在數字化浪潮中，一些城市在古樹(shù)、古塔、古建筑等歷史文化遺產(chǎn)保護工作中，積極運用AI(人工智能)、大數據等前沿數字科技，做好歷史文化遺產(chǎn)的傳承保護、研究管理和展示闡釋?zhuān)ξ幕z產(chǎn)煥新、煥活。
給古樹(shù)辦“身份證”
古樹(shù)見(jiàn)證了中華文明的發(fā)展與變遷，承載了豐富的歷史與文化。山東省淄博市公園城市服務(wù)中心聯(lián)合多部門(mén)打造“植樾—中國古樹(shù)地圖”小程序，于今年5月底上線(xiàn)。小程序以可視化地圖的形式展示古樹(shù)名木的詳細信息、歷史人文記載和生態(tài)文旅應用，為保護、研究和傳承古樹(shù)名木提供支持，幫助群眾更好地了解古樹(shù)、尊重自然、傳承文化、共享文明，為古樹(shù)保護貢獻力量。
據了解，“植樾—中國古樹(shù)地圖”小程序為在冊的古樹(shù)名木建立了32位數字化檔案，這個(gè)“身份證號”涵蓋了樹(shù)木的科屬、位置、順序及校驗信息，同一地點(diǎn)、排布緊密、長(cháng)相相似的古樹(shù)也借此逐一區別開(kāi)來(lái)，實(shí)現樹(shù)木信息標準化、規范化管理，提高識別與檢索效率。
項目團隊利用AI和點(diǎn)云識別技術(shù)完善數據與優(yōu)化展示內容，運用大模型的自然語(yǔ)言處理技術(shù)搭建的規范性文本，將古樹(shù)有關(guān)的碎片化信息自動(dòng)匯編為一個(gè)完整故事。結合區塊鏈技術(shù)，確保數據的獨立性和不可篡改性，也為古樹(shù)名木的數字化管理與智慧化拓展提供了技術(shù)保障。
其中，點(diǎn)云識別技術(shù)能迅速識別并精確定位古樹(shù)，精確測量其生長(cháng)狀況、樹(shù)冠形狀、樹(shù)干直徑等重要參數，為制定科學(xué)合理的保護措施提供有力數據支持，有效解決了傳統人工測量與記錄方法的速度慢、精度低和主觀(guān)性強等問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)對古樹(shù)群進(jìn)行三維重建，可以直觀(guān)地展示古樹(shù)的生長(cháng)環(huán)境和空間關(guān)系，有助于對古樹(shù)資源進(jìn)行整體規劃和保護。
“植樾—中國古樹(shù)地圖”小程序目前已上線(xiàn)了93棵古樹(shù)名木，其中展示了淄博市87棵國家一級古樹(shù)。用戶(hù)可以根據小程序頁(yè)面展示選擇“附近的古樹(shù)名木”，查看詳細信息，了解古樹(shù)故事，通過(guò)“信息反饋”做內容糾錯或補充。還可以通過(guò)“古樹(shù)列表”，選擇一鍵導航了解某棵古樹(shù)的具體信息。相關(guān)負責人表示，將繼續優(yōu)化小程序功能，拓展古樹(shù)資源在鄉村振興、文化傳承與生態(tài)發(fā)展等方面的應用，充分挖掘古樹(shù)名木的科學(xué)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值、文化價(jià)值、景觀(guān)價(jià)值和經(jīng)濟價(jià)值。
打造“木塔孿生體”
建于1056年的山西朔州應縣木塔，是現存最古老最高大的純木結構樓閣式建筑。由于歷史上地震、天氣、戰爭等因素帶來(lái)的損傷逐漸累積，保護應縣木塔的任務(wù)日益緊迫。木塔如何“保下去”成為重要課題，也引發(fā)了更廣泛的關(guān)注。
2023年2月，清華大學(xué)建筑學(xué)院與聯(lián)想集團打造“AI賦能智慧應縣木塔”項目，這一項目成果于今年4月發(fā)布。在項目研發(fā)過(guò)程中，團隊開(kāi)展了木塔內部木質(zhì)結構的建模工作，通過(guò)結構參數研究打造木塔參數數據庫;以空間計算AIGC組合技術(shù)，即結合AI(人工智能)、NeRF(神經(jīng)輻射場(chǎng))技術(shù)以及XR(擴展現實(shí))技術(shù)，為應縣木塔構建數字世界中“木塔孿生體”，為還原木塔完整構造與細節提供有力的技術(shù)支持。
“智慧應縣木塔”體驗應用還原復刻了木塔一至五層的5大探索場(chǎng)景，涵蓋“對話(huà)梁思成”、撿拾AR道具等7大交互設計以及佛像藏經(jīng)、禮佛盛景等11處大型動(dòng)畫(huà)特效。在景區，游客戴上VR設備便可沉浸式游覽觀(guān)光應縣木塔，還可跟隨NPC游覽，通過(guò)虛實(shí)結合的交互體驗，了解木塔的前世今生。
項目還結合AI技術(shù)新增了多項交互式創(chuàng )新嘗試，如以AI與AR(增強現實(shí))技術(shù)輔助現場(chǎng)勘察。據了解，“智慧應縣木塔”項目還建立了可視化數字信息檔案，為今后木塔保護工作提供支持。相關(guān)負責人表示，未來(lái)，AI、AR等技術(shù)也將有望應用到古建筑現場(chǎng)勘察中。
為古建筑“強筋健骨”
“太美了!”歷經(jīng)600多年風(fēng)雨的陜西西安鐘鼓樓，在暖黃色燈光勾勒下，呈現出璀璨綺麗的模樣，讓游客紛紛打卡拍照。如何讓鐘鼓樓持續散發(fā)魅力，西安“古建人”下足了功夫。
為全面提升西安鐘鼓樓文物建筑預防性保護水平，西安市鐘鼓樓博物館聘請西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院院長(cháng)薛建陽(yáng)團隊為古建筑“強筋健骨”。該團隊將AI等技術(shù)引入古建筑保護領(lǐng)域，“對古建筑進(jìn)行檢測或監測，好比給病人看病，通過(guò)‘心電圖’等現代診療設備先把病癥找出來(lái)，然后‘對癥下藥’，實(shí)現對古建筑的預防性保護。”
據了解，項目團隊對西安鐘鼓樓在遭遇不同強度地震時(shí)的動(dòng)力響應進(jìn)行了測試，通過(guò)傳感器對鐘鼓樓重要構件的殘損現狀進(jìn)行了系統的檢測與動(dòng)態(tài)監測，建立三維數據庫和殘損信息庫，對鐘鼓樓的健康與安全狀況進(jìn)行了科學(xué)評估。“使用傳感器可以有效避免因接觸對文物造成的二次傷害，同時(shí)還能大幅提高工作效率。”薛建陽(yáng)表示。
該團隊還將研發(fā)基于智能算法的古建筑材料、構件、節點(diǎn)和子結構的無(wú)損檢測技術(shù)，搭建古建筑木結構的數字化監測與運維平臺。通過(guò)引入先進(jìn)材料對古建筑傳統修繕工藝更新升級，基于性能提升的高效自復位增強技術(shù)與加固設計方法，如用科技手段在古建筑上取出針尖大小的木質(zhì)材料就能進(jìn)行分析，給斗拱里面放入具有彈簧性能的新材料，防止地震時(shí)斗拱發(fā)生傾斜等，推動(dòng)古建筑的傳承與發(fā)展。
(謝展文)
