科技日报记者 杨宇航
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。
几百米外，“西藏重要文物古建筑全维度智慧文旅关键技术与应用示范研究”项目任务研究负责人、中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究员陈阳长出一口气。这场在海拔3700米完成的实战测试，验证了“仿生鹰眼”在高原极端环境下的可行性。
守好文物保护底线
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。团队涵盖地球科学、信息技术、历史考古、旅游管理四个学科的专家学者。四类不同专业背景的科研人员齐聚一堂，思维碰撞从项目启动之初便已展开。
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虽略有下降，但实现了对壁画的零接触。
“那次争论之后，双方终于真正理解了彼此的底线。”余小洪说，“他们理解了什么叫‘不可逆’，我们理解了什么叫‘冗余设计’。从那以后，所有技术方案讨论，文保团队都有前置否决权。”
潘小多告诉记者：“解决问题，光靠任何一方都不够，必须把保护、管理、展示、服务放在一个篮子里统筹考虑。”
打通多源数据壁垒
有了共识，技术才能真正落地。
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。
但陈阳清楚，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”。
文物形变、环境波动、游客行为，这三类数据过去各自存在，互不相通：文物部门一本账，环境监测一套表，景区管理另一套系统，像三条平行线。
陈阳举了一个例子。2025年红宫某殿巡检记录里有一条模糊描述：“西墙北侧微裂缝似有延展趋势。”判断来自文保人员经验直觉，缺乏数据支撑。裂缝到底变没变、速率如何、原因是什么，没人说得清。
“如果数据能够打通，情况就完全不一样了。”陈阳做过相关推演：当系统识别出裂缝发生位移，便可自动调取一周内的环境数据，比对得出该区域同期出现过幅度最大的温湿度波动；再结合游客行为数据，看到当日该殿堂瞬时客流峰值，游客平均停留时长远超常规水平。多源信息叠加之后，系统即可判定：短时客流荷载与极端环境波动是病害的共同诱因，并自动给出限流、强化巡检的处置建议。“从发现异常到锁定诱因，全过程可在5分钟内完成。不再依靠人被动发现隐患，而是由数据主动发出预警。”陈阳说。
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。
构建可复制推广模式
国内文物数字化保护监测已有成熟探索，20世纪90年代启动的“数字敦煌”、故宫建成的全要素监测平台，都为文物数字保护积累了宝贵经验。但相比之下，布达拉宫的数字化保护难度更高、场景更特殊：相较于敦煌石窟，它是持续投入使用的大型建筑群，木构件、石砌体、土坯墙体复合叠加；相较于故宫平原地貌的文物环境，布达拉宫地处高原，常年面临强辐射、高日照、低气压、大温差的极端环境，对监测设备稳定性、数据采集精度都提出了严苛要求。
项目团队主动选择了高海拔文物保护的“最难考场”。一旦这套技术体系与保护模式验证通过，便可为扎什伦布寺、萨迦寺、古格王朝遗址等一众高原文物古迹的数字化保护，提供可复制、可推广的成熟范本。
这项立足雪域遗产开展的技术实践，也正是国家推进文化数字化战略落地的生动缩影。2022年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推进实施国家文化数字化战略的意见》。布达拉宫项目所做的，正是以最前沿的信息技术，让千年宫殿在保护中“活起来”、在数字空间里“永生”——用当代科技为中华文明留下一份精确到毫米级的数字底稿。
项目任务负责人、北京大地风景旅游景观规划设计有限公司项目专员史利莎描绘了未来场景：游前，游客通过线上平台进入三维模型，提前了解内部结构，减少盲目停留；游中，通过手机或AR眼镜，看到历史场景原境重现，不开放区域也能虚拟漫游；游览后，数字孪生平台持续更新内容，一次游览扩展为长期深度学习。
但史利莎更看重的，是世界遗产导向型全维智慧文旅发展模式。“保护不是发展的前置审批条件，而是内置基因。客流数据告诉管理者能承载多少，环境数据告诉运营方什么强度是安全的。在西藏这样的世界遗产密集区，这套模式让所有发展决策都有据可依。”她说。
夜幕降临，布达拉宫轮廓在灯光勾勒下格外清晰。陈阳和团队整理当日最后一批数据。项目手册扉页标注着一段文字：到2028年底，建成布达拉宫实时监测与智能分析系统，数字孪生模型精度10厘米。“一千年后，如果后人能通过这些数据，看见今天布达拉宫的每一处细节、理解每一段历史，那我们的工作就算值了。”中国科学院青藏高原研究所三极观测与大数据中心团队在项目启动会上说道。
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