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当地时间2024年7月27日，在印度新德里召开的联合国教科文组织第46届世界遗产大会通过决议，将“北京中轴线——中国理想都城秩序的杰作”列入《世界遗产名录》。至此，中国世界遗产总数达到59项。
北京中轴线北起钟鼓楼，南至永定门，纵贯北京老城，全长7.8公里，是由古代皇家建筑、城市管理设施和居中历史道路、现代公共建筑和公共空间共同构成的城市历史建筑群。这根“轴”始建于元，成型于明，完善于清，发展于近现代，距今已有750余年，是中国传统城市空间营构的集大成者，也是城市文化空间塑造的杰出范例。
北京市测绘设计研究院在北京中轴线申遗保护工作办公室和北京市文物局的大力指导下，在北京市规划和自然资源委员会的领导下，在院党委的高度重视下，利用数字技术为北京中轴线申遗提供高精度、三维立体的空间数据底板，从中轴线方位测定、天桥遗址发现与测绘考古、实景三维中轴线建设、北京中轴线文化遗产监测与保护平台搭建、空间数据交易、数字展陈、文创产品研发及文化科普等方面全面助力北京中轴线申遗工作。
北京中轴线的申遗，是全球首次利用数字化技术全过程参与世界文化遗产申报。毋庸置疑，数字化已经成为北京中轴线申遗的重要创新与关键标签。
一、定轴线 测定中轴线精准方位
在世界名城的中轴线空间构成中，北京中轴线的空间逻辑最为严谨，内涵最为丰富。尽管北京中轴线并没有一条南北贯通的大道，却有更复杂的空间秩序和丰富细节。老城内最重要的建筑（群）均布置于中轴线之上。
为验证北京中轴线空间格局的严谨程度，北京市测绘院开展了中轴线方位测定工作，他们首先通过选取中轴线上未被移动、可靠度较高的现存建筑，精确测绘其坐标。“在得出相关坐标后，我们通过计算各建筑中心点的坐标，运用数字技术解算最优直线，使各建筑中心点到这条直线距离平方和最小，拟合产生了一条‘轴’。这条‘轴’，便是几何空间意义上的北京中轴线。”北京市测绘院基础测绘部部长王攀说。
测定发现，中轴线参与申遗的遗产点基本分布在中轴线两侧2米的带状区域内，中轴线的指向并非正南正北，而是与正北方向呈逆时针约2°的偏角。如图所示。
中轴线拟合线与位置关系示意图（图中点位的偏移量采用夸张方式表达）
坐标实测
精确测绘帮助研究人员首次精准确定了中轴线的空间方位，明确了参与申遗的遗产点空间分布，为中轴线申遗提供精准的数据支撑。它也为今后中轴线南北延长线上的空间规划布局提供了切实可靠的依据。
二、探遗址 助力中轴线测绘考古
北京市测绘院基于贴近摄影测量、三维扫描、地下管线探测等技术及历史测绘图等资料，助力天桥遗址、正阳桥遗址、永定门中轴路遗址、珠市口教堂排水沟遗址等中轴线遗址点考古工作，探索了“边考古、边测绘”的协同工作方式，在中轴线消失节点定位、空间信息留存、信息挖掘、价值研究等方面开展“测绘+考古”的深度融合，共同形成了系列的重要发现、珍贵成果。
1、地下管线探测定位天桥原址
天桥始建于元代，明嘉靖三十二年增筑外城后，北京中轴线由此延伸到永定门。虽然天桥原建筑已拆除，但是其承载了重要的历史与文化价值，是中轴线文化遗产的重要组成，是研究古代城市建设思想的重要材料。为准确复原天桥遗迹、阐述遗产本体真实的历史格局，丰富中轴线文化遗产内涵，受市文物局委托，北京市测绘院开展了天桥原址探测及定位研究。
根据档案记载，天桥坐落在龙须沟上。但随着城市变迁、市政道路修建等已发生较大变化，很难从现状中找到当时的位置。北京市测绘院陈品祥专家团队赴北京市档案馆查阅北洋政府和民国时期城市建设档案，调取了天桥路口历年的地下管线资料和历史地形图，运用数字技术进行仔细比对，终于发现一条地下管线与历史地形图和20世纪50年代的历史影像图的龙须沟走向一致。“龙须沟和中轴线一横一纵两条线的相交点，应该就是天桥原址的方位。”北京市测绘院首都功能核心区部高级工程师张翼然说。
现场测绘能否与猜想相印证？2021年5月，北京市测绘院开展了天桥地区的地下排水管线调查，北京市测绘院测绘和调查三部部长齐永良带领团队在预先划定的范围内打开近百个井盖，通过井下摄影测量系统，去查看管井内部的情况。“一条管线的盖板为老旧的青石板，明显与现代水泥盖板不同。”陈品祥说，经专家反复甄别，确认为龙须沟水系，消失近90年的天桥原址得以“重见天日”。至此，天桥原址的位置可以基本确认，在现天桥景观以北40米处。
天桥地区地下管线探测情况
天桥遗址发现
除了对天桥原址进行定位外，北京市测绘院还基于历史地图资料，对已消失的北上门、地安门原址进行了空间定位。
