原标题：无人机起飞拍照 数字建模

　　为长城保留一份完整准确档案

　　伴随着轰鸣声，一架白色四翼无人机腾空而起。一会儿工夫，监视器上就看到传回拍摄到的画面：崇山峻岭间，一条砖石巨龙沿着山脊蜿蜒前行，时而跌落悬崖，时而被植被遮挡，有的段落完整雄伟，有的地方残破苍凉。

　　8月7日，怀柔区文物所组织设计单位对位于渤海镇大榛峪村的187号、188号长城敌台及城墙进行抢险勘查，为申报北京市2021年长城抢险项目做准备。

　　勘查中，使用了无人机进行拍摄，后期还将通过先进的图像处理软件进行数字建模。有了数字模型，结合安装传感器实时更新数据，今后即使不到现场，也能在电脑前掌握第一手的长城资源信息。

　　在抢险勘查中使用数字建模技术是怀柔建设“数字长城”工程的重要一环。今后，怀柔区将通过长城抢险、修缮等项目，逐步完成全区65.4公里的长城资源数字化工作。为当代及后世万代的长城保护留下最完整、最准确的档案。

　　精准拍摄

　　一段100米的长城要拍2000到4000张照片

　　阵雨过后，山里的空气格外湿润清新。8点30分左右，在怀柔区渤海镇大榛峪村，记者与勘查小分队一行四人在长城脚下聚齐。

　　他们是领队怀柔区文物所工作人员王宇，文物所邀请的负责勘查的两名设计师张喆和张忠祥，以及向导兼顾问、从事怀柔境内长城抢险修缮工作16年的古建公司经理张凤明。

　　上山路上，58岁的张凤明走在最前面。他是怀柔长城的“活地图”，哪段长城怎么爬、哪种险情以前怎么修的，都难不倒他。

　　34岁的张喆参与长城保护工作也小10年了，他的任务重点是根据险情设计抢险方案。26岁的张忠祥一参加工作，就开始接触长城保护工作，当天负责操控无人机进行拍摄。

　　穿过一段密不透风、岩石杂陈的荆棘丛，一行人上到了已经坍塌的只剩地基的187号敌台。地基上相对平坦开阔，张忠祥观察了一下，决定在这儿放飞无人机。但放飞前，他又沿着坍塌的城墙边缘，仔细地观望、查看了一下周边的长城本体的情况，规划了一下拍摄点位和内容。

　　“夏天植被茂密，有的地方容易被遮挡拍不到。所以需要都看一遍，找到最佳的拍摄角度。”张忠祥告诉记者。

　　无人机飞起来了，监视器上，不断地显示着传回来的拍摄画面。

　　无人机要拍摄多少张照片才算完成任务？

　　“项目申报阶段进行的是初步勘查，主要拍摄两类照片，一类是外轮廓照片，一类是残损细节照片。”张喆告诉记者，数字建模技术要求相邻的两张照片的重合率要达到70%以上，而拍摄一段城墙，上面和两侧三个角度都要拍；拍摄敌楼，上面、前后左右、内侧全要拍。一段100米的长城，拍摄2000张到4000张照片很正常。

　　数字建模

　　不用亲自爬长城也能指导抢险修缮了

　　“把照片全部导入电脑里，先按大间距选择少量照片，建立一个初步的模型；再选择高密度的大量照片，逐段细化，形成最终的数字模型。通过图像处理软件，形成的是点云模型，也就是由无数个点组成的立体模型，模型的尺寸跟实物的误差是毫米级的，比手工测量的还要精准。”张喆说。

　　张喆从电脑里找到几张此前已经完成了204号关口的建模图片，平面图看上去跟照片无限接近，但与照片不同的是，数字模型是立体的。

　　“建好后的数字模型不但可以拉近了看，拉远了看，还可以转角度看，哪儿裂了、怎么裂的、裂多大口子都可以非常直观地看到，就好像身在现场一样。”张喆说。

　　数字建模技术还可以根据抢险设计方案，把施工后的效果模型做出来，有了前后对比，评审专家不用亲自来爬长城，就能更直观地评价申报的抢险方案。

　　当天勘查的187号至188号敌台段长城在民间有个美丽的名字：蝴蝶结长城，因为其形状像蝴蝶结而得名。

　　187号敌台是实心敌台，已经坍塌得只剩地基；188号敌台远看保存完好，无人机飞过去细看，就能发现墙体上有裂缝。188号敌台东侧的边墙高低落差大，拐点处出现了一个纵贯上下的大裂缝，裂开的东段似乎要坠落山谷。

　　“回去后我们会先整理照片和数据并进行分析，比如这个裂缝是地质变化扰动造成的，还是时间久了建筑材料松动等造成的。”

　　二次详细勘查会对具体病害点位做更详细的拍摄，除了无人机航拍，还将用到激光测距仪、传感器等设备。

　　“现场考察的越细致，模型文件就越精细。包括一块砖的尺寸、砖与土层的结合层是什么土，在模型里都能反映出来。可以为今后的抢险、修缮提供直观的依据。”张喆说。

　　其他应用

　　VR眼镜体验爬野长城

　　怀柔段长城东连密云古北口，西接昌平居庸关，总长65.4公里，占北京段长城526.7公里的12.4%。有“天下长城险，怀柔占一半”之誉。因此，也是很多驴友攀爬野长城的目的地。

　　游人私自攀爬野长城，给长城保护带来严重伤害。乱扔垃圾、乱写乱画等不文明行为时有发生，更有一些已经坍塌的墙体经踩踏后，损坏的速度加剧。

　　如何破解体验野长城和保护长城文物之间的矛盾？“数字长城”建设提供了一种新的可能。

　　“数字建模成果不但可以运用到长城抢险修缮上，也可以开发旅游项目。比如将来建设长城国家公园，可以在配建的游客接待中心或长城博物馆里，开发‘戴AR爬野长城’项目，这些数字模型能给游客提供身临其境的攀爬体验。”怀柔区文旅局相关负责人表示。

　　为长城留存数字档案的工作，怀柔区早在箭扣二期时就开始了。当时，把考古概念引入到长城修缮中，根据一些考古记录、考古档案形成了部分电子化、数据化档案。

　　2018年，怀柔区又在全市率先开展了“长城体检”工作，在第三次全国长城文物普查的基础上，时隔10年，再次梳理辖区内的长城资源。这次体检工作，拉开了怀柔“数字长城”建设的序幕。

　　“从将要开工抢险修缮的长城开始，先行开展抢险点段的数字化采集工作，建立数字化档案，以便于更全面、直观地分析文物本体的病害类型。”怀柔区文物所所长张彤说，“修缮、保护长城，不单单要从外观上把长城整理好，还要把长城的工艺、做法考证下来，历史脉络梳理清楚，形成一套完整的数字化档案，指导当代长城修缮，还可以交给下一代。”

　　截至目前，怀柔区已有176号敌台、202号敌台、贾家关门、磨石口水关长城等十多处长城完成了数字存档。