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守望者大疆:测的是遗产,看的是未来

探索科技赋能文化遗产手段,用数字化创新助力文化遗产保护和文化传承的社会价值的社会传播与推广,使属于人类的文化财富真正走向大众。

当诗歌和传说缄默的时候,只有建筑在说话。

用步履丈量土地,回溯文化古迹诞生的时代,寻找曾历经风雨冲刷的痕迹,与当下用无人机影像测绘触摸历史,“让文化遗产活起来”的期待是一致的。

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或定格鼓楼楼宇,或穿越古塔长城,或留住寺院庙观......

  古建筑测绘,迫在眉睫  

如果说早年传统建筑遗产保护还只是相关业务单位热衷的板块,如今其数字化则向更多的入局者抛出了“一同探索城市底色”的橄榄枝。

在中国文化遗产研究院研究员永昕群看来,对于大面积的文化保护单位而言,便捷的信息留存手段需求一直很明确。“目前,大部分文保单位还没有比较完整的外部结构数字档案。尤其一些文保单位还有着高精度、定期监测等相对细化的要求,具体到古建筑结构变形层面,可能还需要达到毫米级的变形监测要求。如对石窟而言,裂缝裂隙监测也是毫米级的要求,其基础的数字化工作是一个比较迫切的需求。”

回顾传统手工测绘、数字测绘时代,天津大学建筑学院的特聘研究员李哲用“万军之中取上将首级”来形容如今从海量测量数据中智能提取有效信息的无人机贴近测量手段。李哲认为,相比其他应用领域,文化遗产更需要贴近摄影测量技术“之前的数据比较粗放,即使有被拆解的细化的长度、走向、坐标等数据,也只能通过相对扁平化的方式呈现。而文化遗产本身已经蒙了尘,包括其背后的内涵、智慧等都有可能被忽略。”

这也意味着,贴近摄影测量等新兴数字化技术在满足广泛尺度下遗产数字化保存、背后价值挖掘与阐释等方面的优势较为明显,“相对来说,效率高、速度快、精度可以满足一般的建筑需求。”

根据住建部要求,从2020年开始到2022年全国需完成历史建筑100%测绘及系统录入工作,明确鼓励采用摄影测量等新技术,时间紧任务重。

这也是大疆联合多家机构一同发起的文化遗产数字化无人机贴近摄影测量大赛的初衷所在:探索科技赋能文化遗产手段,用数字化创新助力文化遗产保护和文化传承的社会价值的社会传播与推广,使属于人类的文化财富真正走向大众。

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  数字化呈现,不约而同  

倘若用一句话形容这次无人机贴近摄影测量大赛,或许用“远超预期”更为贴切。

深圳市大疆创新科技有限公司测绘行业负责人魏坤岭表示,从9月份发起大赛至11月初,涉及20多个行业的175个参赛作品已经覆盖了全国28个省份,规模超乎想象。

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参赛作品情况

无论是测绘企业、文物保护单位、高校科研单位,还是互联网设计团队,都不约而同地走在了文化遗产数字化的路上,也向更多人传递无人机影像测量的魅力。

这也在某种程度上打消了大疆等筹办方先前的顾虑:最初计划举办无人机贴近摄影测量大赛时,各家合办单位一直有一个担心:像文化遗产这类国家保护单位是不是可以去拍或者拍出来是什么样子。最后发现,原来整个社会上已经有一波人一直在做文化遗产保护这件事。

登上梵净山,步入武义三根半塔,到访蟠龙山长城,沈阳故宫大政殿......本次摄影测量大赛的获奖作品也正传达着测绘公司、科研单位、文化遗产设计公司等不同入局者的诉求。

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梵净山

作为地理信息企业的代表,梵净山项目负责人罗辑表示,公司希望通过做文化遗产数字化,有针对性地收集对应区域内较为详细的信息,从其中挖掘大量的应用落地场景。“比如拍摄陡峭的山体,用来进行地质灾害的分析,如监测缝隙等风险点。其次,可以介入旅游建筑的设计与规划,包括地图服务、游客服务、票务信息等在内的旅游信息化,以及各种传感器的对接等。”

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梵净山项目:无人机贴近摄影测量航线规划图

“我们本身是做文化遗产保护的公司,可能会更侧重将整个文化遗产的结构,如一些残损情况反映自数字化的模型上。”武义三根半塔项目代表何情达指出,“一开始做文化遗产项目时,我们是想把数字化应用跟传统的展览相结合,为文化保护提供评估的意见、建议,包括后期保养维护与修缮工作。”

