遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控測(cè)量技術(shù) 以“最小干預(yù)”護(hù)福州古厝“最初的模樣”

文｜林文 鄭文 張翔 闕演明 林恒

古建筑是歷史文化的載體，一旦損毀很難復(fù)原，留下不能彌補(bǔ)的永久遺憾。致力成為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控測(cè)量領(lǐng)域引領(lǐng)者的福建匯川物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱：匯川物聯(lián)），通過(guò)自主研發(fā)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控測(cè)量技術(shù)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等新一代信息技術(shù)與古建筑保護(hù)深度融合，助力福州古厝傳承閩都?xì)v史文脈，彰顯千年古城風(fēng)貌。

堅(jiān)持“真實(shí)性”，為福州古厝搭建數(shù)字保護(hù)“基因庫(kù)”

古建筑保護(hù)與修復(fù)最主要的原則就是體現(xiàn)真實(shí)性。國(guó)家文物局《關(guān)于加強(qiáng)古建筑日常保養(yǎng)維護(hù)工作的通知》中規(guī)定：“保持古建筑的良好狀態(tài)，延續(xù)古建筑的使用壽命，最大限度地保存、延續(xù)古建筑的真實(shí)性和完整性。”

如何保證古建筑真實(shí)、完整地保留和傳承下去？科學(xué)的技術(shù)手段是關(guān)鍵。近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段已廣泛應(yīng)用于古建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中，先進(jìn)的數(shù)字化監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)古建筑保護(hù)、研究的作用愈發(fā)顯現(xiàn)。以往，古建筑監(jiān)測(cè)保護(hù)工作需要人工實(shí)地量測(cè)記錄，或在古建筑本體預(yù)埋布設(shè)接觸性傳感器，部署困難、監(jiān)測(cè)頻率低。如今，匯川物聯(lián)運(yùn)用先進(jìn)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控測(cè)量技術(shù)變“人防”“物防”為“技防”，遠(yuǎn)程即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為后期修繕還原現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景提供可視化、量化依據(jù)。

圖1 3D 場(chǎng)景展示匯川物聯(lián)AI 測(cè)量攝像機(jī)在福州三坊七巷布設(shè)情況

在福州古厝周邊或內(nèi)部，一臺(tái)集高科技于一身的AI 測(cè)量攝像機(jī)，便是福州古厝保障“真實(shí)性”的重要支撐。這臺(tái)AI 測(cè)量攝像機(jī)看似普通，但“內(nèi)功”深厚，它是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)含智能測(cè)繪功能的攝像機(jī)，基于匯川物聯(lián)多傳感器融合的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)ΩＶ莨咆葘?shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)非接觸式的可視化、數(shù)據(jù)化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，記錄每個(gè)監(jiān)測(cè)部位沉降、位移、形變等數(shù)據(jù)形成福州古厝數(shù)字保護(hù)“基因庫(kù)”，存儲(chǔ)在匯川古建筑遠(yuǎn)程AI 監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，有效避免了過(guò)去人工監(jiān)測(cè)需要耗費(fèi)大量人力且無(wú)法全天候?qū)崟r(shí)多維度測(cè)量的局限性，大大減少了數(shù)據(jù)整理、查找和復(fù)核上的人力物力投入。

圖2 林則徐故居監(jiān)測(cè)保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)

最小干預(yù)、最大保留，護(hù)福州古厝“最初的模樣”

