文 | 王安憶

10月31日凌晨，世界文化遺產、日本沖繩縣那霸市首裡城發生火災，該古建築群的主要建築付之一炬，人類文化遺產再遭重創。

日本沖繩首裡城發生火災

此次事件再度為世界文物建築保護和安全工作敲響了警鐘，畢竟，從去年開始，我們已經失去了太多太多……

亞馬遜雨林的火災

8月，熊熊火焰在亞馬遜雨林整整燃燒了近三週，濃煙陸續籠罩了朗多尼亞、帕拉和馬託格羅索州等各州，城市彷彿從白天進入了黑夜。

巴黎聖母院遭遇火災

半年前，花了一個世紀建造的巴黎聖母院，在63分鐘的大火中付之一炬。

巴西博物館遭遇火災

去年9月，擁有200年曆史和2000多萬件文物的巴西國家博物館陷於火海，研究人員花了三個月只尋回1500多塊碎片。

全世界為之悲痛的同時，人們發現，科技為重現人類文化遺產保留了一些希望，比如2015年，藝術歷史學家Andrew Tallon曾用激光掃描，創建了一個完美無瑕的巴黎聖母院大教堂模型，根據留存的3D數據，重建聖母院將成為可能。

巴黎聖母院的三維圖像

而巴西國家博物館則依託GoogleArts＆Culture技術，從2016年起，通過高分辨率攝影、3D掃描和VR等技術，將博物館和部分藏品上傳到網站，在數字世界永久備份了這些可能永遠無法復原實物的藏品。

最近，美國科羅拉多州立大學的兩位考古學教授 Chris Fisher 和 Steve Leisz 提出了一項名為地球檔案館的計劃。他們希望通過激光雷達掃描整個地球陸地，最終形成一個關於地球的開源3D模型，以此來保存世界歷史文化、記錄地質環境，甚至幫助人類應對氣候危機。

“地球檔案館”官網

“地球變化如此迅速，我們只有用有限的時間記錄並創建3D模型，為子孫後代保存下地球的模樣。” Chris Fisher在TED演講時提到，地球檔案館是留給後輩們的“終極禮物”。

用激光雷達掃描地球

這項雄心勃勃的計劃，主要依靠搭載於飛機上的激光雷達完成。激光雷達在高空發射激光脈衝“轟擊”地球表面，通過標註數據點計算地形地貌，從而構建出三維的地球圖像。

考古學教授 Chris Fisher

Chris Fisher介紹，地球檔案館的重點是佔據地球面積29%的陸地，總面積約為1.48億平方公里。

在大部分陸地的激光掃描完成後，地球檔案館將會建立一個開源的3D地球模型，感興趣的科學家可以通過這個開源項目進行研究。考古學家可以用它來發掘遺落的古蹟；生態學家可以用它來查看森林組成；地質學家可以以此研究水文、斷層和干擾動植物的因素等。

此項目的最後階段，是通過AI算法分析激光雷達掃描的數據，開發一些實用分析工具。

最先錄入地球檔案館的，是那些受到自然環境威脅最大的地區，比如近期頻繁發生火災的亞馬遜雨林。

地球檔案館的網頁上介紹：世界上50%的雨林已經消失，每年有1800萬英畝（約728萬平方米）的森林遭到破壞。

搭載激光雷達的直升飛機

這項計劃的主要障礙，在於激光雷達掃描的價格不菲。估算，僅未來兩三年掃描亞馬遜森林大部分地區，就需要花費足足1500萬美元，這些錢將用於把設備運到測量地區、聘請處理數據的人力和租用飛機。

Chris回憶在洪都拉斯雨林考古時常迷路，甚至找不到飛機

此外，由於不同國家和地區政策不同，如何獲得空中測繪許可也讓Chris Fisher頭疼。

儘管困難重重，Chris Fisher團隊並未放棄，他們仍在千方百計尋求資金幫助，Chris Fisher說：“如果我們不對這些地方進行記錄，將來就沒有人知道它們的存在了。”

