科技日?qǐng)?bào)記者陳曦策劃趙英樹(shù)滕吉普林麗君兩千多年來(lái)，中國(guó)的長(zhǎng)城從農(nóng)牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)屏障，演變?yōu)閭鬟f歷史的文化傳承。這個(gè)歷史奇跡是一個(gè)人跡罕至的地方，經(jīng)歷了歲月的侵蝕和自然風(fēng)化，逐漸沾染上了時(shí)間的痕跡，逐漸失去了它隱藏的秘密。

來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)

科研團(tuán)隊(duì)利用最新技術(shù)對(duì)中國(guó)長(zhǎng)城進(jìn)行測(cè)繪，以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)并用數(shù)字化手段還原長(zhǎng)城。探索虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的中國(guó)長(zhǎng)城。 “我們乘坐飛機(jī)、坦克，沿著古文獻(xiàn)的線索，探索長(zhǎng)城的奧秘。”就在近日，天津大學(xué)長(zhǎng)城研究與數(shù)字化成果展在天津博物館舉行，展覽上，天津大學(xué)研究員李哲說(shuō)：天津大學(xué)建筑學(xué)院感嘆道。李哲的背后，幾千年的歷史與現(xiàn)代科技在這一刻匯聚在一起。自2003年起，天津大學(xué)建筑學(xué)院張玉坤教授帶領(lǐng)的李喆團(tuán)隊(duì)開(kāi)始涉足長(zhǎng)城。 2010年，團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了明代長(zhǎng)城防御體系時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目，2018年又啟動(dòng)了全長(zhǎng)城實(shí)景3D圖像采集項(xiàng)目。歷時(shí)四年，團(tuán)隊(duì)跨越10個(gè)省份和地區(qū)，對(duì)整個(gè)明長(zhǎng)城進(jìn)行無(wú)盲點(diǎn)數(shù)字測(cè)繪，收集超過(guò)200萬(wàn)張真實(shí)照片，打造了“真實(shí)3D數(shù)據(jù)庫(kù)”。 “全長(zhǎng)城生活場(chǎng)景”板塊目前覆蓋了90%的人工城墻，并已延伸至漢、北朝、唐、宋、清等朝代。

無(wú)人機(jī)測(cè)繪可以輕松收集中國(guó)長(zhǎng)城的大量真實(shí)照片“你見(jiàn)過(guò)中國(guó)長(zhǎng)城上這個(gè)不起眼的洞嗎？肉眼看，你可能會(huì)認(rèn)為它是損壞的，很容易被忽視”基于3D “在中國(guó)長(zhǎng)城沿線的真實(shí)景觀數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些有問(wèn)題的圖像借助人工智能技術(shù)被識(shí)別出來(lái)。通過(guò)發(fā)現(xiàn)和重新檢查現(xiàn)場(chǎng)，我們發(fā)現(xiàn)這就是中國(guó)長(zhǎng)城的秘密之門�！贝蠖鄶�(shù)新發(fā)現(xiàn)都是基于控制整個(gè)長(zhǎng)城的3D圖像，并拍攝大型實(shí)景照片，是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。目前，國(guó)家文物局會(huì)同國(guó)家測(cè)繪局等開(kāi)展了長(zhǎng)城資源調(diào)查，掌握了長(zhǎng)城長(zhǎng)度、坐標(biāo)、年代、基本保存狀況等信息。揭露。雖然長(zhǎng)城已經(jīng)完整收集，但細(xì)節(jié)和裝備卻相對(duì)缺乏，比如整個(gè)長(zhǎng)城焦點(diǎn)的位置，長(zhǎng)城的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、裝備、裝飾等。采集整個(gè)長(zhǎng)城的真實(shí)三維圖像的項(xiàng)目就是為了填補(bǔ)這個(gè)缺失的環(huán)節(jié)。李哲認(rèn)為，這項(xiàng)工作不能盲目地只看局部，全面的了解需要詳細(xì)的了解，而不是籠統(tǒng)的概括。

