北京中轴线申遗成功背后的数字功臣
◎本报记者 李诏宇 通讯员 王常琳
北京中轴线是自元大都以来北京城市东西对称布局建筑物的对称轴。它是北京城市规划、空间布局的重要历史依据与现实遵循，同时体现了中华文明在长期历史发展中积累并形成的文化内涵。日前，在印度新德里召开的联合国教科文组织第46届世界遗产大会通过决议，将“北京中轴线——中国理想都城秩序的杰作”列入《世界遗产名录》。北京中轴线十余年漫漫申遗路，画上了一个圆满的句号。
北京中轴线成功申遗背后，多项数字技术为其提供了高精度、三维立体的空间数据底板。这也是全球首次数字化技术全过程参与世界文化遗产申报。数字化已经成为北京中轴线申遗的重要创新标签。
确定轴线走向
北京中轴线北起钟鼓楼，南至永定门，纵贯北京老城区，全长7.8公里，是由古代皇家建筑、城市管理设施、居中历史道路、现代公共建筑和公共空间共同构成的城市历史建筑群。这根“轴”始建于元代，成形于明代，完善于清代，发展于近现代，距今已有750余年历史，是中国传统城市空间营构的集大成者，也是城市文化空间塑造的杰出范例。
在北京中轴线的申遗进程中，需对其方位、走向、空间格局等进行精确测定。相比于定性式描述，精确测定更能展现北京中轴线严谨的空间秩序和丰富的细节。
北京市测绘设计研究院（以下简称“北京市测绘院”）广泛开展了北京中轴线方位的测定工作。他们首先通过选取中轴线上未被移动、可靠度较高的现存建筑，精确测绘其坐标。“在得出相关坐标后，我们通过计算各建筑中心点的坐标，运用数字技术解算更优直线，使各建筑中心点到这条直线的距离平方和最小，并拟合产生了一条‘轴’。这条‘轴’，便是几何空间意义上的北京中轴线。”北京市测绘院基础测绘部部长王攀说。
令人意外的是，精确测绘的结果表明，北京中轴线的朝向并非严格意义上的绝对正北，而是略有偏移。其指向与正北方向呈逆时针约2°的偏角。这也是北京中轴线的空间方位被首次精准确定。在本次测绘工作中，研究人员还明确了北京中轴线上参与申遗的遗产点空间分布，为北京中轴线申遗提供了精准数据支撑。此外，这些工作也为今后中轴线南北延长线上的空间规划布局提供了切实可靠的依据。
推动测绘考古
北京中轴线具有数百年历史。随着时间推移，中轴线上的一些古建筑遗址逐渐消失。确定这些遗址的位置并进行考古发掘，让这些消失的古建筑“重见天日”，不仅可以助力中轴线的申遗工作，而且还可以积累一批宝贵的历史财富。北京天桥遗址的定位正是其中一例。
1934年，为拓宽前门至永定门之间的马路，天桥被全部拆除。由此，天桥在人们的视野中消失了，只作为地名保留下来。
根据档案记载，天桥坐落于龙须沟上。然而，自20世纪30年代龙须沟从明渠改为暗沟后，便“潜行”地下。加之该区域地下管线密集，寻找旧管线十分不易。因此，研究人员很难找到龙须沟当时的位置。为定位这座“看不见”的桥，北京市测绘院的专家团队广泛查阅北洋 *** 和民国时期北京市城市建设档案，并调取了天桥路口历年的地下管线资料和历史地形图。他们运用数字技术经过仔细对比，终于发现一条地下管线与历史地形图和20世纪50年代的历史影像图中的龙须沟走向一致。“龙须沟和中轴线一横一纵两条线的相交点，应该就是天桥原址的方位。”北京市测绘院首都功能核心区部高级工程师张翼然说。
随后，北京市测绘院开展了天桥地区的地下排水管线调查。专家团队在预先划定的范围内打开近百个井盖，通过井下摄影测量系统，查看管井内部的情况。北京市测绘院享受国务院特殊津贴专家陈品祥说：“我们在调查中发现，一条管线沟墙及盖板为老旧的青石板，明显与现代水泥盖板不同。”经专家反复甄别，确认该管线为龙须沟水系。据此，消失近90年的天桥原址得以“重见天日”，再现天桥景观以北40米处。
陈品祥介绍，多年来，北京市测绘院综合利用贴近摄影测量、三维扫描、地下管线探测等技术及历史测绘图等资料，助力天桥、正阳桥、永定门内中轴历史道路遗存、珠市口教堂中轴道路排水沟遗址等多个中轴线遗址点考古工作。他们在中轴线消失节点定位、空间信息留存、信息挖掘、价值研究等方面开展“测绘+考古”深度融合，形成了系列重要发现和成果。
助力治理保护
北京中轴线在空间上跨度数千米，时间上跨越数百年，如何让人们一览其全貌，同时为历史遗产的治理与保护提供便利？2022年6月，在北京市文物局的指导下，北京市测绘院推出了实景三维中轴线。
为了复刻中轴线，研究人员运用了三维激光扫描和贴近摄影测量等新技术。“这些技术可以在不碰触文物前提下，将古建筑的每个构件都精细记录和生动表现出来。”北京市测绘院首都功能核心区部副部长安智明说。
要复刻北京中轴线，天安门广场显然是一个重要组成部分。其中，广场上20多万块花岗岩地砖的数据采集可谓难上加难。“这些地砖的纹路、形状、磨损程度都有差异，没有两块是完全相同的。”北京市测绘院高级工程师陈思说，他们基于深度学习 *** ，成功实现异形地砖自动编码，最终使每一块地砖都有了专属的身份ID，得到精准复刻。
基于“空天地”一体化采集手段，北京市测绘院采集了中轴线遗产区范围内的主要道路、天安门广场及周边区域、永定门、钟鼓楼、先农坛等的数据，积累了超2TB的数据资料。为处理好这些数据，团队还自主研发了数据处理软件，综合利用多源数据进行建模。在最终形成的实景三维中轴线中，人民英雄纪念碑上的浮雕纹理立体逼真，正阳门城楼上的油饰古韵十足。
北京市测绘院院长倪锋说：“实景三维中轴线真实、精细地记录和展现了中轴线的历史变迁，为中轴线申遗提供了高精度、三维立体的空间数据底板，有效助力中轴线的精细治理和科学保护。下一步，北京市测绘院将继续运用数字技术，全方位服务中轴线文物保护、环境整治、文物腾退等文化遗产保护工作。”
来源：科技日报
