文化遗产：长城部分数字化保护应用与实践

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它是一道墙，曾割裂了交流，阻碍了融合，它更是一道墙，曾保障了无数家庭的岁月静好、现世安稳。

如今我们说起长城，大抵是明长城，穿山越岭十余省，万里盘踞，气势巍峨，如一条不见首尾的游龙，驰舞于崇山峻岭之中。斗转星移、沧海桑田，曾经多少叱咤风云的历史人物，同他们的功业，一起消逝在历史的长河里。而长城，却像一位饱经沧桑的老者，颔首浅诉着华夏大地上几千年来的故事……

长城始建于周朝。周幽王烽火戏诸侯是最早的关于长城的典故。早在公元前7世纪的春秋时代,楚国最早修筑了防御别国入侵的'楚方城'揭开了中国历史上记载的长城修建的帷幕。战国时期,齐、魏、赵、秦、燕和中山等国也相继修建了'诸侯互防长城'。其中,秦、赵、燕三国和北方强大的游牧民族匈奴毗邻,在修筑诸侯互防长城同时,又在北部修筑了'拒胡长城'。以后历代君王几乎都加固增修长城。秦统一后,废弃了隔离各国的长城,将秦、赵、燕北部边境的长城连接起来,并加以扩展和修缮,第一次形成了一条西起临洮,东至辽东万余华里的长城,万里长城由此出现。据记载，秦始皇使用了近百万劳动力修筑长城，占当时全国总人口的二十分之一。汉朝继续对长城进行修建，以抵御北方匈奴的侵袭。从汉文帝到汉宣帝，筑成了一条西起大宛贰师城、东至鸭绿江北岸、全长近一万公里的长城。当时没有任何机械，全部劳动都由人力完成，工作环境又是崇山峻岭、峭壁深壑，十分艰难。古今中外，凡到过长城的人无不惊叹它的磅礴气势、宏伟规模和艰巨工程。长城是一座稀世珍宝，也是艺术非凡的文物古迹，它象征着中华民族坚不可摧永存于世的伟大意志和力量，是中华民族的骄傲，也是整个世界的骄傲。

图来源-国家文物局

明朝在“外边”长城之外，还修筑了“内边”长城和“内三关”长城。“内边”长城以北齐所筑为基础，起自内蒙古与山西交界处的偏关以西，东行经雁门关、平型诸关入河北，然后向东北，经来源、房山、昌平诸县，直达居庸关，然后又由北向东，至怀柔的四海关、与“外边”长城相接，以紫荆关为中心，大致成南北走向。“内三关”长城在很多地方和“内边”长城并行，有些地方两城相隔仅数十里。除此以外，还修筑了大量的“重城”。雁门关一带的“重城”就有24道之多。

据历史文献记载，有20多个诸侯国家和封建王朝修筑过长城，若把各个时代修筑的长城加起来，大约有10万里以上。其中秦、汉、明3个朝代所修长城的长度都超过了1万里。我国新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江、河南、山东、湖北、湖南等省、市、自治区都有古长城、烽火台的遗迹。长城是代表着中国坚不可摧的象征。

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万里长城是新七大奇迹之一，1987年12月，被列为世界文化遗产。长城东西南北交错，绵延起伏于我们伟大祖国辽阔的土地上。

国家文物局和国家测绘局2009年4月18日联合公布，明长城东起辽宁虎山，西至甘肃嘉峪关，从东向西行经辽宁、河北、天津、北京、山西、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、青海十个省(自治区、直辖市)的156个县域，总长度为 8851.8千米，经过壕堑359千米。

2012年6月5日，国家文物局在北京居庸关长城宣布，历经近5年的调查和认定，中国历代长城总长度为21196.18千米，分布于北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南、陕西、甘肃、青海等15个省市自治区，包括长城墙体、壕堑、单体建筑、关堡和相关设施等长城遗产43721处。这是中国首次科学、系统地测量历代长城的总长度。

往事如风，虽然长城有的地方早已荒废破乱，但那灰白的城墙，却仍如一页页残经拓本，说着那个，天子守国门，君王死社稷的多难岁月。

历史的风沙给长城蒙上了一层厚重的色彩，它像是一条连接中华民族历史的伟大血脉，蜿蜒在华夏大地之上。但是，你知道吗，我们引以为豪的万里长城已经有约2000千米消失了……

在长城总长度中，除去2000多千米自然天险作为墙体的段落外，其中人工墙体长度为6259.6千米，目前保存较好的有500多千米，保存一般的约1100千米，保存较差的约1500千米，保存差的约1200千米，已消失的约2000千米。人们旅游常去的八达岭、居庸关、山海关、慕田峪、司马台算是保存相对完好的长城，大概有500余千米，仅占全国长城总长度8%。我国历来注重文物保护，长城这项历史奇迹的保护与研究更是受到国家层面的重视。

为积极响应国家“继续加强文物保护利用和文化遗产保护传承”的号召，2019年，帝测科技承担长城部分数字化保护工作，通过开展整体三维数字化测绘工作，包括精密控制网布设与施测、无人机倾斜摄影测量、三维激光扫描、纹理数据采集、三维模型构建、成果图件制作、部分长城本体主要病害监测等科技攻关，进一步加大长城数字化保护的新技术应用。

高精度、现势性空间三维基础信息留存是长城遗产保护应用研究工作开展的基础。现代测绘技术的应用，可以保证本体长城保护建设的基本信息、专题要素等数据的科学、准确、可靠，为长城科学保护工作的顺利开展提供可靠的技术保障。

项目组突破山势高俊，植被茂密等难题，为长城本体局部制作了基础地形图、数字正射影像图、三维模型数据等，基于精密控制网布设与施测、无人机倾斜摄影、三维激光扫描等测绘技术的数字化成果对基础地理信息数据进行更新；并明确残损类型及成因、量化并可视化残损程度、预测病害演变趋势等，为制定针对性保护措施提供基础数据支撑，对本体建立了全面的监测系统，加强长城病害信息统计与管理。通过海量基础数据的统计分析，掌握长城局部遗产的变化趋势，可以为长城遗产研究、保护、管理、决策、评估提供辅助支持。

图：帝测科技长城局部三维数字化成果图