李哲為中國(guó)長(zhǎng)城做數(shù)據(jù)測(cè)繪

“每張照片的坐標(biāo)都顯示在WebGIS（網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)）環(huán)境的數(shù)據(jù)庫(kù)中，現(xiàn)在你可以自由瀏覽中國(guó)長(zhǎng)城了。”李哲指著屏幕說(shuō)，這就是金山嶺長(zhǎng)城。 他說(shuō)過(guò)。世界上沒(méi)有其他國(guó)家擁有如此連續(xù)的中國(guó)長(zhǎng)城圖像庫(kù)，放大到厘米級(jí)清晰度，每一條灰縫都清晰可見(jiàn)。有效利用這些寶貴的、大量的真實(shí)攝影數(shù)據(jù)，是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)價(jià)值的過(guò)程。李哲先生坦言，自己在測(cè)繪長(zhǎng)城的初期有些無(wú)知，一開(kāi)始只是想從多個(gè)角度拍攝能夠完全覆蓋長(zhǎng)城的照片，這樣他就可以詳細(xì)看看長(zhǎng)城。我有很多照片。墻圖資源。 “對(duì)整個(gè)中國(guó)長(zhǎng)城進(jìn)行數(shù)字化存檔非常重要，隨著我們研究的深入，我們意識(shí)到中國(guó)長(zhǎng)城對(duì)于中國(guó)人民，乃至全人類來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的文化遺產(chǎn)�！崩钫苷f(shuō)，他說(shuō)。通過(guò)對(duì)中國(guó)長(zhǎng)城進(jìn)行建筑講解的補(bǔ)充，并結(jié)合考古發(fā)現(xiàn)，我們或許能夠?qū)χ袊?guó)長(zhǎng)城有更全面的了解。 ”我們根據(jù)建筑專家的建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行編輯、處理和定量分析。通過(guò)低空無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量獲得的生命三維圖像模型可用于分析疾病和恢復(fù)地點(diǎn)。 “真正的三維模型本身就極具價(jià)值，長(zhǎng)城城墻的坡度、尺寸的測(cè)量、疾病狀況等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都依賴于三維模型，所以它有著廣泛的應(yīng)用李哲舉了一些例子，比如近年來(lái)廣為人知的中國(guó)長(zhǎng)城的倒塌，通過(guò)統(tǒng)計(jì)破壞事件的位置，并與三維模型相結(jié)合，可以發(fā)現(xiàn)倒塌破壞的模式。發(fā)病的原因可以從陡峭山地與平緩山地交界處發(fā)生的現(xiàn)象來(lái)闡明。此外，可以根據(jù)真實(shí)世界的3D 模型人工構(gòu)建缺失的結(jié)構(gòu)。雖然很多空心木涼亭只剩下四堵外墻，但完全可以用人工模型來(lái)完成內(nèi)部的木梁柱結(jié)構(gòu)，從內(nèi)到外還原空心涼亭的完整畫面。手工建模過(guò)程使用渲染生成視頻和動(dòng)畫，使被時(shí)間侵蝕后的中國(guó)長(zhǎng)城恢復(fù)生機(jī)。

山海關(guān)北水關(guān)及其暗門手繪場(chǎng)景復(fù)原

天津博物館展出的中國(guó)長(zhǎng)城景觀重建模型

這些三維模型還可以利用3D打印技術(shù)制作出來(lái)，讓中國(guó)長(zhǎng)城的真實(shí)景觀栩栩如生并“傳送”到博物館。本次展覽展示了許多中國(guó)長(zhǎng)城的三維模型，并附有說(shuō)明，讓您一目了然。李巖指著3D打印的唐代堡壘模型上的一個(gè)小洞告訴記者：“這是用來(lái)做飯的煙道。”博物館里的實(shí)際模型展示了文物的保存狀況。完美的再現(xiàn)�！�

人工智能幫助梳理了長(zhǎng)城秘密的偉大“家譜”，將長(zhǎng)城的“秘密通道”從歷史書本搬到了現(xiàn)實(shí)。研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)四年，跨越10個(gè)省區(qū)，以近厘米分辨率連續(xù)拍攝明長(zhǎng)城沿線90%以上的人造城墻，識(shí)別出130多處城墻。他們發(fā)現(xiàn)了暗門的實(shí)體遺跡，并第一次建立了他們的“家庭”。地圖”。 “中國(guó)的長(zhǎng)城不僅僅是一座城墻。”研究團(tuán)隊(duì)帶頭人、長(zhǎng)城防御系統(tǒng)專家、天津大學(xué)建筑學(xué)院教授張玉坤表示，這個(gè)防御系統(tǒng)是國(guó)家。長(zhǎng)城包含城鎮(zhèn)、路城、衛(wèi)城、宿城、要塞、驛站，并有通訊系統(tǒng)、烽火系統(tǒng)、野戰(zhàn)系統(tǒng)、山口、敵樓、城墻等多個(gè)子系統(tǒng)。李哲認(rèn)為，測(cè)繪長(zhǎng)城的中心意義是向公眾指出長(zhǎng)城是一個(gè)放射狀分布的整體系統(tǒng)。 ”。迄今為止，受技術(shù)限制，長(zhǎng)城這個(gè)偉大的“家族”從未被系統(tǒng)地組織起來(lái)。全長(zhǎng)城真實(shí)三維數(shù)據(jù)庫(kù)的建立以及人工智能的輔助應(yīng)用，使得這次大規(guī)模、系統(tǒng)化的組織工作成為可能。 “照片數(shù)量超過(guò)200萬(wàn)張，人們一張一張地看顯然是不切實(shí)際的。目前，人工智能可以幫助審核�！必�(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)編程的團(tuán)隊(duì)中的博士生張夢(mèng)迪說(shuō)，“ “團(tuán)隊(duì)想要組織空心碉樓，所以他們用照片訓(xùn)練計(jì)算機(jī)來(lái)了解空心碉樓的不同特征。獲得成熟的模型算法。這樣做后，機(jī)器立即可以識(shí)別。”巨幅照片中所有的空心瞭望塔。對(duì)于空心敵塔，目前AI識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到90%。

