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科技日报记者陈曦策划赵英树滕吉普林丽君两千多年来，中国的长城从农牧业的经济屏障，演变为传递历史的文化传承。这个历史奇迹是一个人迹罕至的地方，经历了岁月的侵蚀和自然风化，逐渐沾染上了时间的痕迹，逐渐失去了它隐藏的秘密。

来源：视觉中国

科研团队利用最新技术对中国长城进行测绘，以获取准确数据并用数字化手段还原长城。探索虚拟与现实之间的中国长城。 “我们乘坐飞机、坦克，沿着古文献的线索，探索长城的奥秘。”就在近日，天津大学长城研究与数字化成果展在天津博物馆举行，展览上，天津大学研究员李哲说：天津大学建筑学院感叹道。李哲的背后，几千年的历史与现代科技在这一刻汇聚在一起。自2003年起，天津大学建筑学院张玉坤教授带领的李喆团队开始涉足长城。 2010年，团队启动了明代长城防御体系时空数据库建设项目，2018年又启动了全长城实景3D图像采集项目。历时四年，团队跨越10个省份和地区，对整个明长城进行无盲点数字测绘，收集超过200万张真实照片，打造了“真实3D数据库”。 “全长城生活场景”板块目前覆盖了90%的人工城墙，并已延伸至汉、北朝、唐、宋、清等朝代。

无人机测绘可以轻松收集中国长城的大量真实照片“你见过中国长城上这个不起眼的洞吗？肉眼看，你可能会认为它是损坏的，很容易被忽视”基于3D “在中国长城沿线的真实景观数据库中，这些有问题的图像借助人工智能技术被识别出来。通过发现和重新检查现场，我们发现这就是中国长城的秘密之门。”大多数新发现都是基于控制整个长城的3D图像，并拍摄大型实景照片，是基础中的基础。目前，国家文物局会同国家测绘局等开展了长城资源调查，掌握了长城长度、坐标、年代、基本保存状况等信息。揭露。虽然长城已经完整收集，但细节和装备却相对缺乏，比如整个长城焦点的位置，长城的详细结构、装备、装饰等。采集整个长城的真实三维图像的项目就是为了填补这个缺失的环节。李哲认为，这项工作不能盲目地只看局部，全面的了解需要详细的了解，而不是笼统的概括。

李哲为中国长城做数据测绘

“每张照片的坐标都显示在WebGIS（网络地理信息系统）环境的数据库中，现在你可以自由浏览中国长城了。”李哲指着屏幕说，这就是金山岭长城。 他说过。世界上没有其他国家拥有如此连续的中国长城图像库，放大到厘米级清晰度，每一条灰缝都清晰可见。有效利用这些宝贵的、大量的真实摄影数据，是一个不断发现价值的过程。李哲先生坦言，自己在测绘长城的初期有些无知，一开始只是想从多个角度拍摄能够完全覆盖长城的照片，这样他就可以详细看看长城。我有很多照片。墙图资源。 “对整个中国长城进行数字化存档非常重要，随着我们研究的深入，我们意识到中国长城对于中国人民，乃至全人类来说都是一笔宝贵的文化遗产。”李哲说，他说。通过对中国长城进行建筑讲解的补充，并结合考古发现，我们或许能够对中国长城有更全面的了解。 ”我们根据建筑专家的建筑结构知识对实际物体进行编辑、处理和定量分析。通过低空无人机摄影测量获得的生命三维图像模型可用于分析疾病和恢复地点。 “真正的三维模型本身就极具价值，长城城墙的坡度、尺寸的测量、疾病状况等统计数据都依赖于三维模型，所以它有着广泛的应用李哲举了一些例子，比如近年来广为人知的中国长城的倒塌，通过统计破坏事件的位置，并与三维模型相结合，可以发现倒塌破坏的模式。发病的原因可以从陡峭山地与平缓山地交界处发生的现象来阐明。此外，可以根据真实世界的3D 模型人工构建缺失的结构。虽然很多空心木凉亭只剩下四堵外墙，但完全可以用人工模型来完成内部的木梁柱结构，从内到外还原空心凉亭的完整画面。手工建模过程使用渲染生成视频和动画，使被时间侵蚀后的中国长城恢复生机。

