4

守护风雨中的古建筑:一手遥控,数条航线,一个伟大的梦

 2 years ago
source link: http://biz.zhiding.cn/2021/1124/3137618.shtml
Go to the source link to view the article. You can view the picture content, updated content and better typesetting reading experience. If the link is broken, please click the button below to view the snapshot at that time.

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。

▲ 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。

▲ 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

▲ 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。

▲ 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

▲ 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。

▲ 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:

▲ 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;

▲ 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。

▲ 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

▲ 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。

▲ 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。

▲ 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。

▲ 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。


About Joyk


Aggregate valuable and interesting links.
Joyk means Joy of geeK