2024年11月8日至11日，由beat365國家文物局重點科研基地主任黨安榮教授主持的國家文物局科研項目《基于數字孿生的長城文化遺産智慧傳承技術方法研究》順利完成對甘肅嘉峪關長城文化遺産的調研工作。本次調研彙聚了多方力量，圍繞嘉峪關長城文化遺産的規劃布局、建造材料、工藝、結構與功能體系進行深入探究，并對研究對象開展多類型、多維度的數據分析，旨在探索長城文化遺産數字化保護與智慧傳承的技術方法。 

嘉峪關長城文化遺産認知：嘉峪關作為明代萬裡長城的西端起點，距今已有650多年曆史，是明長城沿線最早修築、規模宏大且保存完整的軍事關隘，被譽為“天下第一雄關”。嘉峪關關城的設計極其缜密，它由外城、内城、甕城、羅城、城壕五部分組成。關城在明代經曆了四次大規模修建：洪武五年（1372年）築土城，弘治八年（1495年）築關城城樓和羅城，正德元年（1506年）加高内城牆并修築附屬建築，嘉靖十八年（1539年）完善關城南北兩側的長城。嘉峪關的建築材料與工藝在萬裡長城中具有典型代表性，其設計保障了兩側地區的貿易往來，是“修長城是為了不打仗”和平理念的集中體現。 

嘉峪關關城航拍（來源：張智）

營造之法與建築材料探究：本次調研的重點之一是嘉峪關關城的營造方式，對磚、石、土、木等主要建材進行了考察。關城牆體夯築采用北部黑山的粘土，這些粘土在使用前需烈日暴曬，以防雜草生長，同時加入灰漿、棉麻、糯米漿等以增強強度。夯築完成後通過射箭測試牆體質量，箭頭觸牆而落為合格。此外，關城羅城采用外包磚結構，磚塊比例嚴格遵循模數設計，并通過橫豎交錯的砌築方式增加強度。磚塊表面的文字标記（如“玉”、“工”）則用于追溯磚窯來源，以便質量管理。關城基座與門道使用北部黑山的花崗岩（形成于距今4.3億年），調研期間還前往黑山磨子溝采石場遺址，發現了當年開采花崗岩的工具痕迹和半成品石料，進一步驗證了黑山作為建材來源的曆史依據。

在黑山磨子溝采石場遺址現場調研（來源：鄭建松）

多維度數據采集與分析：在本次調研中，團隊充分運用了可見光和多光譜遙感技術，對嘉峪關長城文化遺産及其周邊環境進行了多方位的科學觀測與數據采集。可見光遙感按120米、60米、35米及5米四個層級飛行，對關城整體環境、城牆細節及關樓結構進行了多層次的數據記錄，為研究提供了宏觀到微觀的立體化視角。多光譜遙感覆蓋藍、綠、紅、紅邊和近紅外五個波段，通過靈活的波段組合，調研團隊能夠對關城牆體的材質特性、風化程度及其與周邊環境的生态關系進行深入分析。結合植被指數（NDVI、NDRE、OSAVI、LCI、GNDVI）的計算，這些數據可揭示關城周邊植被的健康狀況和分布特征，為評估自然環境對遺産保護的影響提供科學依據。此外，多光譜遙感技術還用于建築彩畫的細緻觀測，特别是在顔料保存狀态、色彩分布規律及風化剝落位置等方面。這些高分辨率數據有助于研究團隊更深入了解關城的裝飾藝術與古代工匠的繪畫技藝，同時為未來的彩畫修複與保護工作提供技術支持。 

多維度的數據采集與空三建模（來源：張智）

嘉峪關關城三位數字建模（來源：張智）

嘉峪關關城及其賦存環境多種植被系數計算結果（來源：張智）

多光譜遙感觀測嘉峪關關城關樓（來源：張智）

新技術方法賦能保護傳承：嘉峪關的保護與傳承離不開新技術方法的應用與賦能，早在2013年就開始分三個階段建設嘉峪關世界文化遺産監測系統，内容包括遺産監測基礎設施、監測平台開發和持續改進遺産監測業務等。調研團隊前往嘉峪關世界文化遺産監測中心，實地調研監測系統，并與技術負責人進行監測業務與技術交流。此次調研一方面綜合梳理嘉峪關長城文化遺産的多維價值與建造智慧，同時通過數據獲取與分析，探索長城文化遺産保護的數字孿生技術方法，期望不僅能服務嘉峪關長城文化遺産的數字化保護與智慧傳承，也能為長城國家文化公園建設的數字再現工程提供技術參考。

嘉峪關世界文化遺産監測中心調研（來源：李鵬）

調研團隊在嘉峪關關城外合影（來源：藝航）

此次調研得到了中央電視台《營造之法》欄目組、嘉峪關市委宣傳部以及嘉峪關關城景區相關部門的大力支持和熱心協助，在此表示衷心感謝！

圖文：張   智