中國(guó)長(zhǎng)城暗門3D打印模型

在萬(wàn)里長(zhǎng)城的眾多“家譜”中，隱門是萬(wàn)里長(zhǎng)城上存在的一個(gè)“秘密而偉大”的系統(tǒng)。李哲指著墻上貼著的一張清朝乾隆年間的地圖復(fù)制品告訴科技日?qǐng)?bào)記者，這張地圖是李巖在國(guó)外留學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。清晰可見(jiàn)，暗門等軍事設(shè)施也有標(biāo)記。暗門是根據(jù)地形、軍事或其他需要，通向長(zhǎng)城隱蔽部分并通向關(guān)外秘密入口的小門洞。 “暗門里隱藏著中國(guó)長(zhǎng)城的秘密，甚至隱藏著古人的智慧�！崩钫苷f(shuō)，這樣的研究過(guò)去很少見(jiàn)。通過(guò)人工智能搜索和人工篩選相結(jié)合，研究人員發(fā)現(xiàn)了130多扇隱藏門的實(shí)物遺跡，除了分析照片外，他們還對(duì)其中一些進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)與地形高度吻合，并且它的結(jié)構(gòu)根據(jù)您的需要而變化。 “你不禁佩服古人的設(shè)計(jì)。暗門的設(shè)置非常靈活，比如旋轉(zhuǎn)暗門。這樣就可以在馬市這樣的情況下使用暗門。”它擋住了馬匹的沖擊力“既能保護(hù)馬背上的人，又能防止對(duì)方被馬撞到�！崩钫f(shuō)。

門外凸手繪修復(fù)

在所有發(fā)現(xiàn)的暗門中，團(tuán)隊(duì)最有趣的發(fā)現(xiàn)是突出的門。 “而且，在方便士兵出入的地方，挖一個(gè)城門，邁出數(shù)尺，準(zhǔn)備出兵攻敵。”早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，就有這樣一句話：關(guān)于圖們的特別解釋在第《墨子·備突》章。唐、宋、明、清各代學(xué)者都有關(guān)于圖們的著述，但一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的實(shí)物證據(jù)。清末著名學(xué)者魏源曾稱土門為“九地之下為黑暗，九天之上為‘此為’”。這是一種秘密方法，”玉昆解釋道，“在外面砌一層磚塊，用于偽裝。遇到突然襲擊時(shí)，士兵可以突破薄薄的磚墻，給敵人一個(gè)措手不及�！蓖ㄟ^(guò)照片，隊(duì)員們發(fā)現(xiàn)了城墻被攻破后留下的洞口遺跡，但這個(gè)洞口并不是像正常暗門那樣是預(yù)先設(shè)計(jì)建造的規(guī)則結(jié)構(gòu)，而是呈鋸齒狀的狀態(tài)。 “我們不知道門是否被彈出，或者是否被損壞。經(jīng)過(guò)實(shí)地勘察，我們收集了洞口內(nèi)部和外部的實(shí)景照片。經(jīng)過(guò)三維建模，我們將內(nèi)部和外部整合在一起�！崩钫芟壬�深有感觸地說(shuō)，圖們的發(fā)現(xiàn)和仁蒙氏族的考察“與真人大小的圖們?nèi)�維數(shù)據(jù)庫(kù)密不可分”。中國(guó)的長(zhǎng)城。 “到目前為止，研究團(tuán)隊(duì)已根據(jù)古地圖識(shí)別出220多處暗門，發(fā)現(xiàn)了130多件文物，并在明代官方史籍中發(fā)現(xiàn)了浮屠制度的明確記載。 “側(cè)墻下留有許多暗門”，實(shí)物和文件證據(jù)都表明在大門和入口下方存在暗門，即三級(jí)海關(guān)設(shè)施。已證實(shí)該團(tuán)隊(duì)目前正在對(duì)長(zhǎng)城防御系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行全面審查，包括防御工事、標(biāo)志線、郵政線、貿(mào)易設(shè)施和邊墻。

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科技日?qǐng)?bào)·制作：沉童工作室

微信編輯丨劉易陽(yáng)

回顧丨朱莉

最后的審判丨王