点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:把实验室搬到山野,青年科研人为长城做“CT”
首页> 光明科普> 图文 > 正文

把实验室搬到山野,青年科研人为长城做“CT”

来源:光明网2026-07-23 13:39

  无需开挖,不伤墙体,就能精准探明长城内部是否有空洞、裂隙或结构失稳,这听起来像是文物保护领域的一个理想化愿景,如今正在一支科研团队的手中变为现实。

  由北京工业大学建筑与城市规划学院钱威副教授牵头的长城无损检测科研团队,依托北京市历史建筑保护工程技术研究中心、国家文物局重点科研基地等平台,围绕长城遗产预防性保护需求,研发探地雷达、三维扫描、人工智能识别等多技术融合的无损检测体系。作为项目主要参与人和核心青年骨干,滕龙吟用探地雷达与三维扫描仪等设备,为这座历尽沧桑的古迹做起了精密的“CT”检查。

  读懂长城之困

  作为全球体量最大的线性世界文化遗产,长城历经千年风霜侵蚀、地质灾害与人为扰动,传统人工勘察难以“看穿”,开挖检测又违背文物 “最小干预”保护准则。如何利用现代科技手段,实现文化遗产精准诊断、预防保护与长期管理,成为重要课题。

  说起与文化遗产保护的缘分,滕龙吟回忆,并非始于某个瞬间,而是在专业交叉与一线行走中渐渐扎根的。

  求学阶段,滕龙吟没有把自己“困”在本专业的知识中。通过系统研读《威尼斯宪章》《数字遗产宪章》等国际遗产保护纲领,主动交叉学习土木工程、AI图像识别、历史村镇规划等多学科知识,他发现传统长城和古建筑勘察主要依靠人工目视检查,难以精确识别墙体内部空鼓、基底脱空、隐蔽裂隙和结构损伤;传统取样、开挖检测方式容易对文物本体造成干扰,难以满足预防性保护需求;现有保护工作需要从单一抢险修缮向“本体诊断—风险评估—保护修缮—长期监测”的系统模式转变。

  然而,纸上得来终觉浅,为摸清长城真实病害现状,滕龙吟把实验室搬到山野之间,开展大量现场调研,走访北京长城沿线红色文化点位,踏访古北口等长城抗战旧址,观察长城本体受到风化、冻融、植被侵蚀等影响。

  “我们不能等墙体坍塌再抢修,要早诊断、早预防。”长期山野调查与古建现场实践,使他充分掌握砖石长城、传统建筑及历史环境的差异化病害特征,为后续无损检测技术研发和保护规划实践积累了丰富的经验,也因此确定了数字技术破解遗产保护难题的研究方向。

  打造长城“CT”机

  走进北京密云西田各庄镇的1:1仿真长城试验平台,复刻的实体仿真墙体映入眼帘,人为设置空洞、沉降裂隙、砖体损伤、冻融剥落等典型病害分布其上。这里是钱威团队攻克技术难关的主要阵地,也是长城专属“CT机”的诞生地。

  “我主要承担了模型搭建、设备联调、数据标注、算法优化等全流程工作。”滕龙吟介绍,此前传统探地雷达成像模糊,墙体内部病害无法量化定位,团队通过信号增强、图像处理、三维建模等方法,提高内部病害识别能力,实现墙体内部结构状态的可视化表达。相关技术能够对空洞、裂隙等隐蔽病害进行精准定位。

  无数次的修改调整,换来一系列硬核科研成果。作为第一发明人,滕龙吟获得国际发明专利授权1项,另有国内发明专利2项进入受理阶段;围绕古建筑数字化测绘、病害识别与智能管理等方向,作为第一完成人完成5项软件著作权登记。同时,他以第一作者身份发表高水平SCI论文2篇,相关研究成果为遗产的预防性保护提供了重要技术支撑。

  这套技术体系也并未止步于长城。在故宫、智化寺、岱庙等多处全国重点文保单位的勘察工作中,滕龙吟参与三维激光扫描、砖石病害检测、木构件缺陷识别、建筑数字化建档等工作。针对建筑结构复杂、保护要求高等特点,结合不同建筑类型和材料特征,优化检测参数与数据处理方法,对墙体内部隐患、砖石风化、木构件隐蔽损伤等问题开展精准识别。同时,利用三维扫描技术完整记录建筑形态、构件关系和空间信息,为后续保护修缮和历史信息保存提供数字化基础。

  用青春续写长城保护新篇

  在科研成果转化过程中,滕龙吟也积极参与到了文物保护技术体系建设中,参与相关行业规范和技术标准研究,包括《古建筑结构安全监测技术规范》等文件研讨与编制工作,推动无损检测、数字建档、风险评估等技术方法向标准化、规范化方向发展,为大型文化遗产保护提供可推广的技术路径。

  目前,团队的相关技术已服务于北京明长城、故宫古建筑、京郊历史环境等多个遗产保护场景,形成可推广的数字化保护模式。长城与古建筑智能监测平台,将位移、裂缝、温湿度、振动等多维数据进行综合分析,实现了遗产状态动态感知和风险预警,推动文化遗产保护由“抢险修缮”向“预防性保护”转变。

  纵观长城保护发展历程,从我国古建筑学家罗哲文等老一辈文保工作者奠定研究基础,到新时代科研团队依托数字技术探索保护新路径,文化遗产保护事业始终在接续传承中不断创新。

  作为青年科研人员,滕龙吟也有着自己的规划。未来,他希望继续推动数字技术与文化遗产保护深度融合,持续完善长城及古建筑智能监测、数字建档和风险评估体系,探索适用于不同类型遗产保护场景的科技路径,让长城承载的历史记忆和中华文明在新时代得到更好传承与发展。(记者蔡琳)

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 黑龙江饶河:黑蜂养殖赋能产业振兴

  • 湖南望城:智慧农场“双抢”忙

独家策划

推荐阅读
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
未来产业是重塑全球技术竞争格局和引领全球经济变迁的重要力量,“十五五”规划纲要对“培育壮大新兴产业和未来产业”作出系统部署。
2026-07-21 03:40
当前,全球能源转型加速推进,海洋能正处在由技术探索迈向规模化应用的关键阶段。准确把握发展形势与现实基础,对于我国海洋能发展具有重要意义。
2026-07-20 10:00
如何破解制约早期科技成果转化的瓶颈?加强国家技术转移体系建设,培养一批全链条参与成果转化的技术经理人迫在眉睫。
2026-07-20 04:20
今年7月,全球人工智能治理的讨论在短短几天内完成了一次耐人寻味的“接力”。从在日内瓦举行的联合国人工智能治理全球对话、“人工智能向善”全球峰会,再到在上海举办的2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议,来自政府、国际组织、企业和学术界的讨论都聚焦于同一个问题:面对快速发展的人工智能,国际社会如何把已有的治理理念真正转化为国际合作行动?
2026-07-20 04:20
中国农业科学院和中国农业绿色发展研究会18日在北京发布《中国农业绿色发展报告2025》。报告显示,我国农业绿色发展水平持续向好,农业绿色发展机制创新不断拓展,理论研究与技术突破协同发力,区域农业绿色发展实践走深走实。
2026-07-20 04:20
加载更多