GIO围炉夜话| 张向前:巴黎圣母院是不幸中的万幸!揭秘现代科技如何保护古老的文明

时间:2019-04-26 00:00 ~ 2019-04-26 00:00
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活动介绍

2019年4月15日晚,拥有850余年历史的巴黎圣母院遭遇火灾,一度失控的烈火将教堂顶部大部分木制结构烧毁,具有象征意义的巴黎圣母院尖塔也在大火中倒塌。

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全球都为这一世界文化遗产的损坏而感到痛惜,法国总统马克龙承诺要在5年内重建巴黎圣母院。他说:“我们将重建这座大教堂。”他呼吁法国各界团结一致,共同完成这一重要的修复项目。

而就在半年前,2018年9月2日,巴西国家博物馆在一场大火中付之一炬,约2000万件馆藏文物中的92.5%被毁。

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巴西总统特梅尔在推特上称,“两百年的努力、调查和知识消失了。对所有巴西人来说,这都是悲伤的一天。”

 

巴黎圣母院遭遇火灾后的第二天,圆明园遗址公园在微博发表文章《文明,不能承受之殇》,并配文:”衷心祈愿文物都能够远离灾难,代代传承。”

 

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同日,国家文物局通报了今年以来发生的6起文物火灾事故。

文物的损毁、消失不仅带走了文物本身,更带走了文物所承载的千年文明。一场文化之殇,带来世人对于文物保护的警醒与重视,文明是脆弱又坚韧的。

不可移动文物一旦损毁后其复原工作将非常困难,它需要借助精确的三维激光扫描技术复原。而在该领域,北京帝测早在十多年前就开始拓展相关的业务,集中在世界文化遗产等高级别项目上,服务对象包括故宫、布达拉宫、云冈石窟、重庆大足石刻等。

4月24日晚8点,GIO企业家俱乐部发起了本年度第10期线上沙龙活动-围炉夜话,特邀嘉宾张向前对"守护遗珍-文物的精细测绘与保护利用"进行了主题分享,活动吸引了行业相关的教授、CEO、总经理、VP等同等级企业家1000多人的实时参与。

【嘉宾介绍】

 

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张向前

北京帝测科技股份有限公司总经理
中国测绘地理信息学会理事
中国地理信息产业协会监事
中国测绘学会文化遗产保护专业委员会秘书长,
教授级高级工程师、注册测绘师。
主要研究领域为文化遗产保护测绘、地理信息系统工程。目前,中国科学院大学博士研究生在读。


[所获奖项]

中国测绘学会颁发的《大型复杂文物信息留取与虚拟修复关键技术研究与应用一等奖》、《重大商品粮食基地农业土地利用覆盖变化监测关键技术二等奖》中国测绘地理信息学会、原国家测绘地理信息局共同颁发的《数字西城”地下管线典型应用示范二等奖》

【精彩内容节选】

一、我和帝测

先向大家介绍一下我们帝测科技公司,帝测成立于2004年6月,今年夏天正好是他15岁的生日。在过去的15年里,通过不懈的努力,我们取得了一定的成绩,帝测科技是国家高新技术企业,中国地理信息产业百强企业。也是中国测绘学会文化遗产保护专业委员会的挂靠依托单位,而我本人同时还担任着中国测绘学会理事、中国测绘学会文化遗产保护专业委员会的秘书长,中国地理信息协会的监事。

 

二、走上创业之路

 

是学测绘出身,在1996年毕业后,就到了北京市地质调查所工作,当时计算机辅助数字化制图正在普及。由于当时地质单位不太景气,而我对计算机和编程感兴趣,所以就去了一家测绘软件技术公司。从事数字化测绘软件系统开发和集成工作。这个工作经历让我有了广泛的测绘技术、创新应用经历。

 

在2004年,之所以出来创业,当时的想法非常简单,测绘呢是我的专业,为了解决自己的个人就业和发展创立了帝测科技公司,同时也是为了实现财富自由。

 

三、无心插柳

 

始做文化遗产数字化其实也是一个偶然,在2007年的一个周末,中国文化遗产研究院的几个专家在研究重庆大足千手观音的调查保护方案,我也有幸参加其中,并且使用高精度的近景摄影测量技术,制作出了该石窟造像的正射影像图,后来也被大家称作是千手观音的第一张身份证照片。

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(△千手观音修复前)

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( △帝测修复千手观音后)

 

同时绘制出了千手观音的数字线化图,调查清楚了病害以及分布情况,并且第一次准确、清楚的,数清楚在88米石壁上,孔雀开屏般,足足雕了1007只手,每只手中都有一只眼,层层叠叠,或伸或曲,千姿百态。成为了名副其实的千手观音。同时也让我发现,我们的测绘技术,在文物保护领域有着如此广阔的应用。

 

四、势如破竹

 

后历经八年时间,我们用尽三维激光扫描、数字化测绘技术,陪伴文化保护专家完成了八百年来千手观音的第五次的穿金修复。其间与中国文化遗产研究院、北京建筑大学专家反复进行了探索和研究,建立了强强联合的产学研合作关系,并且首次将三维数字化模型用于修复设计,应用3D打印模型,修复实验,避免了在文物本体进行修复可能带来的破坏和风险。拓展了三维测绘技术在文物保护方面的应用和落地。

 

我们相继承担了北京故宫、重庆大足大佛湾、首都博物馆、哈尔滨索菲娅教堂、布达拉宫等中国世界文化遗产数字化、精细三维测绘任务。文化遗产数字化保护业务,逐渐成为帝测科技的一项明星业务。

五、巴黎圣母院是不幸中的万幸

 

天前巴黎圣母院发生一场大火,让世人认识到,文化遗产数字化与真三维数字留存的意义重大。

 

巴黎圣母院始建于1163年,历时180多年全部建成,是一座典型的哥特式基督教教堂建筑,它因为祭坛、回廊、门窗等处的雕刻和绘画艺术,以及堂内所藏的十三到十七世纪大量艺术珍品而闻名于世,是古老巴黎的象征。

 

在大火中巴黎圣母院的塔尖在大火中坠落,主体结构基本保存。法国总统马克龙在大火之后说,寻求全世界的帮助,也要建巴黎圣母院。可以说巴黎圣母院是不幸中的万幸

 

六、修复巴黎圣母院 难难难!

