我在故宮修文物：用數智技術“復活”紫禁城
習近平總書記指出，
文物承載燦爛文明，
傳承歷史文化，
維繫民族精神，
是老祖宗留給我們的寶貴遺產；
保護好、傳承好
歷史文化遺產是
對歷史負責、對人民負責。
保護國家和人民的歷史財富
“國家隊”責無旁貸
中央企業充分發揮科技和專業優勢
為文物保護作出了積極貢獻
巍巍紫禁城，悠悠六百年
建築氣勢恢弘，美輪美奐
文化瑰寶璀璨，包羅萬象
作為中華文明的重要承載者
紫禁城中的一磚一瓦
都在訴説千百年的歷史滄桑
從上世紀80年代開始
中國兵器工業集團五洲設計院
（以下簡稱“五洲設計院”）
就參與到故宮博物院的
各類修繕、文物保護與建設工作中來
小新推出系列報道“我在央企修文物”
今天，為您帶來第六期
看兵器工業集團如何用
測繪、建模等數智技術
在故宮修文物、護文物
守護中華文化寶庫
宮中文物如何“復活”？
當古文物已“消失”上百年
如何將其“復活”？
每年春節，故宮博物院舉辦的
“紫禁城裏過大年”系列活動
無疑是京城春節一大看點
2019年1月21日
故宮博物院首次復原了消失近200年的
“天燈”和“萬壽燈”
春節期間
它們豎立在乾清宮前的丹陛上
吸引着來自世界各地的遊客
為了讓這些消失了近200年的文物復原
兵工文物數字化技術發揮了重要作用
五洲設計院所屬勘察院文保公司
利用數字近景攝影測量技術
及後期三維加工技術
分批次採集了萬壽燈模型燈身
彩漆六角重檐亭、燈杆、蹲龍、
雲戧、八仙的攝影測量數據
完成了11件館藏文物的數字化工作
獲得了萬壽燈模型高精度、
高還原度的三維紋理模型數據
在此基礎上，為配合修復設計
又採用三維虛擬修復技術
完成了雲戧虛擬重建，八叉蹲龍、雲戧的
補配、定位等工作
為萬壽燈成功復原
提供了有力的數據支撐和技術支持
讓文物“活”了起來
故宮博物院
也是全世界收藏18至19世紀
機械鐘錶最豐富的博物館
在“鍾靈毓秀”院藏鐘錶數字化項目中
五洲設計院利用數字化技術
全程記錄鐘錶拆卸過程
通過三維掃描、近景攝影測量、
高清影像拍攝等多種手段
對零件進行了精細化數字化採集
最後將拆解的鐘表零件
在電腦上按鐘錶原始構造進行精確組裝
達到了在保證鐘錶不被破壞的同時
又獲得了鐘錶精密內部構造的目標
向公眾展示了更加豐富的數字化藏品
從“鍾靈毓秀”院藏鐘錶三維數據採集加工
到V故宮·院藏文物三維線上展示項目
從太原博物館377件館藏珍貴文物數字化保護
到馬首銅像、秦始皇帝陵彩繪綠面跪射俑等數字化採集……
一件件館藏文物信息
得以用數字形態實現永久存續
為其後續的保護、管理、研究、展示
提供數據基礎
標準也在逐步完善——
2022年，由故宮博物院牽頭、
五洲設計院中兵勘察設計研究院有限公司為技術主導
共同編制的
《文物三維數字化技術規範 器物》
開始實施
《標準》解決了器物類文物
三維數字化工作中存在的
標準不明確、作業不規範、質量不統一等問題
切實規範館藏文物三維數字化工作
這是北京市出台的首部
可移動文物三維數字化標準
填補了三維技術在可移動文物數字化領域
標準的空白
故宮建築何以“長壽”？
以明清紫禁城為主的故宮古建築羣
是我國現存規模最大、
保存最完整的古代宮殿建築羣
豐富的建築門類、齊全的建築形制
使得紫禁城成為
中國古代官式建築的百科全書
體現了中華文明的突出特性
歷經百年風雨滄桑
故宮建築如何保持“健康”“長壽”？
1988年
五洲設計院開始為故宮博物院
實施勘察測繪業務
開啓了與這座“城”的不解之緣
景祺閣、養心殿、鍾粹宮……
此後的數十年間
紫禁城的多個宮殿留下了央企人的足跡
故宮養心殿研究保護性項目