古建筑保護(hù)要遵循“最小干預(yù)”原則，盡可能減少對(duì)古建筑本體的擾動(dòng)。

福州古厝中的名人故居多為木質(zhì)結(jié)構(gòu)和土石墻體，容易隨著歲月增長(zhǎng)出現(xiàn)裂縫、發(fā)生形變，如果采取接觸式布設(shè)傳感器的方式，必然會(huì)對(duì)本體造成二次破壞。為此，匯川物聯(lián)在這些名人故居的監(jiān)測(cè)保護(hù)中，運(yùn)用到自身獲福建省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)的核心技術(shù)，通過(guò)遠(yuǎn)距離布設(shè)AI 測(cè)量攝像機(jī)，無(wú)需接觸本體即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、全天候不間斷的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，監(jiān)測(cè)部位的坐標(biāo)變化趨勢(shì)、變化速率、監(jiān)測(cè)點(diǎn)比對(duì)圖片、氣象數(shù)據(jù)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都可在匯川古建筑遠(yuǎn)程AI 監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)實(shí)時(shí)查看，有效避免了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備與古建筑表面接觸造成古建筑本體受損，以及無(wú)法實(shí)時(shí)進(jìn)行空間精準(zhǔn)測(cè)量的問(wèn)題，最大程度保留福州古厝“最初的模樣”。

圖3 福州上下杭?xì)v史街區(qū)遠(yuǎn)距離布設(shè)AI 測(cè)量攝像機(jī)，對(duì)墻體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

匯川物聯(lián)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控測(cè)量技術(shù)得到中國(guó)工程院院士盧耀如、孫玉高度評(píng)價(jià)：“填補(bǔ)了遠(yuǎn)程監(jiān)管領(lǐng)域的空白““達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”“具有較大的應(yīng)用價(jià)值”“值得推廣”。

未雨綢繆，“預(yù)防性保護(hù)”為福州古厝加筑安全防線

日常維護(hù)勝于大興土木，災(zāi)前預(yù)防優(yōu)于災(zāi)后修復(fù)。福州古厝保護(hù)修繕工作依托匯川物聯(lián)的先進(jìn)技術(shù)，從以前單純注重“搶救性”保護(hù)，向“搶救性”與“預(yù)防性”并重的保護(hù)方式轉(zhuǎn)變。

AI 測(cè)量攝像機(jī)就像一個(gè)“智能護(hù)工”，能夠時(shí)刻為福州古厝“體檢”，實(shí)時(shí)感知并及時(shí)發(fā)現(xiàn)“病情”。有了AI 測(cè)量攝像機(jī)，無(wú)需人員值守，當(dāng)監(jiān)測(cè)部位沉降、位移、形變超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，匯川古建筑遠(yuǎn)程AI 監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)會(huì)自動(dòng)評(píng)估、分級(jí)預(yù)警。當(dāng)遇到報(bào)警時(shí)，該平臺(tái)會(huì)通過(guò)短信、APP 推送等方式第一時(shí)間通知工作人員及時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)景查看復(fù)核，實(shí)現(xiàn)早識(shí)別、早預(yù)警、早發(fā)現(xiàn)、早處置，確保福州古厝景區(qū)安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，使建筑遺產(chǎn)一直處于良好的狀態(tài)，把隱患遏制在萌芽期，最終實(shí)現(xiàn)建筑遺產(chǎn)的全面保護(hù)。

“萬(wàn)物有所生，而獨(dú)知守其根。”古建筑記錄著中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的輝煌歷史，也是我們的文化之根。保護(hù)、傳承、利用好福州古厝，讓福州古厝更好地與市民、游客互動(dòng)，涵養(yǎng)文化根脈，對(duì)匯川物聯(lián)來(lái)說(shuō)是一份沉甸甸的歷史責(zé)任，期待福州古厝在我們的監(jiān)測(cè)保護(hù)中煥發(fā)新光彩。

圖4 AI 測(cè)量攝像機(jī)安裝調(diào)試（左），福州上下杭?xì)v史街區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畫面（右）

圖5 通過(guò)遠(yuǎn)距離布設(shè)AI 測(cè)量攝像機(jī)，對(duì)林則徐故居進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

圖6 利用AI 測(cè)量攝像機(jī)對(duì)林則徐故居表面的點(diǎn)、面位移、沉降進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警

圖7 預(yù)警提示短信