“数字方舱”护佑西安城墙千年文明

科技日报记者 王禹涵

8月1日上午9时，西安城墙南门城墙段，文保巡查队员张宸毓在一处细微裂缝前停下脚步。他掏出手机，点开“文保巡查”小程序，该点位近期的监测数据呈现在屏幕上，可与当日的测量值实时比对。“以前巡检靠经验，现在靠数据。”说话间，最新监测信息瞬间汇入位于城墙地下的“西安城墙数字方舱综合管理平台”（以下简称“数字方舱”）。

西安城墙，内为夯土，外裹青砖，最惧雨水侵蚀与内部隐患。面对城墙的庞大体量和岁月留痕，传统“人盯人防”的方式常显得力不从心。2023年，西安城墙管委会打造了一套“文化遗产数字化保护利用综合解决方案”，利用数字方舱，实现了数据全真互联，以及对文保、防汛、消防和安防等预警信息的有效处理。

为古城墙装上“科技铠甲”

西安城墙的故事始于隋大兴城，已走过1200多个春秋。古时，城墙是阻止军事进攻、固守城防的防御工事；如今，它与绿树、碧水、道路和谐相融，实现了梁思成先生构想中的“环城立体公园”。

在位于西安城墙地下的信息中心里，记者看到，满屏大墙上，厘米级精度的城墙三维模型赫然在目。这是无人机倾斜摄影、激光扫描与厘米级手工建模的结晶，70余万张影像数据，构筑了西安城墙全域数字孪生基座。

“这如同给城墙做了一次全身‘CT’。”西安城墙数字产业创新中心工作人员姚景涵介绍，数字方舱最核心的突破，是将城墙的“预防性保护”体系数字化、智能化。

7月初的一场大雨使护城河水位猛涨，监控视频水位预警提示“库区河道水位超限”。工作人员果断下达“开启退水阀门”的指令，水位回落正常后，通过数字化操作平台关闭阀门，同步启动水质自动监测。

基于遍布墙体的3000多个监测点和1300多个智能传感设备，数字方舱为这座绵延13公里的世界级瑰宝，构建起“空天地一体化”的监测网络，不仅能够及时反馈城墙水平位移、含水、膨胀、沉降等数据，还通过绿、黄、橙、红四色分级预警机制，实时显示各监测点位的墙体“健康状况”。城墙上的积水情况、护城河的水质也通过数字化手段及时回传。

作为西安城墙的“智慧大脑”，数字方舱已形成巡查、保护、响应、监测的完整闭环。“结合AI算法深度学习，实现结构病害趋势预测准确率超92%。”西安城墙数字产业创新中心总监赵彬表示，数字方舱不仅是城墙的实时守护者，更是全天候的“文物医生”。

让沉睡的历史“活”起来

今年新春灯会期间，全国首个“百万量级”诗词互动模型亮相，游客与AI问答间，即可解锁城墙千年文脉。

在南门西侧马面处，虚拟的金甲武士瞬间“现身”于真实的城墙之上，古代攻防战的壮观场景与现实垛口完美叠加。这是通过在MR（混合现实）一体机内构建虚拟士兵、军队攻城场景，与城墙马面及垛墙实景相合的《金甲卫城》MR体验项目。“技术让断壁残垣‘开口说话’，观众体验感极强。”姚景涵说。

这些创新应用不仅让文化遗产“触手可及”，还创造了日均超5万人次的沉浸式文化消费新场景。

更前沿的探索在虚拟世界展开。西安城墙将含光门遗址的琉璃套兽、浮雕鹿首纹空心砖等珍贵文物数字化，融入热门电子游戏《九号博物馆》。全球玩家在游戏中收集“城墙碎片”，亲手拼合文物，解锁背后的盛唐故事。赵彬表示，这种“数字资产”活化路径，让城墙文化突破物理界限，飞越千山万水。

自数字方舱上线以来，西安城墙已累计获得33项软件著作权、72项数据知识产权和西部首张实景模型数据资源登记证书。今年6月，西安城墙凭借创新运用数字技术守护遗产，获评国家文物局“2024年度文物事业高质量发展入围案例”。

近年来，西安城墙还与高校、科研院所和企业共建“文化遗产数据要素应用创新实验室”“文保数据治理创新实验室”“文化遗产数字水域创新实验室”等联合实验室，推动产学研用融合及关键技术攻关转化。其探索形成的标准与产品体系，也将成为向国内外输出的核心成果。

“着眼未来，西安城墙将持续深化数字方舱平台建设，构建‘预防性保护—智慧化运营—创造性转化’的全链条生态，打造文化遗产保护数字生态圈，打造引领性的文化遗产数字化保护标准体系。”西安城墙管委会文化遗产保护部负责人高衡说。