守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦

作者:黄当当   【原创】   2021-11-24 10:36:59

关键字: 硬核白皮书 古建筑 测绘 大疆无人机

拯救正在消失的人类文明。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦

作者 | 黄当当 Daw

 

01

你相信巴黎圣母院会消失吗?

 

杰伦在《告白气球》里,唱道“塞纳河畔,左岸的咖啡,我手一杯,品尝你的美。”很多人可能不知道,那个著名的左岸就在巴黎圣母院旁,抬头就是巴黎圣母院的塔尖。

也许是醉心于《巴黎圣母院》的非典型浪漫,也许是被《巴黎,我爱你》的爱情故事打动,浪漫巴黎,总给人能遇上最美爱情的向往。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ 电影《Before Sunset》

但有些遗憾,忽然间就发生了。

当地2019年4月15日,一场巨大的灾难在巴黎降临,正搭起脚手架进行修缮工程的巴黎圣母院遭遇大火,起火点位于教堂阁楼附近,火势沿着已有数百年历史的木质屋梁迅速蔓延。很快,整个圣母院便被笼罩在一片火光之中,滚滚浓烟遮蔽了塞纳河畔的天空。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ Twitter  / 巴黎圣母院塔顶被烧断

巴黎消防部门迅速反应,但因为石砖外墙的阻隔和起火点位置较高,对救援工作带来了极大困阻。一名退役的消防员格雷格·法尔福(Gregg Favre)说,“在火灾发生刚发生的20分钟,就可以看出它巨大的破坏力,消防员还没有出消防站就已经处在一个不利位置了。” 

火势蔓延速度很快,难以控制。此前,巴黎圣母院的天花板因为采用了大量的木质结构而被称为“森林”。古老的木材遇到明火,一点即燃。正在消防员们万分焦虑时,另外一个噩耗也传来:由于巴黎圣母院较高,为火苗的燃烧提供了额外的氧气,同时这一高度也让消防员更难靠近。 

怎么救,如何救?地面形势严峻,那采用空中灭火?不过使用直升机灭火这一想法很快被排除。因为,在火灾中的建筑物就像一个烟囱,不断冒着热气,而且这样的空气环境下,直升飞机难以飞行。

但不用飞行,如何追踪到高空中火源的位置,还要经受得住高温和浓烟的考验,更重要的是火灾面前,时间就是生命。所幸,400名消防官兵在奋战9小时后,终将大火扑灭。事后,巴黎消防部门公布了巴黎圣母院得以被“拯救”的一个关键细节,消防人员使用了无人机,一款中国装备立了大功:大疆无人机

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ 图源:城市救援 | 大疆无人机官网

在灭火时,为能掌握巴黎圣母院石质围墙内部的火情,监控火灾的最新进展,消防队紧急调用了大疆“御”Pro无人机和“经纬”M210无人机,使用无人机监控巴黎圣母院火灾的进程,配备热像仪用来追踪火势的蔓延情况并追溯可能的火源位置,无人机拍摄的影像被用来决定消防水带的最有效放置方式,空中的有利视角则指导了灭火策略。

中国无人机这次在巴黎圣母院灭火行动中发挥的关键作用,不仅让巴黎消防部门点赞,也让外国网友直言,中国大疆打造了“在紧急情况下无人机使用的经典范式”。

我们无法阻止意外与灾难的降临,但在意外来临时,有足够能力应对与抵挡,无人机应用正应许了这样的轨迹,从城市救援、森林防火、野外走失、自然灾害,甚至走向公共安全、电力、石油与天然气,测绘等更多领域。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦 配图:硬核白皮书 / Qi

你相信巴黎圣母院有一天会消失吗?一场猝不及防的火,让这座爱情殿堂添上了一抹灰色的伤。奇迹之地,渐渐变了模样,再也不复以往。

可是生命的迷人之处,不正是拥有着自己的期限,海枯石烂,也只在朝夕之间。巴黎圣母院大火,再次敲响了重点文物古迹保护的警钟,从“焚毁半个人类史”的2018年9月巴西国家博物馆火灾到这次巴黎圣母院大火,与其伤春悲秋,拿出一套科技化、系统化、全覆盖的文物安全保护机制,更迫在眉睫。

 

02

这样的守护,很「硬核」。

 

远方的风雨不停,城市苍白而孤寂,

徘徊无助的人群,焦虑着何时放晴。

——周杰伦《我是如此相信》

 

样面对「天灾」,与巴黎圣母院「大火吞噬」之景,截然相反的是,远在中国三晋大地的平遥古城,前不久刚遭受了一场水之浩劫「暴雨肆虐」。

“几十年没见过这么大的雨,而且持续时间很长。我们天天排查,建筑物还是出现了险情。”一名文物保护人员话语中透出无奈。

洪流之下的山西是中国古建筑遗存最多的省份,而且时代序列完整、品类众多、形制齐全,是“中国建筑宝库”。但由于地势原因,很多国宝级的古建筑,没有位于景点单位或者围墙之中,而是散布于乡村,长期缺乏修缮保护。此前山西气候干燥,古建防雨排水系统差,这次遇到持续暴雨,简直「要了老命」:平遥古城墙坍塌、晋祠漏水,还有众多古建筑设计面临院落围墙开裂,地基塌陷倾斜,雕像、壁画等文物遭雨水浸泡侵蚀严重。

