文 | 王安忆

10月31日凌晨，世界文化遗产、日本冲绳县那霸市首里城发生火灾，该古建筑群的主要建筑付之一炬，人类文化遗产再遭重创。

日本冲绳首里城发生火灾

此次事件再度为世界文物建筑保护和安全工作敲响了警钟，毕竟，从去年开始，我们已经失去了太多太多……

亚马逊雨林的火灾

8月，熊熊火焰在亚马逊雨林整整燃烧了近三周，浓烟陆续笼罩了朗多尼亚、帕拉和马托格罗索州等各州，城市仿佛从白天进入了黑夜。

巴黎圣母院遭遇火灾

半年前，花了一个世纪建造的巴黎圣母院，在63分钟的大火中付之一炬。

巴西博物馆遭遇火灾

去年9月，拥有200年历史和2000多万件文物的巴西国家博物馆陷于火海，研究人员花了三个月只寻回1500多块碎片。

全世界为之悲痛的同时，人们发现，科技为重现人类文化遗产保留了一些希望，比如2015年，艺术历史学家Andrew Tallon曾用激光扫描，创建了一个完美无瑕的巴黎圣母院大教堂模型，根据留存的3D数据，重建圣母院将成为可能。

巴黎圣母院的三维图像

而巴西国家博物馆则依托GoogleArts＆Culture技术，从2016年起，通过高分辨率摄影、3D扫描和VR等技术，将博物馆和部分藏品上传到网站，在数字世界永久备份了这些可能永远无法复原实物的藏品。

最近，美国科罗拉多州立大学的两位考古学教授 Chris Fisher 和 Steve Leisz 提出了一项名为地球档案馆的计划。他们希望通过激光雷达扫描整个地球陆地，最终形成一个关于地球的开源3D模型，以此来保存世界历史文化、记录地质环境，甚至帮助人类应对气候危机。

“地球档案馆”官网

“地球变化如此迅速，我们只有用有限的时间记录并创建3D模型，为子孙后代保存下地球的模样。” Chris Fisher在TED演讲时提到，地球档案馆是留给后辈们的“终极礼物”。

用激光雷达扫描地球

这项雄心勃勃的计划，主要依靠搭载于飞机上的激光雷达完成。激光雷达在高空发射激光脉冲“轰击”地球表面，通过标注数据点计算地形地貌，从而构建出三维的地球图像。

考古学教授 Chris Fisher

Chris Fisher介绍，地球档案馆的重点是占据地球面积29%的陆地，总面积约为1.48亿平方公里。

在大部分陆地的激光扫描完成后，地球档案馆将会建立一个开源的3D地球模型，感兴趣的科学家可以通过这个开源项目进行研究。考古学家可以用它来发掘遗落的古迹；生态学家可以用它来查看森林组成；地质学家可以以此研究水文、断层和干扰动植物的因素等。

此项目的最后阶段，是通过AI算法分析激光雷达扫描的数据，开发一些实用分析工具。

最先录入地球档案馆的，是那些受到自然环境威胁最大的地区，比如近期频繁发生火灾的亚马逊雨林。

地球档案馆的网页上介绍：世界上50%的雨林已经消失，每年有1800万英亩（约728万平方米）的森林遭到破坏。

搭载激光雷达的直升飞机

这项计划的主要障碍，在于激光雷达扫描的价格不菲。估算，仅未来两三年扫描亚马逊森林大部分地区，就需要花费足足1500万美元，这些钱将用于把设备运到测量地区、聘请处理数据的人力和租用飞机。

Chris回忆在洪都拉斯雨林考古时常迷路，甚至找不到飞机

此外，由于不同国家和地区政策不同，如何获得空中测绘许可也让Chris Fisher头疼。

尽管困难重重，Chris Fisher团队并未放弃，他们仍在千方百计寻求资金帮助，Chris Fisher说：“如果我们不对这些地方进行记录，将来就没有人知道它们的存在了。”

永存于数字世界的古迹

Chris Fisher产生用激光雷达扫描地球的想法，是因为他听说CyArk已对全球超过200座古迹完成了扫描工作。

CyArk是一家总部位于加州奥克兰的非营利组织，由Ben Kacyra于2003年成立。2001年，Kacyra亲眼目睹塔利班炸毁了巴米扬那座拥有1500年历史的佛像。

从巴米扬大佛被毁的那一刻，Kacyra就确认了创建CyArk的使命是“依靠激光扫描和3D建模技术，收集保存文化遗产的数字数据，并将其提供给公众”。

CyArk的努力没有白费，目前为止，他们最成功的保护案例是在缅甸的一座寺庙。

2016年8月24日，缅甸发生6.8级地震，素有“万塔之城”的蒲甘地区有400多座佛塔受灾。建于1775年的Ananda Ok Kyaung寺庙也没幸免。

扫描Ananda Ok Kyaung寺庙

所幸，在灾难发生前，CyArk成功地将该遗迹扫描、绘制成了激光地图，并与谷歌合作将其打造成互动式3D体验项目，用户可以通过手机、电脑屏幕或VR设备在虚拟世界中观赏这一景点。

CyArk扫描拉什莫尔山的总统巨石像

目前，CyArk已经完成包括庞贝古城、复活节岛、悉尼歌剧院、勃兰登堡门、拉什莫尔山、大马士革阿兹姆宫、玛雅城市奇琴伊察遗址废墟在内的扫描和绘制工作，他们的目标是扫描世界500座遗迹。

激光雷达助力考古新发现

激光雷达不止能保护遗迹，在过去的几年里，在“挖掘”历史遗迹的漫长任务中，激光雷达也帮了考古学家们大忙。

2016年，一架载有激光雷达系统的直升机在柬埔寨的丛林上空盘旋，激光脉冲“穿透”茂密树木和层层植被，为考古学家提供密集的数据点，以此绘制出三维图像。最终，公元802年至15世纪期间在东南亚占主导地位的高棉王国遗址范围扩大了四倍。

激光雷达图像中 12 世纪的柬埔寨居民区 图片来自：纽约时报

“用于扫描监测的激光雷达具有革命性意义。”芝加哥伊利诺伊大学考古系助理教授Mitch Hendrickson博士感叹，激光几小时内扫描过的范围，以往需要技术人员们徒步实地勘测至少数十年之久。

去年，在危地马拉北部热带雨林的绿色树冠下，考古学家们发现了逾61000个失落已久的玛雅建筑结构，其中包括道路、堡垒、排水渠以及房屋。这是考古学家利用激光雷达在玛雅生物圈保护区幅员2144平方公里的区域进行勘测后得到的结果。

丛林覆盖下的玛雅古迹

“激光雷达向我们展示了一些可能经过100年研究都无法看到的东西，但现在我们已经掌握了这些需要100年研究才能了解的成果，这并不是夸大其词。”作为该项目考古学家之一的Marcello Canuto，将激光雷达在考古领域的地位比作碳-14 年代测定法，碳-14 年代测定法让考古学家首次能够准确判定文物所处的年代。

激光雷达扫描古玛雅城市

几十年来，通过双脚徒步探索丛林的方式已经让研究人员们感到力不从心。而今，研究者们通过激光雷达，突然获得了堆积如山的数据。

回到Chris Fisher 和 Steve Leisz的地球档案馆计划。事实上，这幅宏伟蓝图并不容易实现，需要足够长的时间才能看到其影响和价值。

正如Chris Fisher在TED的演讲最后所言，自己的有生之年应该不会看到结果，但这并不重要，“除了致敬过去为此做出贡献的学者们，更重要的是，这是一份我们可以留给子孙后代的终极礼物。”