箭扣长城年内实现“数字孪生”！现场揭秘无人机如何运行不用亲临现场

不用亲临现场，在电脑上就能看清长城上的每一条砖缝，了解冻融、降水、地震等自然现象对长城本体的影响，掌握长城病害发生规律……近日，怀柔区长城数字化展示工程（箭扣段）启动，今年年底完工。届时将形成基础信息、监测保护、科学研究3大中心，实现基础信息可视化、病害及安防监测自动化、宣传传播形象化，箭扣长城也将完成“数字孪生” 。

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组装设备
翼展近2米的固定翼无人机、搭载的相机有5个镜头的倾斜摄影无人机、白色的小型无人机……4月14日早上8点多，采访人员驱车下了京承高速、经过雁栖岛，又走了30多公里盘山路，来到被箭扣长城环抱的雁栖镇西栅子村。

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拍摄前的准备
村西长城脚下，五架无人机一字排开，技术人员正在组装调试。当天，它们分工合作在长城内外、上下进行拍摄、采集数据。

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“怀柔区长城数字化展示工程（箭扣段）项目分三个阶段进行，包括基础信息采集阶段、监测设施建设阶段、软件平台研发阶段。 ”怀柔区文物所所长张彤告诉采访人员。数据采集阶段近期刚刚开始，要趁树叶全长出来遮挡墙体之前完成。

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数据采集采用倾斜摄影（采集分辨率1厘米）、激光雷达（可穿透植被、获取墙体三维数据）、三维激光雷达等多源融合、空地融合技术，尽可能完整的获取长城高精度三维数据。 “长城随着山体高低起伏，从平面上看也是弯转的。倾斜摄影的无人机上搭载的相机有5个镜头，根据预先设定的航线，能够随着山体起伏、高低弯转贴着长城飞行， 5个摄像头可以从5个角度同时拍摄到墙体、地面等等，采集到更完整、更精准的长城数据。 ”现场技术负责人亢玮介绍。对于无人机飞不了的敌台，就用人工拿相机拍摄作为补充，一个保存相对完整的敌台需要拍摄3000张左右的照片。
不光科技含量高，此次数据采集的范围也扩大了，从长城本体拓展到城墙两侧3公里范围内，采集内容除长城本体外，还纳入了两侧的附属文物，长城所在区域的植被水系等生态环境、人文环境，以期最客观的反映长城所处的环境。
第二阶段是监测设施建设阶段，将围绕长城本体及周边环境，布设气象、环境、灾害等多种智能传感设备，建立长城本体及周边环境的智能监测体系。有了智能监测体系，长城有一点风吹草动数据都会同步到监测平台上，便于管理者即时掌握长城动态，按需作出科学处置。而且可以持续、连贯地收集、积累数据，为科学研究提供依据。
第三阶段是软件平台研发，即如何科学有效地利用监测数据开展长城保护和病害规律、修缮技术标准等相关研究。包括通过图像识别、大数据分析并结合长城病害、历史记录等研究资料，实现一定程度的病害自动识别监测，建立起长城数字保护标准体系等。
项目完成时，将建起三个中心——基础信息中心、监测保护中心、科学研究中心。公众可以通过基础信息中心在“数字博物馆”身临其境欣赏长城之美；监测保护中心可以帮助监测人员和主管部门提高长城保护水平；科学研究中心开展明代砖石长城保护规律和技术标准研究，为全国做示范。三个中心将实现对长城文物的保存、分析、研究、再现和传播。