这些经历了千年风霜与洗礼的中华文明古建筑,正在承受难以想象的创伤与悲痛。在久经磨难后,古建筑如何被修缮重建?这次的守护者,依旧是那个熟悉的身影——DJI大疆无人机

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦 图源:守护平遥古城 | 大疆行业应用官网

但是文物修缮工作并不简单,怎么修,从哪修?相对于灾后应急,如果在灾难发生之前就记录下文物完好保存的「数字」全貌,那修缮工作的源头岂不是一下就有了参照?

果然,改变世界的人,从勇敢关心世界开始。早在2年前,大疆就意识到文化遗产保护的重要性,对平遥古城内的典型古建筑,包括平遥古城迎薰门城楼及左右外扩50米至两边敌楼、市楼、明清一条街等进行了「数字存档」。

将现实世界完整「搬进」了数字虚拟世界,有点「元宇宙」味道,就像魏坤岭说的,无人机采集到的都是基于时间和空间的数据,时空数据将会是各个行业数字化一个基础底座。思路通了,那就开干吧。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ 深圳市大疆创新科技有限公司测绘行业负责人魏坤岭

魏坤岭现在是深圳市大疆创新科技有限公司测绘行业负责人,他的日常工作之一,就是帮助测绘行业,用新的科技手段和解决方案去解决原来行业不能解决的问题,像是与武汉大学张祖勋院士团队合作推广的「贴近摄影测量技术」,就弥补了文物保护行业快速实现“数字化实景模型复原与重建”的技术空白。

不同于传统方式,贴近摄影测量技术是一个「由粗到细、从无到有」的过程,需要先建立一个精度不高的「粗模型」,然后根据模型对航拍路线进行二次规划,所以它有两次“航线规划-拍摄&数据处理”的过程。

因此,平遥古城实景三维重建,具体作业流程如下:

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦 图源:航线规划 | 贴近摄影测量技术

 

Step 1. 从无到有,采集粗模:采用经纬 M300 RTK 及 DJI P1,开启智能摆动拍摄模式,以 80 米的飞行高度采集测区整体范围的三维倾斜数据,并使用大疆智图生产测区的粗略三维模型;

Step 2. 由粗到细,精模航线规划:使用贴近摄影测量航线规划软件,基于测区粗模规划精细化航线,航线规划时将测区重点分为城墙、城楼、街道、市楼等模块;

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ 图源:模型重建 | 大疆智图软件服务

Step 3. 数据采集:使用经纬 M300 RTK 搭载 DJI P1 与精灵4 RTK,将规划的贴近摄影测量航线导入并执行任务;针对城楼与市楼低矮内部细节以及街道檐下部分,使用精灵4 RTK 手动补拍;针对顶部,使用经纬 M300 RTK 搭载 DJI P1 飞行 40 米的高度,开启智能摆动拍摄模式采集倾斜数据。 

Step 4. 数据处理:将采集到的 2 万多张照片导入大疆智图集群版建模,耗时约 24 小时完成模型重建。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ 图源:模型标注 | 大疆智图软件服务

一个高效的航测解决方案,从航线规划、数据获取、模型重建,即在「数字世界」完成重建后,怎么用、怎么看,这就是「大疆智图」另一杀手锏,数据分析

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦 图源:相机位姿 | 大疆智图软件服务

在大疆智图重建的模型图上随意点动光标,系统很快就会告诉你,测量目标的坐标、距离、面积、体积等多种关键数据,将原本只能由人工定性描述的问题数据化;并且还支持展示此处所有拍照点及图像,发现受破坏或腐蚀的部位,还可进行标注并导出,为针对性的修复提供依据。

正像这一章节开始,周杰伦在《我是如此相信》里唱到的“故事里能毁坏的只有风景,谁也摧毁不了我们的梦境”,在灾难发生的不可抗力之下,大疆无人机用「硬核」的守护,诠释了“无人机的一小步,人类文明的一大步”。

当“旧”世界遇上“新”技术,当古建筑存档「数字世界」,当真实场景转化为「数字资产」,在大疆的帮助下,平遥古城的保护、修缮顺利进行,精细化的三维模型,为文化遗产保护、文物研究及数字化存档工作,提供了完善的信息依据。

 

03

保护文化遗产,我有一个伟大的梦。

 

“小小的天,有大大的梦想。”

——周杰伦《蜗牛》

 

2018年的某天,阳光明媚,就像天气带给人的暖洋洋舒适感,大疆办公室收到了一份「礼物」:有一位无人机用户,用了大疆产品做了建筑测绘。而这,对于此时还未踏入无人机测绘赛道的大疆来说,是激动,也是灵光一闪。

