陆超平的电脑屏幕中,一棵树正在被慢慢放大,树干、枝桠、树叶的纹理一点点浮现。
这是杭州市余杭区溪塔村一棵320多岁的香樟树,胸径168.7厘米、地径186.1厘米、树高16米。此刻,这棵香樟树获得了一张新的“数字身份证”。
陆超平是浙江地信科技集团有限公司的一名高级工程师,学的是摄影测量专业,入行已有16年,同事们都亲切地称呼他为“陆工”。他的工作简单说就是用照片建模还原现实世界。
在第三次全国古树名木资源普查推进背景下,为古树名木留下数字档案,正成为一项常态化工作。前不久,陆超平团队接到一个新任务,为溪塔村这棵见证百年历史的香樟树建一个数字分身。
五百多张照片仔细筛选
最终通过数字建模生成古树模型
无人机绕着香樟飞,一圈、两圈、三圈、四圈……从树冠到树根,一圈比一圈低,每一圈都要保证拍摄的照片有足够部分重叠,这样才能计算出空间位置。
测量的同事传回来五百多张照片,陆工的工作从选照片开始。“曝光过度的不要,虚焦的也不要。”他一张张翻看,只留下最清晰的。听起来简单,实则磨人。几百张照片,一张张确认,就像在筛选一堆底片,挑出能用的去冲洗。
选完照片,陆工还要让这些图像在现实“对齐颗粒度”。这步叫“空三还原”,用航拍图推算出在哪拍、拍向哪,再把图精准定位到真实世界里。接着他还要输入一些参数:相机的焦距、像元大小……这些参数的作用是明确镜头规格和照片质量,方便系统计算得更精准。
这些准备工作结束,接下来陆工要决定用哪种方式把这五百多张照片变成一棵树。
“这次我们采用的是高斯泼溅技术。”陆工介绍。高斯泼溅,就是用无数个带位置、大小、颜色、透明度的彩色光球把三维场景填满,再精准叠加出真实清晰的画面。
“这项技术的优势在于视觉真实感。传统方法处理树叶这类薄而复杂的结构时,容易出现空洞或片状化。”陆工解释,而高斯泼溅生成的是球状立体结构,每一处细节都由密集的小球支撑,因此能保持连续、完整的形态。
服务器运行十几分钟后,古树模型就生成了。陆工把模型旋转了几圈,让整棵树完整呈现在屏幕上。“以后无论这棵古树经历了什么,都有据可查。”
监测、保护、传承
数据为古树延续生命的年轮
复制虚拟古树,到底有什么用?
陆工说:“古树作为‘活文物’总会消逝,这是自然规律,但数据不会。后人想看这棵树三百岁时的样子,查看它的数字身份证就可以了解。”
2025年,杭州发布《城市古树名木保护五年行动计划(2026—2030年)》(以下简称《行动计划》)。该计划将结合全国第三次古树名木普查,完善“一树一档”信息库和数字化点位图,建立全生命周期档案。陆工做的数字身份证,就是为古树建立数字档案。
“对于古树的健康监测与养护修复,数字身份证也大有帮助。”陆工表示。按照《行动计划》,到2030年杭州全市要设置不少于500个监测点,实现一级古树100%动态监测,使保护从被动抢救转向主动预防。
“每隔几年我们都会重新建模,哪儿多了根枝条、哪儿遭到刻画,马上能分辨。肉眼看不出的变化,数据能告诉你。”陆工说,这些三维模型还将为文物数字化展示与文化传播注入新的生命力,让古树名木在数字时代中,跨越时间的界限,讲述那些跨越百年的自然变迁与人文记忆。
这棵320多岁香樟树的“数字身份证”制作完成,精准留住了它2026年初春时的模样。监测、保护、传承,数据正为它延续生命的年轮。浙江地信科技集团有限公司数字孪生中心负责人刘烜说:“随着数字孪生技术的不断进步,不仅是古树,老房子、古村落、传统街区……都可以拥有属于自己的数字身份证,实现‘数字永生’。我们留给未来的,将不仅是对过去的记录,更是一份可以随时触摸、走进、感受的鲜活遗产。”