2、贴近摄影测量助力永定门御道遗址考古发掘
永定门御道遗址是北京中轴线的重要组成部分，具有丰富的历史背景。为探索永定门御道的历史变化，在文保部门的配合下，北京市测绘院联合武汉大学、中国科学院空天信息创新研究院技术团队基于高杆+手持贴近摄影测量技术，利用2个小时，对永定门御道遗址考古发掘的7条历史道路进行精细化三维测绘和模型制作，解决了核心区航飞受限的问题，真实、立体地将御道的实景模型记录、展示出来，分辨率可达0.7mm，可以作为详细的三维数字档案供考古人员进行分析，为中轴线申遗提供了最为直接的证据。
御道三维模型
数据采集现场
北京市测绘院大数据中心组建研发团队，定制开发了贴近摄影测量精细三维数字考古绿色版小工具，在北京市考古研究院指导下，将各地层信息通过工具标注在模型上，并可在平板电脑实现对御道遗址模型的精细化展示、模型量测、信息标注、矢量成果导出、光源调整等功能，可供考古人员进行无接触量测与挖掘分析。
贴近摄影测量精细三维数字考古小工具
三、筑基底 打造实景三维中轴线
中轴线的最大特色在于前后起伏、左右对称的空间格局。实地探访时，在任何一个遗产点都无法一览全局。实景三维产品可以突破时空界线，让大家体会到中轴线的独特神韵。
2022年6月，北京市文物局和北京市测绘院联合搭建推出“实景三维中轴线”。
“实景三维中轴线真实、精细地记录、展现中轴线的历史变迁，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、高精细、三维立体的空间数据底板，助力中轴线的精细治理和科学保护。”北京市测绘院院长倪锋说。
1、零接触 激光技术代替手工测量
就古建筑的复杂性而言，传统的测绘技术显然不能满足对其测绘的要求。“过去的做法要先搭脚手架，爬上爬下用各种尺子手工测量。这种传统的测绘方法，测绘速度慢、人力消耗大、测绘精度也低，而且对建筑本体有一定的损伤。”北京市测绘院首都功能核心区部副部长安智明介绍，如今运用三维激光扫描和贴近摄影测量等新技术，可以在不碰触文物前提下，就把文物建筑的每个构件都精细记录和生动表现出来，可谓“鸟枪换炮”。
2、超精细 科技创新实现精准复刻
要复刻北京中轴线，天安门广场显然是不可能绕开的一个部分。其中，广场上20多万块花岗岩地砖的数据采集则可谓是难上加难。“没有两块完全相同的地砖，纹路、形状、磨损程度都有差异。”北京市测绘院高级工程师陈思说，他们基于深度学习的方法，成功实现异形地砖自动编码，最终使每一块地砖都有了专属的身份ID，在系统中得到了精准复刻。
基于“空天地”一体化采集手段，北京市测绘院采集了各遗产点点云和高分辨率影像，并采集了中轴线遗产区范围内的主要道路、天安门广场及周边区域、永定门、钟鼓楼、先农坛等数据，积累了超2TB的资料。“如何对多类设备采集的海量数据进行综合建模，是一个技术难点。”北京市测绘院信息服务一部部长马金荣说，“因此，我们自主研发了数据处理软件，综合利用多源数据进行建模。”在最终形成的数字孪生中轴线成果中，人民英雄纪念碑上的浮雕纹理立体逼真，正阳门城楼上油饰古韵十足。
3、立体化 为文物保护提供数据底座
“为了能够更好地呈现实景三维中轴线的数据成果，我们采用了虚拟游戏引擎，也就是通过一系列数学模型计算渲染出五彩斑斓的类似游戏观感的世界，突出真实、古朴、庄重。”北京市测绘院研发中心副主任闫宁介绍，实景三维中轴线的场景不仅要形似，更要神似，随着季节和气候的变化，实景三维中轴线的自然景观也会随之发生变化。
实景三维系统不只是对中轴线进行物理空间的再现，更重要的是有丰富的应用场景。比如，中轴线周边若要新建建筑物，其体量、形态、高度与风貌是否会影响景观视廊与城市天际线？“以前是做模型、放气球的土办法，现在可以直接把方案放到三维场景里进行模拟、比照，非常直观，而且高效。”北京市测绘院副院长陶迎春介绍，去年已支撑30多个方案通过实景三维系统来进行审核，未来随着系统逐步完善，应用范围还将进一步扩大。
实景三维系统最重要的价值还是应用于中轴线的遗产保护，它真实还原每一处遗产点原貌，能够使用户对遗产的结构、细节和外形等进行更为全面的分析，还能够留存遗产三维数字档案，如对有600余年历史的太庙首次打造了数字孪生档案，以后帮助管理者以更精确的方式进行文物的维护和修复工作。
四、促保护 研发北京中轴线文化遗产监测与保护平台
根据《保护世界文化和自然遗产公约》和《实施世界遗产公约的操作指南》，监测是遗产申报和保护管理的核心内容之一。受北京中轴线遗产保护中心(北京世界文化遗产监测中心)的委托，由北京市测绘院牵头，国信司南(北京)地理信息技术有限公司、中国移动通信集团北京有限公司等单位共同研发了北京中轴线文化遗产监测与保护平台。