 

2015年的时候,艺术历史学家安德鲁塔龙就曾利用激光扫描技术,非常精确的记录下了大教堂的全貌。

这一次精准的扫描任务耗时数年,扫描点囊括了大教堂的内外的50多个地点。对圣母院的每一个细节都进行了多次扫描、数据反串,最终收集超过10亿个数据点,这10亿的数据点的精度达到5毫米。

但是他对巴黎圣母院只进行了扫描,没有对巴黎圣母院进行三维数字化建模,也没有使用多视角近景测量技术进行拍摄,这就使得整个数据里缺乏相应的图案和纹理照片。现在的数据可以用于作为塔尖修复的一种参考,但是要去还原损坏部位的细节,还是有大量的工作需要做。

 

七、修复巴黎圣母院 我们有办法

果我们帝测参与修复的话,我们首先会搜集巴黎圣母院破坏前的相关新闻报道,文献史料记载、老照片、建设图纸、绘本等资料,把相关的外景照片扒下来,通过技术手段进行整合数据,对巴黎圣母院着火前状况进行数字化三维重建、活化复原。这个真三维模型对修复专家的重建工作具有极大的参考价值。


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另外还有一项重要的任务,就是利用三维数字化测绘技术,对当前损坏情况进行测绘调查。损坏前后三维模型进行对比,还可以基于算法模型,帮助修复专家进行修复设计,便于制订完美的修复方案。

 

八、文物保护迫在眉睫

 

物本身是非常脆弱的,也是非常珍贵的,同时也具有唯一性,一旦破坏就是不可逆的。无论是自然灾害、环境变化、还是人为破坏,都正在加速文化遗产的消亡。对文化遗产进行合理保护、合理利用已经是迫在眉睫。

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(帝测给哈尔滨索菲亚教堂做的三维数字化模型)

 

这样看呢,巴黎圣母院是不幸的,同时也是幸运的。经历了这场大火后,巴黎圣母院三维模型存档将成为重建的关键,这同时也给我们一个告诫,文化遗产保护一定要有前瞻性、要有全局观。尽早开展对现有重要文物进行真三维、高精度模型扫描和留存工作,才能做到有备无患。

 

九、十年磨一剑

 

们帝测也在文化遗产保护领域深耕了很多年,本着一种责任感和使命感,也经历了许多挫折和困难,形成了我们在文物保护领域的核心技术。

 

首先,多元、多尺度数据融合,是遗产数字化重要特征。而GIS系统、数字水准仪、高精度全站仪、无人机、各种测程三维激光扫描仪、可量测相机等等,听名字都很专业的设备,就是我们数据采集重要设备。

 

其次帝测科技是以地理信息产业起家,自2007年第一次将测绘技术应用在文物保护领域上开始,可以说是十年磨一剑,形成从数据获取、数据处理,到成果制作整套规范化流程。并且基于三维模型制作BIM模型,通过地理信息系统进行二次开发,实现三维模型和BIM模型三维可视化联动,最终形成完美三维数字化成果

 

十、使命:保护人类文明

 

测这十年来,在北京故宫、西安兵马俑,都留下了我们文化遗产保护的身影。另外布达拉宫项目可以说是历时最久、投入最大、也是成果最显著的一个。我本人也曾经多次去过布达拉宫,每每惊叹于建筑者的奇思妙想的同时,都觉得能为保护布达拉宫尽一份力量,真的是非常荣幸。

 

布达拉宫项目是2016年7月份进场的,历经了500多天的高强度外业测绘,完成布达拉宫从内到外全面三维数据采集。可以说整个项目对了解布达拉宫整个真实面貌,有着非常重要的作用。

 

之前有这样一个传说,布达拉宫宫殿下,有埋藏着无数珍宝的地宫,而且这个地宫还是通向香巴拉的入口,香巴拉又被译为香格里拉,是佛教所说的神话世界,是时论佛法的发源地。但是经过我们的详细测绘,布达拉宫地下,有人工开凿的山洞和支撑整个建筑物的地基结构,也就是地垄。

 

并且我们在布达拉宫安装了三千多个传感器,可以时时监测布达拉宫的风吹草动。这些数据为结构专家对布达拉宫稳定性分析和修缮工作起到非常关键作用。

 

文化遗产的保护任重道远,而且涉及到了多个学科的交叉应用,所以我非常希望能得到我们测绘地理信息各界同仁的共同支持和帮助。

——北京帝测科技股份有限公司总经理  张向前

 

 

文明是脆弱又坚韧的 ,

我们能够做到的就是尽力的守护它,

尽量延缓它的消逝,传承它的精神。

每件文物都是文化的象征,

每座博物馆都是人类文明的宝库。

衷心祈愿文物都能够远离灾难,代代传承。

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