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本文转自：北京青年报
三维测绘为天坛复刻孪生兄弟
数字中轴线助力古都遗产保护
北京市测绘院工作人员对天坛祈年殿进行测绘
只需三维激光扫描仪轻轻一扫，天坛皇乾殿汉白玉石栏杆上的纹饰、外墙斑驳都清晰出现在屏幕上。近日，北京青年报记者跟随北京市测绘院中轴线测绘团队，实地测绘天坛公园，了解数字孪生中轴线背后的故事。据介绍，受北京市文物局、北京文化遗产研究院等机构委托，2020年9月开始，北京市测绘院组织一支200多人的技术团队，开展了中轴线遗产点的实地测绘。这是历史上首次对中轴线遗产点开启大范围的测绘工作，通过数字测绘技术，高精度还原了中轴线上35座古建筑及其周边场地，为规划审批、环境整治、科学考古、遗产监测提供了扎实的数据基底，助力中轴线实现信息化、智能化、精准化遗产保护。
用三维激光技术
复刻数字孪生天坛
确定摆站位置、固定站式激光扫描仪，天坛皇乾殿一角，两位北京市测绘院测绘工作人员开始了对皇乾殿的测绘。随着扫描仪上激光发射器360度旋转，发射出的激光照到建筑物上再反射回来，通过计算来回距离确定位置，反射点的空间坐标将被计算出来。
激光扫描的同时，扫描仪上安装的镜头也在拍摄全景照片，提取测绘建筑物的颜色信息。当这一个个空间坐标与颜色信息相匹配并连点成线、连线成面时，“数字孪生版”皇乾殿就呈现在电脑屏幕上。“就像咱们中国的工笔画，精细到每一根头发丝都原样描绘出来。”北京市测绘院首都功能核心区部副部长安智明说。
皇乾殿外，另一位测绘工程师陈曦正背着背包式三维激光扫描仪测绘祈年殿外的砖石路面。这个重达30余斤的大家伙上，顶部安装有一个激光发射器、5个镜头和一个卫星接收天线，背包下面是有强大处理和计算能力的计算机以及电池系统。可移动的背包扫描仪获取数据范围更大，主要负责建筑物以外的场地测绘，大到建筑小到一棵树、一处景观小品，车辆无法进入的地方，都要靠工作人员步行测绘。“每次作业我们是两个人上下午倒班，每个人每天能走到2万到3万步。”陈曦说。
对安智明和他的团队而言，天坛已经是他们本次测绘的尾声了。受北京市文物局、北京文化遗产研究院等机构委托，2020年9月开始，北京市测绘院组织了一支200多人的技术团队，开展了中轴线遗产点的实地测绘。这是历史上首次对中轴线遗产点开启大范围的测绘工作，数字测绘工作完成后，一条数字孪生版的中轴线将呈现在世人面前。
从二维手工到三维智能
复刻精度达到毫米级
从事测绘工作29年，安智明记得刚入行时，所用到的工具只有全站仪，这种工具只能一个点一个点测，而且只能测出空间位置，而如今的激光扫描仪一次摆站就能测到上万个点，不仅有空间位置还能记录纹理和颜色。“当年梁思成和林徽因古建筑寻踪测绘，那时还需要搭脚手架，人工使用皮尺测量，再绘制到图纸上，精度是以厘米乃至分米为单位的。”安智明说。
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