平台以实景三维中轴线为底座，搭建了总体格局监测、风貌监测、本体监测等系列遗产监测系统，采用遥感卫星、物联设备、人工巡查等多样化手段，协同开展监测任务，形成遗产保护状况、可持续发展、遗产治理、管理体系、能力建设5大板块，17大类69小项，累计260余项数据。平台接入视频监测、交通压力监测、人口监测等信息，依托遗产区28446个5G基站组成的数据采集网络，实现对中轴线总体格局、本体监测、格局风貌、自然环境、社会发展等动态感知、实施监测，逐步实现以预防为主，动态保护的科学监测模式。
北京中轴线文化遗产监测与保护平台将实景三维中轴线应用到遗产监测应用中，打造了世界遗产监测的示范和标杆。2023年8月，世界遗产专家现场考察时，看到北京中轴线遗产保护中心的监测平台大屏，给出了“首屈一指”的评价，认为平台对中轴线遗产保护管理工作起到积极作用。
五、焕活力 推进中轴线文化遗产活化利用与展示传承
1、开展多形式中轴线地图文化科普，打造“可认知”的中轴线
北京中轴线具有严谨的空间秩序，但并没有一条南北贯通的大道，北京市测绘院基于空间视角，立足地图文化，面向社会公众，开展了北京中轴线地图文化科普图书及手绘地图制作、科普课程、科普平台建设，打造“可认知”的中轴线。
科普图书《带你去看北京城》北京中轴线长图展示
地图科普活动
“北京印迹文化探访路”小程序
2、开发系列中轴线地图文创产品，打造“可感觉”的中轴线
与实景三维相结合，北京市测绘院技术人员提取形成了遗产点的形象设计库，并利用光栅成像原理研发了光栅立体（裸眼3D）地图。基于此，北京市测绘院信息服务三部（地图编研应用部）、信息服务二部牵头研发了系列中轴线地图文化产品，相关产品入选2021年“北京礼物”，亮相2023年全国科普日。
北京中轴线抱枕、北京中轴线尺子
北京中轴线帆布包、北京中轴线纸胶带
“图视京城”中轴线小夜灯、裸眼3D冰箱贴
3、策划多项中轴线数字化展陈，打造“可互动”的中轴线
实景三维中轴线在多用户、多场景的数字化展陈中深度应用，更好地“让文物活起来”。相关数字展陈亮相“奋进新时代”二十大主题成就展、“辉煌中轴”特展、北京文化论坛、中国国际服务贸易交易会、中国（深圳）国际文化产业博览交易会、中国测绘地理信息技术暨北斗应用博览会等，累计线下观众近500万，累计线上浏览上亿次。
实景三维中轴线互动展项
“北京中轴线”时空照相馆互动展项
4、探索全国第一笔空间数据入场交易，促进“可拓展”的中轴线
北京市测绘院作为全国第一家入驻北京国际大数据交易所的事业单位，以自主获取的中轴线局部空间数据为基础，通过交易所交易给北京河图联合创新科技有限公司，完成了全国第一笔空间数据入场交易。
“我们探索解决了空间数据资产化、可靠交易和安全应用等难题，形成了依法合规、可靠公平、交易可控、资产化运营的空间数据场内交易模式。”北京市测绘院副院长贾光军说。
而经交易后的数据则被开发成互动产品，借助AR等技术，增强现实数字文化场景，为公众提供中轴线虚实融合与沉浸式体验。
北京市测绘院在这4年来，先后抽调200多名党员、青年开展中轴线方位测定、测绘考古、实景三维中轴线建设、北京中轴线文化遗产监测与保护平台搭建、活化利用与文化展示等中轴线数字化保护工作，全力保障中轴线申遗工作，并在其中探索构建了“重大任务集中攻坚+常态化培训研究”相结合的培养机制，组建“橙色工匠实战队”等创建特色党建品牌，提升青年人才的思想理论、业务水平和研究问题、解决问题的能力，促进学以致用。“我们在全面助力中轴线申遗工作中，充分发挥了技术人才优势，在实战中锻炼本领、创新技术、攻坚克难，培养造就了一支文化遗产数字化保护领域的专业队伍，并将持续赋能中轴线文化遗产保护工作。”北京市测绘院党委书记包宏放说。
“有了现代的科技手段和数字信息技术，就可以把立体的、三维的真实的遗产更加完整的传承下去，这既是我们这一代人的责任所在，也是我们这代人的职责担当。”北京中轴线申遗保护办公室“数字中轴”负责人彭年说。
未来，北京市测绘院将继续基于数字技术全方位服务中轴线文物保护、环境整治、文物腾退等文化遗产保护工作，让“古都之脊”在科技助力下焕发新活力，数字赋能北京中轴线的保护、传承与利用，助力中轴线“金名片”绽放出时代光彩，为北京高质量推进全国文化中心建设贡献力量。
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