一条近乎平直的河道从老城北面穿过，大地上房屋星罗棋布逐渐蔓延，田野间阡陌纵横交错愈发密集……近日，在南京大学“数智赋能中华文明研究”成果展示会上，当南京大学地理与海洋学院副教授陈刚轻触鼠标，投影屏幕上同时出现的1969年10月2日和2022年8月10日的4幅遥感影像图，将陕西省富平县古城半个多世纪的变迁呈现于众人眼前。
2024年8月，南京大学中华文明数智创新实验室启动“中华古城数字图谱集成工程”。南京大学党委副书记、社会学院教授、该工程首席专家陈云松领衔由南京大学建筑、历史地理、文化遗产、数字人文、信息工程、计算机视觉等专业人员组成的多学科团队，系统采集中华古城历史遥感影像资料，编绘以县级行政区划为制图单位的古城历史卫星影像地图，搭建古城历史地理信息数字化平台，展示古城古今变化细节。
截至今年3月，南京大学约40名师生，收集处理分析了陕西、河南、江苏三省全域的历史遥感影像，并查阅历史文献，进行实地测绘，利用实景三维重构、AI工具辅助生成等技术，完成了约330个县（市、区）的1300多幅老城历史影像地图。
“古城是文明的空间载体，随着经济发展和大规模城市建设，不少古城的原真风貌被破坏。特别是中西部地区的县域古城，开发的程度虽然不高，但用于古城保护的人财物资源不足，更需要专业指导。”南京大学建筑与城市规划学院副院长鲁安东坦言，团队希望用数字技术保存、还原古城的历史风貌，在数字化平台中融入古城的建筑、方志等信息，让大家感受古城的文化魅力。
确定空间轮廓
想了解一座古城的历史风貌，首先要确定其轮廓。在这方面，遥感影像可以提供一个直观的视角。美国的CORONA卫星于20世纪六七十年代拍摄的遥感影像数据，进入了团队的视线。
“下载的遥感影像边缘存在畸变，我们要剪裁、分割、拼接影像照片，再结合古旧地图、地方志等文献资料，将当地标志性建筑、道路等有地理特征的信息控制点作为坐标，对照片进行配准、校正。经过一系列流程，遥感影像的精度可以达到米级以下。”陈刚说。
历经岁月变迁，古城的风物也时移事异。为当代古城留影，也是保留古城历史信息的重要命题。登录建设中的中华古城数字图谱集成工程信息展示平台（以下简称“古城数字平台”），记者看到，老城现状影像图中，主要的街道、建筑信息均被一一标注。
“我们以多颗卫星拍摄的遥感影像数据为依据，并与现今的卫星图像进行对比分析，提取古城墙、古街巷、古河道等地理要素，并关注古城土地变化、历史风貌区变化等信息，再利用ESRI ArcGIS制图平台制成老城现状影像图。”陈刚介绍，在团队编绘的300多个县（市、区）的历史卫星影像地图中，每个县都有4幅图，分别是全域影像图、老城影像图、现状影像图和老城范围矢量复原图。它们直观展现了县级城市的历史城区（老城）及历史建筑风貌区的范围，这为未来开展古城空间变化监测与定量分析奠定了基础。
陈刚团队绘制历史影像地图的同时，南京大学艺术学院副教授陈静则带领学生翻阅地方志、古诗文，搜寻老照片，寻访古迹，做口述史。这既为地图影像制作提供了历史线索、形成交叉印证，也为后期丰富古城数字平台的文化信息筑牢了根基。
复现建筑风貌
钩沉古城的历史影像可以鉴古知今，而用数字化手段复现古城的建筑风貌，则可以让当代人足不出户即可遍览古城魅力。
从2024年开始，鲁安东就带领师生对陕西富平县、河南原阳县进行实景三维重构。“我们利用无人机倾斜摄影和三维激光点云扫描技术，借助南京大学教授曹汛研发的高真实感三维场景重建技术，构建了富平古城的3D数字资产库。”鲁安东介绍，目前团队已经用无人机拍摄了3599张富平古城照片，并用三维激光扫描富平古城的重点建筑片区共25466立方米，扫描重点街巷1314米，经过解算合成后，拍摄精度可达3厘米。
在进行实景三维重构中，团队发现许多老建筑如今都已改建。如何还原建筑原貌，使其符合所在地区的建筑特色？人工智能成为破解这一难题的帮手。鲁安东说，团队用无人机和三维激光扫描得到古建筑的样貌后，将其与历史遥感影像做对比，如果发现某座建筑整体差异较大，他们则会利用AI工具辅助还原古建筑的原貌。
“特定气候带的建筑，有着相似的建筑规则和形态基因，院落和单体房屋的结构关系是相对固定的。在历史卫星影像地图上确定建筑屋顶的基本样貌后，就可以用AI工具辅助生成古建筑群的整体形态。”鲁安东说，目前，团队正在将几十年来积累的建筑形态数据“投喂”给AI工具，不断提高AI生成内容的质量。在AI的帮助下，20世纪五六十年代的古城风貌渐渐清晰起来。
挖掘文化基因
如果说追寻古城的历史风貌只是激活古城的“生命”，那么发掘古城的人文价值、文化基因，则是激活古城的“灵魂”。
依据1928年的历史照片，团队建构了富平古城文星台的三维模型。“地方志中记载文星台是古代学子的活动场所，也是古城‘儒家景观’的组成部分。文星台位于富平古城外围，从文星台可以眺望古城全景。”鲁安东介绍，除文星台外，富平古城中还发现了很多与科举相关的建筑，例如文庙、书院、考院、文昌宫、文昌阁等。古城的文化景观构成了古城的文化基因，用数字化手段复现这些景观，将有利于延续古城的文脉。
富平地域辽阔，富饶膏腴，风景优美，清朝富平知县乔履信所纂《富平县志》将富平经典景观浓缩为八景。其中的“南湖烟雨”别有一番江南风光——适逢雨天，登上望湖楼，可看到“杜鹃声里雨如烟”的奇妙景象。
“中国古代的许多景观其实是有声音有画面的，我们正在联合声音艺术家开展声音考古和声景设计，根据文献信息，让声音参与复现富平八景的意境。”鲁安东说，“团队希望通过多学科的参与，对古城的数智形态进行共创和重建。”
鼙鼓声声，日迈月征。“未来，我们将充分发挥南京大学的学科交叉和新文科发展优势配资世界门户首页，全力探索数智赋能文化遗产保护的当代实践路径，为中国乃至全球古城保护打造数据基座、提炼工作标准、提供解决方案。”陈云松说。
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