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武义三根半塔:鳌峰塔无人机贴近摄影

  苦测绘设备久矣  

一个愈发明确的信号是,对于整个文化遗产数字化领域而言,苦测量设备久矣。

在罗辑的回忆里,10年前,那会儿的设备非常贵,软件也都是一些国外的软件,搞摄影测量的圈子非常小,门槛比较高。“大疆入局后拉低了门槛,像小企业才有机会参与到测绘工作当中。也是因为这两年有大量的历史建筑采集的工作在各地开展,我们才机缘巧合地从测绘领域切入到建筑测绘等工作中。”

何情达所在的文化遗产设计公司,仅解决无人机测绘的问题,便用了好多年。“我们之前是没有任何测绘相关方面的人才,包括无人机飞手。2016年,公司第一次采购大疆航拍无人机,2017年采购了第二台大疆无人机,2018年采购第三台大疆无人机,2019年,采购第四台大疆无人机——精灵4rtk无人机,经历了从消费级无人机到测绘无人机等应用的体验。”

这一点上,魏坤岭由衷感慨:“早在2014、2015年前后,已经有单位开始自己用各种航模机器、相机去改装单反设备完成摄影测量,耗费了不少人力成本打磨技术路线,非常难。当时,即便有很多地面测量设备,比如单反相机、三维激光扫描仪、全站仪等传统测量设备,也无法解决空中摄影或者贴近摄影测量才可以解决的立面、廊檐下面或高空被遮挡地方的摄影测量问题,更不用提获取完整数字化的模型。”

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无人机贴近摄影测量原理

事实上,联动科技、互联网企业与院校等合办文化遗产摄影大赛,于大疆而言,只是近些年助力文化遗产的保护、传播与传承的一个缩影。

从乐山大佛、悬空寺、广胜寺飞虹塔到平遥古城,大疆已完成多个文化遗产数字化项目,一度令外界想象不出其边界到底在哪儿。“当时我们和合作伙伴获取的乐山大佛影像基本上能复刻原貌,塑造高精度的三维模型,乐山大佛管理处负责人表示很惊讶。”

若从更高维度看,与其说是大疆与文化遗产碰撞的成果获得相关文化遗产单位的一致认可,不如说无人机倾斜摄影正逐渐颠覆大众认知并收获在文化遗产领域的地位。

  测的是遗产,看的是过去与未来  

不可否认,一系列认可的背后,棘手问题也随之渐渐浮出水面。

梵净山项目、武义三根半塔、蟠龙山长城项目负责人介绍称,在开展古建筑测绘的过程中,游客众多,测绘作业无法进行;作业人员背着沉重的设备登高寸步难行;受天气影响,每天有效作业时间微乎其微;飞行报备时,需要经过航飞培训;反复人工补拍情况时有发生;多元数据处理融合难度比较大等问题无法避免。

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蟠龙山长城项目:建模成果示图

而从一些比赛的作品中,武汉大学教授潘励表示,受限于外界环境等各方面原因,现阶段的数字化手段已经做到了基础测绘,但还不够完美。“如一些色彩失真等问题没完全解决,有一些建筑遮挡、空间狭窄情况下还用了大量的人工测绘。”

不论如何,古建筑没被众人看到的部分,能够用无人机倾斜摄影等手段进行呈现,无疑是一种确幸。潘励认为,在传统的技术手段中,文化遗产的细节表达不尽人意,现在的数字化手段还原、勾勒了传统文化遗产中一些动人或值得玩味的细节。

如果说更远的期待,对文化遗产来说,无人机可能需要做得更智能。何情达指出,“除了能够智能地规划飞行航线外,如果无人机能在室内采集时实现一键自动拍摄或者扫描范围,或者结合人工智能计算或者文化遗产前期采集的不同时空的数字化数据,可以在飞行时实现自动识别文物保护单位监控地带里的一些违禁的情况,以及建筑物倾斜、残损、开裂等现存状况,整个作业效果会更好。”

但正如永昕群所说,文化遗产的数字化测量并不是“看见”一座建筑的最终目的,应用和传承才是。“测量之后,我们需要挖掘出古建筑背后的智慧、内涵,诠释一些未知的秘密,能够解释遗产未来的趋势以及这一呈现方式背后的动态过程。”

对于大疆而言,除了像前几年一样对外传递“大疆不只是消费无人机”的理念,不变的是用数字化的方法和技术去讲文化的故事。

只不过在继续深化的文化遗产数字领域的路上,大疆要做的突破还有很多。魏坤岭表示,“与用户接触、与专家学者沟通的过程中,了解用户的真实需求,根本上是为了做好我们的技术迭代和产品更新,也是期望我们的技术和产品能在文化遗产保护数字化这一领域得到更多更广泛的应用,使得在国内甚至在全世界范围内都能用起来。”

未来,或许业内有理由期待大疆在突破高性价比、高精度、高效率的产品,以及与多种测量手段融合,短时间内实时处理海量数据等难点过程中永不止息。

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