正陽門，明、清兩代北京內(nèi)城的正門，在內(nèi)城九座城門中規(guī)制最為隆崇，被稱為“九門之首”，亦有“國門”之稱。去年底，重新修繕后的正陽門箭樓正式開放，北京中軸線上又多了一處可供參觀的歷史景觀；正在修繕中的城樓，也進(jìn)入收尾階段。

在修繕中，通過采集130億個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，首次得到了1:1的高精度三維城樓數(shù)據(jù)，不光得到了精細(xì)的城樓建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，還保留了上百只雨燕的巢穴信息。

北京正陽門，工作人員正在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。新京報(bào)記者 王子誠 攝

正陽門城樓內(nèi)部恢復(fù)原狀

正陽門始建于明永樂十九年（1421年），原命名為麗正門。正統(tǒng)元年（1436年）重建城樓，增建甕城、箭樓、閘樓，并于正統(tǒng)四年（1439年）竣工，更名為正陽門。由于歷史原因，甕城和閘樓現(xiàn)已無存，南側(cè)箭樓與北側(cè)城樓受火災(zāi)、戰(zhàn)亂、地震等影響，歷史上曾多次維修，1988年被公布為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。

北京中軸線遺產(chǎn)保護(hù)中心遺產(chǎn)保護(hù)部主任陳亮介紹，正陽門城樓修繕是北京中軸線申遺三年行動(dòng)計(jì)劃中的重要工程，主要目的是排除城樓文物本體存在的安全隱患。根據(jù)歷史資料，正陽門上一次大規(guī)模屋面修繕已是20世紀(jì)70年代，之后僅以查補(bǔ)為主。由于自然因素影響，城樓已出現(xiàn)了瓦件掉落局部滲漏的現(xiàn)象，文物結(jié)構(gòu)亦有損傷。

北京正陽門。新京報(bào)記者 王子誠 攝

正陽門箭樓修繕于2020年啟動(dòng)，城樓修繕則于2022年啟動(dòng)。箭樓修繕時(shí)，本著最小干預(yù)原則，能保留的歷史信息盡量保存，比如一些600年前的老城磚，只要沒有安全問題就將其沿用。與箭樓修繕一樣，城樓修繕同樣堅(jiān)持最小干預(yù)原則，力求最大程度地保留歷史信息。

此外，正陽門城樓還進(jìn)行了“拆違復(fù)原”。陳亮介紹，20世紀(jì)90年代，為了擴(kuò)大展覽面積，城樓內(nèi)建了一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的夾層，多隔出來二層空間，讓整個(gè)樓變成四層。這次修繕中，把加建的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拆除，讓城樓內(nèi)部恢復(fù)成歷史原狀，更好地展現(xiàn)其原真性?！氨本┈F(xiàn)存的三座城、箭樓，內(nèi)部都不是原狀，鋼結(jié)構(gòu)拆除后，正陽門就恢復(fù)成了歷史狀態(tài)?！?/p>

為城樓繪制3D“等身像”

城樓修繕過程中，施工工藝采用傳統(tǒng)方式，但全流程施工均增加了科技手段。

譬如，正陽門城樓首次有了自己的“電子全身照”。

陳亮介紹，正陽門在歷史上多次受損，現(xiàn)存的建筑是在1902年燒毀重建，由于工部所存的城門檔案一同燒毀，最終按照崇文門形制放大后重建。歷史上，正陽門城樓的構(gòu)造僅有二維數(shù)據(jù)，這次在修繕的同時(shí)，通過三維激光掃描技術(shù)——又稱實(shí)景復(fù)制技術(shù)，利用高速激光掃描測(cè)量得到130億個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，從而復(fù)建出了1:1比例的高精度三維城樓數(shù)據(jù)，讓城樓得到自己的完整電子復(fù)刻像。

北京正陽門的局部（用于數(shù)據(jù)場(chǎng)景比對(duì)）。新京報(bào)記者 王子誠 攝

對(duì)這次近50年后的大規(guī)模修繕，團(tuán)隊(duì)也通過720度的連續(xù)拍攝和延時(shí)攝影，進(jìn)行了全景、全過程的影像攝制。陳亮告訴記者，文物修繕與其他修繕不一樣，傳統(tǒng)上一般只能依靠照片進(jìn)行記錄，可收錄的信息量有限，現(xiàn)在留下了連續(xù)完整的影像資料，其中包括了很多隱蔽部位的施工工藝，下一次修繕時(shí)就可以直接調(diào)取觀看對(duì)比，也可以作為數(shù)字資產(chǎn)，將來開發(fā)成沉浸式體驗(yàn)產(chǎn)品。

