实景三维技术“复刻”北京中轴线

北京中轴线申遗正在加快推进。记者近日获悉，市文物局和市测绘设计研究院联合搭建推出“实景三维中轴线”，精确测定出中轴线遗产点位置，基本建成了覆盖中轴线遗产核心区6.8平方公里范围的三维实景。

“实景三维中轴线”记录展现中轴线历史变迁，从文物保护、环境整治、文物腾退等方面为中轴线申遗提供了高精度的空间数据底板，助力中轴线的精细治理和科学保护。

展示“起伏对称”壮美秩序

北京中轴线是中华文明和文化传统独特的见证，承担着构建首都城市空间结构、延续古都历史格局和展示首都形象的重要职能。2012年，北京中轴线就被列入国家文物局《中国世界文化遗产预备名单》，申遗文本将在2023年1月正式提交。

市测绘院专家陈品祥介绍，申遗工作对中轴线历史和现状信息的完整性和准确性都提出了很高要求，需要精准的空间数据支撑。要展示中轴线“前后起伏、左右对称”的壮美秩序，体现空间序列背后“面朝后市”都市纵向布局的中国传统文化，突出从元、明、清到现代一脉相承“中轴对称”的城市规划理念，实景三维建设势在必行。

一方面重新梳理建院以来积累的历史影像、历史地图，另一方面火速开启实景三维测绘，2021年7月，陈品祥带队搭建“实景三维中轴线”。目前，团队已精确测定了中轴线遗产点位置，利用现代技术，再次明确了中轴线的方位，明确了参与申遗的遗产点空间分布。经过持续的三维扫描与信息采集、内业整合与三维模型搭建，覆盖中轴线遗产核心区范围的三维实景基本建成。

测绘数据精度达到5厘米

不同于绘图画卷或是视觉艺术数字展览，测绘成果首重精度。此次“实景三维中轴线”测绘数据采用了车载激光扫描仪、站式激光扫描仪、背包激光扫描仪等多种先进设备，精度达到了5厘米。

市测绘院高级工程师张翼然介绍，全长7.8公里的中轴线通过历史道路串联起各遗产节点，每个遗产节点之间深藏匠心。例如中轴线上的景山万春亭和鼓楼，两者形成相互眺望的景观，中轴线周边建筑对称分布在道路两侧。“如果实景测绘中出现高度偏差，三维场景中就无法体现其真实的壮阔和震撼。”

市测绘院团队在外业扫描时设计了分区分级的精细方案，按照场景内容、扫描及建设要求精度、数据获取难易程度等进行划分。对于天安门广场这一重要节点，做到地上地下“能测尽测”；对于先农坛、钟鼓楼等古建筑，采用站式扫描设备，充分保障数据精度；在地安门内外大街等道路，则采用三维扫描车方式进行。

已消失节点获三维复现

700余年来，北京中轴线随着历史更迭而不断演变。因此，实景三维测绘不仅要清晰测定现状遗产节点的空间位置，还要追溯其历史变革。

老天桥是古代皇帝祭天的必经之路，也是北京中轴线的重要节点。然而，经过降低拱桥、扩展路面、拆除栏板等多次改造，老天桥地上、地下的痕迹都已消失。

怎样准确定位天桥原址？受市文物局委托，市测绘院启动天桥原址定位工作。根据档案记载，天桥坐落在龙须沟上。市测绘院将1971年管线普查的图纸档案与上世纪50年代的历史影像图叠加后，基本确定了龙须沟的位置，再取龙须沟水系与中轴线的交点，确定天桥的准确方位。结合地下管线的实地探测，天桥原址的位置得以确认，在现天桥景观以北40米处。对这一结果，市文物局组织了多轮专家论证，给予肯定。

市测绘院团队还利用VR技术等实现了对北上门、地安门等中轴线消失节点的三维复现。

北京中轴线申遗保护工作办公室有关负责人表示，三维实景可应用于中轴线遗产保护，实现前后效果对比和动态监测；还可结合中轴线计划中的腾退需求，在三维效果中展示拆除后的效果。从发现、修复，到展示、利用，再到监测、研究，北京中轴线文化遗产保护的轮廓逐渐清晰。