原標題：數(shù)字技術煥活古城“生命”

一條近乎平直的河道從老城北面穿過，大地上房屋星羅棋布逐漸蔓延，田野間阡陌縱橫交錯愈發(fā)密集……近日，在南京大學“數(shù)智賦能中華文明研究”成果展示會上，當南京大學地理與海洋學院副教授陳剛輕觸鼠標，投影屏幕上同時出現(xiàn)的1969年10月2日和2022年8月10日的4幅遙感影像圖，將陜西省富平縣古城半個多世紀的變遷呈現(xiàn)于眾人眼前。

2024年8月，南京大學中華文明數(shù)智創(chuàng)新實驗室啟動“中華古城數(shù)字圖譜集成工程”。南京大學黨委副書記、社會學院教授、該工程首席專家陳云松領銜由南京大學建筑、歷史地理、文化遺產(chǎn)、數(shù)字人文、信息工程、計算機視覺等專業(yè)人員組成的多學科團隊，系統(tǒng)采集中華古城歷史遙感影像資料，編繪以縣級行政區(qū)劃為制圖單位的古城歷史衛(wèi)星影像地圖，搭建古城歷史地理信息數(shù)字化平臺，展示古城古今變化細節(jié)。

截至今年3月，南京大學約40名師生，收集處理分析了陜西、河南、江蘇三省全域的歷史遙感影像，并查閱歷史文獻，進行實地測繪，利用實景三維重構、AI工具輔助生成等技術，完成了約330個縣（市、區(qū)）的1300多幅老城歷史影像地圖。

“古城是文明的空間載體，隨著經(jīng)濟發(fā)展和大規(guī)模城市建設，不少古城的原真風貌被破壞。特別是中西部地區(qū)的縣域古城，開發(fā)的程度雖然不高，但用于古城保護的人財物資源不足，更需要專業(yè)指導。”南京大學建筑與城市規(guī)劃學院副院長魯安東坦言，團隊希望用數(shù)字技術保存、還原古城的歷史風貌，在數(shù)字化平臺中融入古城的建筑、方志等信息，讓大家感受古城的文化魅力。

確定空間輪廓

想了解一座古城的歷史風貌，首先要確定其輪廓。在這方面，遙感影像可以提供一個直觀的視角。美國的CORONA衛(wèi)星于20世紀六七十年代拍攝的遙感影像數(shù)據(jù)，進入了團隊的視線。

“下載的遙感影像邊緣存在畸變，我們要剪裁、分割、拼接影像照片，再結(jié)合古舊地圖、地方志等文獻資料，將當?shù)貥酥拘越ㄖ⒌缆返扔械乩硖卣鞯男畔⒖刂泣c作為坐標，對照片進行配準、校正。經(jīng)過一系列流程，遙感影像的精度可以達到米級以下。”陳剛說。

歷經(jīng)歲月變遷，古城的風物也時移事異。為當代古城留影，也是保留古城歷史信息的重要命題。登錄建設中的中華古城數(shù)字圖譜集成工程信息展示平臺（以下簡稱“古城數(shù)字平臺”），記者看到，老城現(xiàn)狀影像圖中，主要的街道、建筑信息均被一一標注。

“我們以多顆衛(wèi)星拍攝的遙感影像數(shù)據(jù)為依據(jù)，并與現(xiàn)今的衛(wèi)星圖像進行對比分析，提取古城墻、古街巷、古河道等地理要素，并關注古城土地變化、歷史風貌區(qū)變化等信息，再利用ESRI ArcGIS制圖平臺制成老城現(xiàn)狀影像圖。”陳剛介紹，在團隊編繪的300多個縣（市、區(qū)）的歷史衛(wèi)星影像地圖中，每個縣都有4幅圖，分別是全域影像圖、老城影像圖、現(xiàn)狀影像圖和老城范圍矢量復原圖。它們直觀展現(xiàn)了縣級城市的歷史城區(qū)（老城）及歷史建筑風貌區(qū)的范圍，這為未來開展古城空間變化監(jiān)測與定量分析奠定了基礎。