另一個(gè)數(shù)字資產(chǎn)來源于新搭建的公益采集小程序。修繕工程涉及多方參建單位，原來大家需要去現(xiàn)場(chǎng)查看進(jìn)度，這個(gè)小程序收錄了整個(gè)施工過程每日的影像采集、完工情況，施工方將進(jìn)度進(jìn)展上傳平臺(tái)，各參建單位可在線上進(jìn)行協(xié)同管理，也能對(duì)工藝、材料等隨時(shí)進(jìn)行跟蹤核實(shí)，更好地進(jìn)行質(zhì)量把控。通過數(shù)字化手段，不僅完成文物本體修復(fù)，更構(gòu)建了覆蓋“施工前-中-后”的全周期數(shù)字檔案，為后續(xù)保護(hù)與研究提供科學(xué)支撐。

北京正陽門，工作人員正在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。新京報(bào)記者 王子誠 攝

記者了解到，為了更好地保護(hù)傳承、精細(xì)化管理文物古建，箭樓的周圍也布設(shè)了多種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的“硬核”科技裝備。

北京中軸線遺產(chǎn)保護(hù)中心遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)部主任周子予在接受媒體采訪時(shí)介紹，正陽門東西馬道鋪設(shè)了靜力水準(zhǔn)儀，箭樓周邊及承臺(tái)上鋪設(shè)了一體化北斗監(jiān)測(cè)站，用于監(jiān)測(cè)文物是否會(huì)沉降。

北京正陽門，角落里放置的液壓式靜力水準(zhǔn)儀。新京報(bào)記者 王子誠 攝

在文物的本體上則鋪設(shè)了無線加速度傳感器，監(jiān)測(cè)軌道交通通過時(shí)震動(dòng)的情況是否會(huì)對(duì)古建筑產(chǎn)生影響。布設(shè)多功能的氣象站，對(duì)整個(gè)遺產(chǎn)點(diǎn)的微環(huán)境降雨、溫度、濕度、風(fēng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將通過5G信號(hào)，實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖本┲休S線文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)與保護(hù)平臺(tái)，這也是國內(nèi)首個(gè)應(yīng)用三維數(shù)字孿生技術(shù)的遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

保護(hù)“常駐民”北京雨燕

有意思的是，被收錄進(jìn)電子數(shù)據(jù)庫的除了正陽門城樓本身，還有北京雨燕的巢穴。

正陽門不僅是歷史的見證，也是北京雨燕的重要棲息地。這種以“北京”命名的候鳥，飛行靠的是滑翔，因此喜歡筑巢在高大建筑內(nèi)。正陽門城樓較高，上方空間安全，有斗拱等繁復(fù)的木結(jié)構(gòu)可供棲息，內(nèi)部一直有諸多雨燕安家。每年4月到7月是繁殖季，人們總會(huì)看到雨燕在城樓飛進(jìn)飛出，尤其在早晨和傍晚最為活躍。

雨燕在正陽門城樓飛進(jìn)飛出。圖/IC photo

這些小燕子也是“老北京”。正陽門內(nèi)安裝了高清攝像機(jī)拍攝雨燕巢穴，曾經(jīng)有一只小雨燕的腿上纏了塑料繩，大雨燕想要幫它弄下來，沒有成功，工作人員發(fā)現(xiàn)后將它送往野保中心做了截肢手術(shù)，小雨燕幸運(yùn)地存活了。7月繁殖季結(jié)束，小雨燕離開了正陽門。到了次年，人們驚訝地發(fā)現(xiàn)，這只截肢小雨燕又飛回到原來的巢穴里。

早先有觀點(diǎn)認(rèn)為，雨燕棲息對(duì)古建筑有害。陳亮介紹，他們通過科學(xué)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，雨燕的糞便對(duì)于古建筑并沒有腐蝕性，與古建筑是共存關(guān)系，因此正陽門一直沒有裝防鳥網(wǎng)，而是進(jìn)一步將這些小生物的生存空間保護(hù)起來，“中軸線遺產(chǎn)保護(hù)的對(duì)象，除了古建筑本身，還有沿線的生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>

北京正陽門，數(shù)據(jù)采集設(shè)備顯示剛剛采集的影像。新京報(bào)記者 王子誠 攝

城樓修繕之前，正陽門內(nèi)有上百只北京雨燕棲息，肉眼可觀測(cè)到的巢穴有二三十個(gè)。為了不干擾雨燕們的生活，城樓的修繕特意避開了雨燕繁殖期。修繕過程中，工匠們會(huì)繞開巢穴的位置，或先將其挪開再放回原地。通過激光掃描，同樣錄入了雨燕巢穴的位置信息，讓原先一些隱藏在斗拱里看不見的小窩，也和城樓一起有了自己的3D影像。

新京報(bào)記者 戴軒

編輯 張磊 校對(duì) 張彥君