數字樓蘭：千年古城再現輝煌

近日，中國科學院西北生態環境資源研究院高分辨率對地觀測系統甘肅數據與應用中心（以下簡稱“高分甘肅中心”）與中鐵文保科創有限公司（以下簡稱“中鐵文保”）合作，研發了服務于古樓蘭遺址數字化保護的系統平臺并順利通過驗收。之前，國家文物局有關專家認為，該系統為樓蘭古城遺址的保護、管理、監控提供了科技支撐，可在萬里之外守護樓蘭古城，是極端環境下遺址預防性保護監控、相關歷史資源挖掘和文化遺產要素多元化展示的有益探索。

  樓蘭遺址-佛塔。西北生態環境資源研究院供圖。

守護樓蘭，刻不容緩

樓蘭遺址位于今新疆維吾爾自治區東南羅布泊荒漠腹地，呈四方形，邊長330米，有兩條古河道穿城而過，是一處沉睡千年的神秘古老文明。由于環境惡化導致塔里木河的改道，樓蘭遺址大約于公元5世紀后被遺棄，直到20世紀初才再次被人們發現。

“隨著國家“一帶一路”倡議的提出與發展，古絲綢之路再次煥發出新的生機。樓蘭遺址作為絲綢之路上的重要節點，也受到了格外的關注。然而，隨著時間的推移，樓蘭遺址的保護工作也面臨著巨大的挑戰。”高分甘肅中心主任祁元研究員告訴《中國科學報》。

據了解，文物保護指的是對具有歷史價值、文化價值、科學價值的歷史遺留物采取的一系列防止其受到損害的措施。這些措施旨在保護文物的完整性和真實性，確保它們能夠傳承下去，為后世留下寶貴的歷史文化遺產。

而傳統的保護主要指文物本體受到自然或人為破壞后，開展的一系列搶救性工程保護措施。隨著文物保護工作的精進，文物保護要求不斷提高，逐漸從搶救性保護向預防性保護轉變，《“十四五”文物保護和科技創新規劃》又提出系統性保護，也就是說文物保護要系統進行，對于重要的文物和文物資源的密集地區，整體保護文物的本體和周邊環境。

2019年11月，樓蘭古城主要遺址區三間房遺址和佛塔遺址局部發生了不同程度的坍塌，遺址安全受到威脅。新疆維吾爾自治區文化和旅游廳牽頭督辦實施此項古城保護工作，聯系對接中鐵文保開展古城工程修復保護事宜。同時，面向遺址今后的預防性、系統性保護，中鐵文保聯合中國科學院西北研究院高分甘肅中心，共同研發了一套以空間信息技術為支撐的新的保護方案。

  數字樓蘭系統主界面。西北生態環境資源研究院供圖。

科技助力，數字樓蘭誕生

在修復工作的同時，中鐵文保也意識到傳統的保護手段已經無法滿足現代文物保護的需求。為了更好地保護樓蘭遺址并傳承其文化內涵，中鐵文保委托中國科學院西北生態環境資源研究院高分辨率對地觀測系統甘肅數據與應用中心開展實地測繪與空間數據采集工作，并計劃聯合研建信息化平臺。

中科院西北研究院高分甘肅中心迅速行動，由祁元帶隊進入項目施工地，開展野外綜合調研和遺址空間數據采集工作。在短短的時間內，他們利用衛星、無人機遙感技術和地面測繪設備獲取了樓蘭遺址的詳細空間信息數據。隨后，他們結合遙感與地理信息技術與中鐵文保聯合設計開發了面向樓蘭遺址數字化保護與利用的“天空地”一體化空間信息系統平臺——“數字樓蘭”。

“該系統為監測和評估文物保存現狀提供了技術支撐。”祁元說，這些數據不僅為后續的監測工作提供了對比基準，而且通過挖掘和利用豐富的數字數據，可以直接實現文物保護方針中“保護第一，加強管理，挖掘價值，有效利用，讓文物活起來”的目標，尤其在樓蘭這樣人跡罕至的極端干旱和軍事管理區，數字化保護成為了最直接和有效的方式。

 西北研究院高分甘肅中心和中鐵文保工作人員在遺址區的工作。西北生態環境資源研究院供圖。

成效顯著，傳承千年文明

“數字樓蘭”系統的建成，不僅有效支撐了中鐵文保科創有限公司對樓蘭遺址工程加固項目的專家查看與驗收，工作還得到了國家文物局有關專家的高度評價。他們認為這套系統為樓蘭古城遺址的保護、管理、監控提供了科技支撐是極端環境下遺址預防性保護監控、相關歷史資源挖掘和文化遺產要素多元化展示的一種有益探索。

“由于樓蘭地區很難進入，對其文物本體的變化無法做到年年實地監測，一般都是時隔多年后才有機會進入，本次系統平臺的建設為后續監測樓蘭遺存文物本體和周邊環境變化提供了一套高精細的二三維監測本底數據，也就是說后續監測結果可以和這次做對比，即有了對比的依據。”祁元告訴記者。

“數字樓蘭”系統的建設旨在實現預防性保護和系統性保護，特別針對樓蘭地區難以實地監測的文物本體及其周邊環境變化。

“系統通過‘景觀三維、遺址漫游、時空變遷、監測保護’四個功能模塊實現了衛星宏觀遙感、無人機精細測繪、地面實時監測等綜合技術在樓蘭遺址的協同應用。用戶可以通過該系統身臨其境地感受樓蘭的輝煌歷史和文化內涵。”祁元表示，同時，“數字樓蘭”系統還建立了樓蘭遺址數字化檔案為后續遺址變化研究提供了本底數據支撐并為在線游覽查看樓蘭文化遺址現狀提供了平臺支撐。

隨著科技的不斷進步和文物保護政策的不斷完善“數字樓蘭”系統的建設將會更加完善并發揮更大的作用。未來也會看到更多類似的科技創新成果涌現出來為保護文物、延續文脈、繁榮文化提供堅實的科技支撐。“同時我們也希望更多的人能夠關注并參與到文物保護工作中來共同守護這些珍貴的文化遺產讓它們永遠傳承下去。”祁元說。