山海关北水关及其暗门手绘场景复原

天津博物馆展出的中国长城景观重建模型

这些三维模型还可以利用3D打印技术制作出来，让中国长城的真实景观栩栩如生并“传送”到博物馆。本次展览展示了许多中国长城的三维模型，并附有说明，让您一目了然。李岩指着3D打印的唐代堡垒模型上的一个小洞告诉记者：“这是用来做饭的烟道。”博物馆里的实际模型展示了文物的保存状况。完美的再现。”

人工智能帮助梳理了长城秘密的伟大“家谱”，将长城的“秘密通道”从历史书本搬到了现实。研究团队历时四年，跨越10个省区，以近厘米分辨率连续拍摄明长城沿线90%以上的人造城墙，识别出130多处城墙。他们发现了暗门的实体遗迹，并第一次建立了他们的“家庭”。地图”。 “中国的长城不仅仅是一座城墙。”研究团队带头人、长城防御系统专家、天津大学建筑学院教授张玉坤表示，这个防御系统是国家。长城包含城镇、路城、卫城、宿城、要塞、驿站，并有通讯系统、烽火系统、野战系统、山口、敌楼、城墙等多个子系统。李哲认为，测绘长城的中心意义是向公众指出长城是一个放射状分布的整体系统。 ”。迄今为止，受技术限制，长城这个伟大的“家族”从未被系统地组织起来。全长城真实三维数据库的建立以及人工智能的辅助应用，使得这次大规模、系统化的组织工作成为可能。 “照片数量超过200万张，人们一张一张地看显然是不切实际的。目前，人工智能可以帮助审核。”负责数据库编程的团队中的博士生张梦迪说，“ “团队想要组织空心碉楼，所以他们用照片训练计算机来了解空心碉楼的不同特征。获得成熟的模型算法。这样做后，机器立即可以识别。”巨幅照片中所有的空心瞭望塔。对于空心敌塔，目前AI识别准确率达到90%。

中国长城暗门3D打印模型

在万里长城的众多“家谱”中，隐门是万里长城上存在的一个“秘密而伟大”的系统。李哲指着墙上贴着的一张清朝乾隆年间的地图复制品告诉科技日报记者，这张地图是李岩在国外留学时发现的。清晰可见，暗门等军事设施也有标记。暗门是根据地形、军事或其他需要，通向长城隐蔽部分并通向关外秘密入口的小门洞。 “暗门里隐藏着中国长城的秘密，甚至隐藏着古人的智慧。”李哲说，这样的研究过去很少见。通过人工智能搜索和人工筛选相结合，研究人员发现了130多扇隐藏门的实物遗迹，除了分析照片外，他们还对其中一些进行了现场检查，发现与地形高度吻合，并且它的结构根据您的需要而变化。 “你不禁佩服古人的设计。暗门的设置非常灵活，比如旋转暗门。这样就可以在马市这样的情况下使用暗门。”它挡住了马匹的冲击力“既能保护马背上的人，又能防止对方被马撞到。”李说。

门外凸手绘修复

在所有发现的暗门中，团队最有趣的发现是突出的门。 “而且，在方便士兵出入的地方，挖一个城门，迈出数尺，准备出兵攻敌。”早在春秋战国时期，就有这样一句话：关于图们的特别解释在第《墨子·备突》章。唐、宋、明、清各代学者都有关于图们的著述，但一直没有发现相应的实物证据。清末著名学者魏源曾称土门为“九地之下为黑暗，九天之上为‘此为’”。这是一种秘密方法，”玉昆解释道，“在外面砌一层砖块，用于伪装。遇到突然袭击时，士兵可以突破薄薄的砖墙，给敌人一个措手不及。”通过照片，队员们发现了城墙被攻破后留下的洞口遗迹，但这个洞口并不是像正常暗门那样是预先设计建造的规则结构，而是呈锯齿状的状态。 “我们不知道门是否被弹出，或者是否被损坏。经过实地勘察，我们收集了洞口内部和外部的实景照片。经过三维建模，我们将内部和外部整合在一起。”李哲先生深有感触地说，图们的发现和仁蒙氏族的考察“与真人大小的图们三维数据库密不可分”。中国的长城。 “到目前为止，研究团队已根据古地图识别出220多处暗门，发现了130多件文物，并在明代官方史籍中发现了浮屠制度的明确记载。 “侧墙下留有许多暗门”，实物和文件证据都表明在大门和入口下方存在暗门，即三级海关设施。已证实该团队目前正在对长城防御系统的各个子系统进行全面审查，包括防御工事、标志线、邮政线、贸易设施和边墙。

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科技日报·制作：沉童工作室

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