陳剛團隊繪制歷史影像地圖的同時，南京大學藝術學院副教授陳靜則帶領學生翻閱地方志、古詩文，搜尋老照片，尋訪古跡，做口述史。這既為地圖影像制作提供了歷史線索、形成交叉印證，也為后期豐富古城數(shù)字平臺的文化信息筑牢了根基。

復現(xiàn)建筑風貌

鉤沉古城的歷史影像可以鑒古知今，而用數(shù)字化手段復現(xiàn)古城的建筑風貌，則可以讓當代人足不出戶即可遍覽古城魅力。

從2024年開始，魯安東就帶領師生對陜西富平縣、河南原陽縣進行實景三維重構。“我們利用無人機傾斜攝影和三維激光點云掃描技術，借助南京大學教授曹汛研發(fā)的高真實感三維場景重建技術，構建了富平古城的3D數(shù)字資產(chǎn)庫。”魯安東介紹，目前團隊已經(jīng)用無人機拍攝了3599張富平古城照片，并用三維激光掃描富平古城的重點建筑片區(qū)共25466立方米，掃描重點街巷1314米，經(jīng)過解算合成后，拍攝精度可達3厘米。

在進行實景三維重構中，團隊發(fā)現(xiàn)許多老建筑如今都已改建。如何還原建筑原貌，使其符合所在地區(qū)的建筑特色？人工智能成為破解這一難題的幫手。魯安東說，團隊用無人機和三維激光掃描得到古建筑的樣貌后，將其與歷史遙感影像做對比，如果發(fā)現(xiàn)某座建筑整體差異較大，他們則會利用AI工具輔助還原古建筑的原貌。

“特定氣候帶的建筑，有著相似的建筑規(guī)則和形態(tài)基因，院落和單體房屋的結(jié)構關系是相對固定的。在歷史衛(wèi)星影像地圖上確定建筑屋頂?shù)幕緲用埠螅涂梢杂肁I工具輔助生成古建筑群的整體形態(tài)。”魯安東說，目前，團隊正在將幾十年來積累的建筑形態(tài)數(shù)據(jù)“投喂”給AI工具，不斷提高AI生成內(nèi)容的質(zhì)量。在AI的幫助下，20世紀五六十年代的古城風貌漸漸清晰起來。

挖掘文化基因

如果說追尋古城的歷史風貌只是激活古城的“生命”，那么發(fā)掘古城的人文價值、文化基因，則是激活古城的“靈魂”。

依據(jù)1928年的歷史照片，團隊建構了富平古城文星臺的三維模型。“地方志中記載文星臺是古代學子的活動場所，也是古城‘儒家景觀’的組成部分。文星臺位于富平古城外圍，從文星臺可以眺望古城全景。”魯安東介紹，除文星臺外，富平古城中還發(fā)現(xiàn)了很多與科舉相關的建筑，例如文廟、書院、考院、文昌宮、文昌閣等。古城的文化景觀構成了古城的文化基因，用數(shù)字化手段復現(xiàn)這些景觀，將有利于延續(xù)古城的文脈。

富平地域遼闊，富饒膏腴，風景優(yōu)美，清朝富平知縣喬履信所纂《富平縣志》將富平經(jīng)典景觀濃縮為八景。其中的“南湖煙雨”別有一番江南風光——適逢雨天，登上望湖樓，可看到“杜鵑聲里雨如煙”的奇妙景象。

“中國古代的許多景觀其實是有聲音有畫面的，我們正在聯(lián)合聲音藝術家開展聲音考古和聲景設計，根據(jù)文獻信息，讓聲音參與復現(xiàn)富平八景的意境。”魯安東說，“團隊希望通過多學科的參與，對古城的數(shù)智形態(tài)進行共創(chuàng)和重建。”

鼙鼓聲聲，日邁月征。“未來，我們將充分發(fā)揮南京大學的學科交叉和新文科發(fā)展優(yōu)勢，全力探索數(shù)智賦能文化遺產(chǎn)保護的當代實踐路徑，為中國乃至全球古城保護打造數(shù)據(jù)基座、提煉工作標準、提供解決方案。”陳云松說。