當年在業界可謂開創性的工作
工作人員需鑽到大殿頂棚內做勘察
面對塵封數百年的積灰
他們每天戴着口罩爬進去
在裏面一干就是一整天
團隊成員用一天天的堅持不懈
和工匠級的勘察成果
為養心殿的後期修繕起到了支撐作用
午門作為紫禁城的正門
因其突出的歷史價值及建築價值
成為故宮博物院重點保護建築之一
21世紀初，午門正樓改造為現代展廳
展廳結構、展品以及眾多觀眾
給午門城台帶來了明顯的荷載變化
為了午門城樓及城台的長期安全
故宮博物院對午門城台進行了整體監測
並分析其變形原因、規律
以及變形的發展趨勢
五洲設計院參與的午門城台監測項目
目前已進行10餘年
通過結構勘察、綜合測繪、變形監測、
水文監測、影像監測、數值模擬等手段
結合物聯網自動監測
研究人員綜合獲得了城台結構的現狀變形、
結構表觀變形與病害、結構內部構造與材料、
內部因素的水位與温濕度等信息
建立數據管理與展示系統
分析了變形趨勢與規律
查找引起變形的主要因素
為午門的保護、利用、管理、研究
提供科學依據
對珍貴建築的保護
不僅限於紫禁城
真覺寺金剛寶座塔
是第一批全國重點文物保護單位
已經歷了600年的風雨滄桑
五洲設計院參與實施預防性保護項目
基於保護對象認知、風險識別、
風險評估與風險應對的工作流程
形成了體系化預防性保護迭代模式
通過項目的實施
研究人員從金剛寶座的結構、材料
及賦存環境方面
獲取並積累了關鍵基礎信息
識別了風險及影響因素的變化規律及關係
開展了安全隱患的重點監測工作
最終提出了階段性保護措施與建議
構成了真覺寺金剛寶座
預防性保護工作的重要部分
北京延慶地區長城
分佈範圍廣泛，數量眾多
受環境風化因素的影響
多數保存較差
五洲設計院通過無人機低空、
近景數字攝影測量等測繪技術手段
獲取了古長城和古遺址文物本體
及周邊地物環境、綠化樹木的紋理模型
以及地形圖
採用鑽探、槽探、高密度電法、
地質雷達等物理探測技術手段
全面獲取了長城所在場地的基本情況
並進行了綜合評估
為長城本體的修繕保護
提供了翔實、精準的依據
文物安全如何保證？
故宮博物院北院區
是“平安故宮”工程的重點項目
是實現文物保護和文物安全的重要舉措
2012年至2016年
完成 “故宮室外陳設基礎信息採集項目”
2015年至2016年
參與完成 “應急指揮平台建設項目綜合應用系統項目”
2016年至2017年
完成 “基礎設施維修改造項目”
和“文物建築監測系統第一期建設項目”
2017年
參與“地下文物庫房改造項目”……
五洲設計院幾乎全程參與“平安故宮”建設
項目建成後
將有效擴大故宮博物院的
文物展示數量
為大型文物提供展示空間
更多的“兵工人”
也在為文物保護貢獻力量——
邯鄲市博物館
為國家一級博物館
屬於國家文物系統二級風險單位
館內由文物保管區、展陳區、宣傳教育區、
業務科研區、行政辦公區、安保監控區、
多功能廳、綜合服務區、設備區等組成
該館的智能化系統及安全防範系統專項設計
由中國兵器工業集團所屬北方設計院負責
華北革命戰爭紀念館
原為晉察冀革命紀念館
後改擴建為華北革命戰爭紀念館
主要介紹1919—1949年間
河北軍民英勇抗戰的革命史
改擴建項目
同樣由北方設計院完成設計
改擴建拆除原紀念館部分建築800平方米
保留骨灰堂等部分建築806平方米
在原建築舊址套建二層
保留建築進行外立面裝修改造及節能改造
改擴建後，華北革命戰爭紀念館
總建築面積為5450平方米
紀念館總體建築風格莊重簡潔
風格、色調與園內原有建築相協調
在多個博物館的設計、建設、改造項目中
中央企業為烈士、文物、國寶
築造起安全又堅實的“家”