07

“仿生鹰眼”守望布达拉宫 2026年09月09日

近日,拉萨布达拉宫金顶群一处狭窄平台上,一架六旋翼无人机升起,镜头对准白宫东侧一处隐秘墙体裂隙。屏幕回传影像显示:裂隙宽度1.2毫米,走向西北,末端有盐分析出痕迹。这个依靠脚手架开展人工巡查都很难观测到的裂隙,被“仿生鹰眼”系统精准捕获。

中国科学院青藏高原研究所三极观测与大数据中心团队通过长期跟踪掌握了一组数据:2024年,布达拉宫瞬时客流量一度突破5000人次。游客涌入带来的不仅是管理压力,还有看不见的环境冲击:二氧化碳浓度升高,温湿度波动加剧,会对壁画、木构件造成缓慢且持续的损伤。传统巡查依靠肉眼观察与定期检测,难以捕捉这类渐进式变化。

更棘手的是布达拉宫本身的建筑复杂性。它并非一次性建成,而是吐蕃时期奠基、历经历代增建叠加形成的“建筑复合体”。不同时期、不同材质、不同工艺的构造层层嵌套,经堂梁架后方、数米厚的墙体内部,都是常规检测手段难以抵达的区域。“有些隐患藏在夹缝里,外表看不见,发现时已经晚了。”项目负责人、中国科学院青藏高原研究所研究员潘小多介绍。

为了破解上述难题,中国科学院青藏高原研究所牵头,联合西藏民族大学、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、北京大地风景旅游景观规划设计有限公司组成科研团队。

项目任务负责人、西藏民族大学副教授余小洪回忆,团队首次联合踏勘红宫一处经堂时,有工程师提出在壁画上方布设微型环境传感器。这一提议当即遭到文保团队否决:“这面墙体存有15世纪的壁画,矿物颜料对任何物理接触都高度敏感,传感器的固定方式、微小振动、散热温差,都有可能带来不可逆的损害。”

这场争论持续了两天,团队最终确定了方案:将传感器后撤1.5米,安装于梁柱构件之上,采用间接监测结合算法补偿的方式开展工作。这种方法虽然让监测精度略有下降,但实现了对壁画的零接触。

鹰眼拥有两处中央凹,一处负责精细观测锁定目标,另一处兼顾广域动态感知。“仿生鹰眼”系统正是模拟广域高清覆盖、远距离锁定、动态追踪这三种核心能力。“空天地一体化”落地为一套立体传感网络:卫星完成环境背景的周期性扫描,无人机负责建筑外立面精细化影像采集,地面则布设三维激光扫描仪、物联网传感器与高清摄像头持续监测建筑状态。但项目任务研究负责人清楚,设备部署只是第一步,真正的考验在于不同来源的数据能不能“对话”。

多源数据的融合贯通,是这套智能监测体系突破传统巡检模式的核心难点。不同设备采集的数据类型各异,想要实现联动分析,核心关键就是统一时空坐标,将所有信息归集至同一三维坐标系中,彻底打破数据壁垒。

攻克这一技术难题后,项目最终搭建出布达拉宫数字孪生模型。不同于传统监测仅能被动记录病害问题,这个复刻在计算机中的“活态布达拉宫”,可持续接收真实数据、动态反映建筑真实状态。它不仅能精准记录建筑现状,让宫殿每一处结构细节都在数字空间永久存档,还能动态研判建筑健康状态——以绿、黄、红三色预警直观标注建筑隐患等级,让管理人员实时掌握建筑状态。此外,该模型还能进行仿真模拟推演,为文物保护决策提供参考。

《科技日报》