确认过眼神,便就是你了。

因此,在这一年6月,精灵4 RTK发布了,标志着大疆真正进入测绘行业。随后,大疆的身影便时常出现在中国测绘行业领域的各大活动,后成为测绘行业会议的常客。

从消费级到测绘行业级的入局、深耕,大疆花了近3年的时间。如今,再也没有人质疑“大疆仅提供消费级的产品,做不了测绘”的刻板印象,而大疆也一直倡导「平民化」的理念,一图逆转原本测绘无人机市场设备昂贵,产品不可靠,用户培训成本高昂等难点,尝试降低测绘无人机的“价格门槛、技术门槛、应用门槛”。而想要实现这一点,打造一体化的解决方案也成为了最佳选项。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦 图源:大疆航测解决方案 | 大疆行业应用官网

很快,大疆补齐了产品线,从端到端、涵盖“飞行平台+航测负载+定位服务+软件+培训+售后”的全流程航测遥感解决方案,围绕「平民化」航测遥感进行深耕。

首先是价格平民化,大疆打破原来整个航测系统价格高昂、产品买不起、用不起的困境,用科技普惠理念降低购买门槛。

其次是技术平民化,大疆提供的无人机测绘解决方案,硬件和软件的操作和使用都更加简单、智能、高效、安全可靠,让非航测专业的用户也能立即上手,让技术几乎无门槛。

最后是应用平民化,让航测能覆盖到更多的测绘任务应用上,也包括非测绘行业,比如,电力行业的巡线基础数据获取、消防行业的实景三维数据重建、地质行业的地质灾害监测和预警。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦 图源:中国测绘学会2021学术年会 | 大疆行业应用展台

就在“将平民化进行到底”的宣言誓死捍卫后,神奇的事情,真的发生了,测绘行业也发生了微妙的化学反应。

四川有一个农家乐的业主,想给自己的农庄做一个数字化三维模型。在得知测绘公司用的是大疆设备后,他也搞了一套,通过一个简单的培训掌握了操作技巧,就自己进行农庄的三维建模,在网上做了一个智慧文旅。后来,他还受附近所有邻居委托,建立了他们全部片区三维模型。

掌握技术才是梦想的开始,这个业主也在技术普惠中,从服务的接收者转变成为了工具的使用者

通过大疆无人机,自己就能很快上手,搞一套实景三维模型,而山西遍布乡村的古建筑,正好缺日常监测与模型重建,这两个思路撞在一起,不正是一石二鸟?

况且,文物古迹是人类不可再生、不可永生的宝贵资源,是人类文明发展的见证。自然资源部“十四五”基础测绘规划也将“实景三维中国”建设列为重要战略。而无人机测绘作为实景三维数据获取的重要手段,前景可期,这也为大疆测绘的未来画下蓝图。

要玩就玩一波大的。于是,大疆搞了一个名为「文化遗产数字化无人机贴近摄影测量大赛」的活动,联合另外三家单位,武汉大学遥感信息工程学院,字节跳动公益,还有中国国家地理频道,组成文化遗产发起人“F4”出道了,再拉上中国文化遗产研究院、自然资源部经济管理科学研究所、中国测绘学会无人机创新工委会等多家联合发起单位/联合展播平台,一起玩。

这事靠谱吗?别说他们之中,既有测绘技术和测绘装备的产学研单位,还有文化遗产保护相关的权威单位,更有擅长做文化遗产数字化文化的传播单位,从文化传播层面,到文化遗产数字化,再到文化遗产的保护和修缮,确实靠谱。

匹配“科技+文化”的大赛主题,大疆承担起了整个大赛的发起、组织、推广和技术支持的工作。魏坤岭说,目前大疆已经征集到了非常多的优质参赛作品,通过线上征集中国文化遗产的精细化三维模型,推动我国文化遗产数字化及保护工作。

在历史的长流里,文物与古建筑承载着人类文明的发展,了解并保护过去的文化遗产才会有持续发展的未来。作为一个把“成为一家持续推动人类文明进步的科技公司”立为企业宗旨的公司,保护文化遗产,大疆有一个伟大的梦。某种意义上,大疆将自己与拯救世界的使命紧紧绑定,既是人类文明进步的推动者,也是加速行业革新向好发展的创变者。

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦▲ 图源:《三体》朝歌 | 插画

 

04

最后的寄语

 

果给人类1亿年时间,能在宇宙中留下什么痕迹?

有点费脑洞,恐龙统治地球1.6亿年,人类诞生也不过5万年,已经把地球祸害成现在这模样了,全球气候变暖、地面沉降、海平面上升……

但如果真要给个答案,那大概率就是科技了。时间跃行科技中,驻留下痕迹,正如此刻:

有人在虚拟世界玩命「造」未来元宇宙,

有人在现实世界竭力「守」旧时古建筑。

当然,还有人在挑灯夜战,用键盘「码」欠下的稿子。

    扫一扫

    分享文章到微信


    北京第二十六维信息技术有限公司(至顶网)版权所有. 京ICP备15039648号-7 京ICP证161336号京公网安备 11010802021500号
    举报电话:010-62641205-5060 举报邮箱:jubao@zhiding.cn 安全联盟认证