包式扫描仪。

  展神韵 数字技术让中轴线“立起来”

  祈年殿的测绘工作,大约需要两周左右的时间。

  扫描开始后,生成的点云数据会直接导入软件,进行自动拼接。“点云其实就是把物体都用点表示出来,形成了一团一团的点,像云一样,每个点都带着坐标。”安智明向记者展示平板电脑上的实时扫描数据,测绘人员正是以此来检查拼接精度,防止遗漏。“我们眼睛能看到的建筑表层都能扫到,每一处斗拱都能精细地表达,颜色、反射强度等特征信息也能保存下来。”

  工作团队更多的时间会投入到大量数据的后期处理、分析和建设上。市测绘院研发中心副主任闫宁介绍,实景三维中轴线的场景不仅要形似,更要神似,随着季节和气候的变化,实景三维中轴线的自然景观也会随之发生变化。

  “从纸质地图到数字地图、实景三维产品,我们对中轴线的测绘越来越精细,也越来越生动。”市测绘院大数据中心主任陶迎春说,实景三维产品可以真实、立体地再现中轴线的壮美与震撼,让中轴线“立起来”,还能追溯其历史变革,带来时代变迁的纵深感。

  据悉,早在2020年,市测绘院就组织了一支200余人的技术团队,率先对天安门地区各要素进行了超精细化的测绘和三维建模;2021年8月开始,又在市文物局等单位的委托下,搭建“实景三维中轴线”。截至目前,第一阶段的北京中轴线居中道路、公共空间等系列遗产空间的实景三维建设已经完成,包括永定门、钟鼓楼、地安门内外大街等;第二阶段的太庙、中山公园、景山公园、天坛公园是最后的四个节点,计划在今年上半年全部完成信息采集与三维模型搭建。

  促保护 新建筑可进行三维场景模拟比照

  市测绘院院长牛锐表示,这套实景三维系统不只是对中轴线进行物理空间的再现,更重要的是有丰富的应用场景。比如,中轴线周边若要新建建筑物,其体量、形态、高度与风貌是否会影响景观视廊与城市天际线?可以直接把方案放到三维场景里进行模拟、比照,非常直观高效。

  实景三维系统的搭建为沉浸式体验中轴线提供了可能。观众可化身雨燕凌空飞跃中轴线、穿越时空感受城市变迁,还能拿起放大镜察看建筑细部,甚至在天气模拟中感受银装素裹的故宫。

  实景三维系统最重要的价值还是应用于中轴线的遗产保护。今年1月,《北京中轴线保护管理规划(2022年—2035年)》重点提出要高标准建立遗产监测系统。而最终形成的实景三维中轴线,将为中轴线遗产要素的监测和管理、保护与利用提供一套完整的空间数据底座。

编辑:宋姝君
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