数字功臣在北京中轴线申遗成功背后。

天坛公园位于北京中心线。视觉中国提供图片

自元大都以来，北京中心线就是北京城市物品对称布局的建筑对称轴。它体现了中华文明在长期历史发展中积累和形成的文化内涵，是北京城市规划、空间布局的重要历史依据和现实遵循。日前，联合国教科文组织第46届世界遗产大会在印度新德里举行，通过决议，将“北京中心线-中国理想国都秩序的杰作”列入世界遗产名录。十多年来，北京中心线漫长的申遗路，画上了圆满的句号。

在北京中心线成功申请世界遗产的背后，许多数字技术为其提供了高精度、立体的空间数据底板。这也是世界上第一次参与世界自然遗产申请的数字技术全过程。数字化已经成为北京中轴线申请世界遗产的重要创新标签。

确定轴的方向

北京中心线北起钟鼓楼，南至永定门，贯穿北京老城区，总长7.8公里。它是由古代皇家建筑、城管执法设施、中心历史路面、现代公共建筑和公共空间组成的城市历史建筑。这个“轴”始建于元朝，成型于明朝，健全于清朝，发展于近代。至今已有750多年的历史，是中国传统城市空间建设的大成者，也是城市文化空间塑造的一个突出案例。

在北京中心线申请遗产的过程中，需要准确测量其定位、方向和空间格局。与定性描述相比，准确的测量可以更好地呈现北京中心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”)大力开展了北京市中心线方位测量工作。首先，通过选择中轴线上不动、可靠性高的现有建筑，对其坐标进行精确测绘。“获得相关坐标后，我们利用数字技术计算每个建筑中心点的坐标，解算出最佳直线，使每个建筑中心点击这条直线的距离平方和最小，并拟合产生一个‘轴’。在几何空间意义上，这个‘轴’是北京的中心线。”北京市测绘院基础测绘部部长王攀说。

令人惊讶的是，精确测绘的结果表明，北京中心线的朝向并非严格意义上的绝对正北，而是略有偏差。它的方向和正北方向是逆时针2左右°的倾角。北京中心线的空间方位也是第一次精确确定。在这次测绘工作中，研究人员还明确了参与北京中轴线遗产申请的遗产点的空间分布，为北京中轴线遗产申请提供了准确的数据支持。另外，这些工作也为今后中心线南北延长线的空间布局提供了切实可靠的依据。

促进测绘考古

北京中心线已经有几百年的历史了。随着时间的推移，中心线上的一些古建筑遗址逐渐消失。确定这些遗址的位置，进行考古发掘，让这些消失的古建筑“重见天日”，不仅可以帮助中心线申请世界遗产，还可以积累一批宝贵的历史财富。北京天桥遗址定位就是其中之一。

1934年，天桥被完全拆除，以扩大前门与永定门之间的道路。于是，天桥消失在人们的视野中，只作为地名保存。

据文件记载，天桥位于龙须沟上。不过，自20世纪30年代龙须沟由明渠改为暗沟后，便“潜入”地下。再加上这个地区地下管道密集，找旧管道非常困难。所以，当时的科研人员很难找到龙须沟的位置。为了定位这座“看不见”的桥梁，北京测绘院的专家团队普遍查看了北洋政府和民国时期北京市城市建设档案，并在天桥路口调取了往年的地下管道数据和历史地形图。经过仔细对比，他们终于发现，一条地下管道与20世纪50年代历史图像中的历史地形图和龙须沟是一致的。"龙须沟与中心线一横一纵两道交汇处，应为旧址天桥方位。”北京市测绘院首都功能核心区高级工程师张翼然说。

随后，北京市测绘院对天桥区域的地下排水管道进行了调查。通过井下摄影测量系统，专家团队在事先划分的范围内打开近百个井盖，查看井内情况。享受国务院特殊津贴的北京测绘院专家陈品祥说:“在调查中，我们发现一个管道沟墙和一个盖板是老青石板，明显不同于现代水泥盖板。经过专家反复筛选，确认管道为龙须沟水系。于是，消失了近90年的天桥旧址得以“重见天日”，重现了天桥向北40米的景观。

陈品祥介绍，多年来，北京测绘院综合利用摄影测量、3D扫描、地下管道检测等技术和历史测绘图，帮助天桥、正阳桥、永定门内轴线历史路面遗址、珠市口教堂中轴线路排水沟遗址等多个中心线路遗址进行考古工作。“测绘”在中心线消失节点定位、空间数据保留、信息挖掘、价值研究等方面进行。 考古学的紧密结合，构成了一系列重要的发现和结果。

帮助治理和保护

北京中心线在空间上跨越了几千米，跨越了几百年。如何让大家看到它的全景，为历史遗产的治理和保护提供便利？2022年6月，在北京市文物局的指导下，北京测绘院推出了现场三维中心线。

为了复制中心线，研究人员采用了3D激光扫描、接近摄影测量等新技术。北京测绘院首都功能核心区副部长安智明表示:“这些技术可以在不触摸文物的情况下，精细记录和生动地展示古建筑的每一个部件。

天安门广场显然是复制北京中心线的重要组成部分。在这些数据中，广场上花岗岩地砖收集超过20万元是非常困难的。他说：“这些地砖的纹理、形状、磨损程度都不一样，没有两块完全一样。“北京测绘院高级工程师陈思说，基于深度学习方法，他们成功实现了异形地砖的自动编码，最终让每一块地砖都有了自己的身份ID，得到了准确的复制。

北京测绘院基于“空天地”一体化采集模式，采集了主要道路、天安门广场及周边区域、永定门、钟鼓楼、先农坛等数据。在中心线财产区内，积累了2TB以上的数据。为了处理好这些信息，团队还自主开发了数据处理软件，综合利用多源数据进行建模。由此形成的实景三维中心线，人民英雄纪念碑上的浮雕线条立体真实，正阳门城楼上的油饰古韵十足。

北京测绘院院长倪锋表示:“现实生活中的三维中心线真实、细致地记录和展示了中心线的历史变化，为中心线申请世界遗产提供了高精度、三维的空间数据底板，有效帮助中心线的精细化管理和科学保护。下一步，北京测绘院将继续运用数字技术，全方位服务中心线文物保护、环境整治、文物腾退等文化遗产保护。”

来源：科技日报

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