永存於數字世界的古蹟

Chris Fisher產生用激光雷達掃描地球的想法，是因為他聽說CyArk已對全球超過200座古蹟完成了掃描工作。

CyArk是一家總部位於加州奧克蘭的非營利組織，由Ben Kacyra於2003年成立。2001年，Kacyra親眼目睹塔利班炸燬了巴米揚那座擁有1500年曆史的佛像。

從巴米揚大佛被毀的那一刻，Kacyra就確認了創建CyArk的使命是“依靠激光掃描和3D建模技術，收集保存文化遺產的數字數據，並將其提供給公眾”。

CyArk的努力沒有白費，目前為止，他們最成功的保護案例是在緬甸的一座寺廟。

2016年8月24日，緬甸發生6.8級地震，素有“萬塔之城”的蒲甘地區有400多座佛塔受災。建於1775年的Ananda Ok Kyaung寺廟也沒幸免。

掃描Ananda Ok Kyaung寺廟

所幸，在災難發生前，CyArk成功地將該遺蹟掃描、繪製成了激光地圖，並與谷歌合作將其打造成互動式3D體驗項目，用戶可以通過手機、電腦屏幕或VR設備在虛擬世界中觀賞這一景點。

CyArk掃描拉什莫爾山的總統巨石像

目前，CyArk已經完成包括龐貝古城、復活節島、悉尼歌劇院、勃蘭登堡門、拉什莫爾山、大馬士革阿茲姆宮、瑪雅城市奇琴伊察遺址廢墟在內的掃描和繪製工作，他們的目標是掃描世界500座遺蹟。

激光雷達助力考古新發現

激光雷達不止能保護遺蹟，在過去的幾年裡，在“挖掘”歷史遺蹟的漫長任務中，激光雷達也幫了考古學家們大忙。

2016年，一架載有激光雷達系統的直升機在柬埔寨的叢林上空盤旋，激光脈衝“穿透”茂密樹木和層層植被，為考古學家提供密集的數據點，以此繪製出三維圖像。最終，公元802年至15世紀期間在東南亞占主導地位的高棉王國遺址範圍擴大了四倍。

激光雷達圖像中 12 世紀的柬埔寨居民區 圖片來自：紐約時報

“用於掃描監測的激光雷達具有革命性意義。”芝加哥伊利諾伊大學考古系助理教授Mitch Hendrickson博士感嘆，激光幾小時內掃描過的範圍，以往需要技術人員們徒步實地勘測至少數十年之久。

去年，在危地馬拉北部熱帶雨林的綠色樹冠下，考古學家們發現了逾61000個失落已久的瑪雅建築結構，其中包括道路、堡壘、排水渠以及房屋。這是考古學家利用激光雷達在瑪雅生物圈保護區幅員2144平方公里的區域進行勘測後得到的結果。

叢林覆蓋下的瑪雅古蹟

“激光雷達向我們展示了一些可能經過100年研究都無法看到的東西，但現在我們已經掌握了這些需要100年研究才能瞭解的成果，這並不是誇大其詞。”作為該項目考古學家之一的Marcello Canuto，將激光雷達在考古領域的地位比作碳-14 年代測定法，碳-14 年代測定法讓考古學家首次能夠準確判定文物所處的年代。

激光雷達掃描古瑪雅城市

幾十年來，通過雙腳徒步探索叢林的方式已經讓研究人員們感到力不從心。而今，研究者們通過激光雷達，突然獲得了堆積如山的數據。

回到Chris Fisher 和 Steve Leisz的地球檔案館計劃。事實上，這幅宏偉藍圖並不容易實現，需要足夠長的時間才能看到其影響和價值。

正如Chris Fisher在TED的演講最後所言，自己的有生之年應該不會看到結果，但這並不重要，“除了致敬過去為此做出貢獻的學者們，更重要的是，這是一份我們可以留給子孫後代的終極禮物。”