怎么给5000岁的他看病?这位医生有妙招

2020-11-30     八卦脱水机

原标题:怎么给5000岁的他看病?这位医生有妙招

11月,2020中国世界文化遗产年会在杭州召开,全世界的目光再一次聚焦到良渚古城遗址——世界文化遗产新成员的身上。

进入后申遗时代,良渚古城遗址的保护当然没有停止,而监测,是遗产地科学保护遗产的有效手段之一,也是有效反映遗产地保护管理状况的重要内容。这位良渚古城的私人医生,就是杭州良渚古城遗址世界遗产监测管理中心。

作为世界文化遗产,遗产地需要定期向联合国教科文组织提交遗产地保护状况评估报告。这些评估报告的基础,建立在科学的日常监测数据基础之上。

而除了做好24小时在线的“好大夫”之外,监测中心还有一项重要任务,开展专项监测和监测数据的分析与评估,这也是一种研究性的监测。

为什么呢?

我们知道,良渚古城遗址是土遗址,又生活在中国南方多雨潮湿环境,怕风怕雨,土体太干燥,容易开裂和风化,太湿润也不好,会长苔藓等微生物病害问题,要把她照顾好,很不容易。而土遗址的保护管理也是一个国际难题。

目前,土遗址保护工作存在着许多问题。比如,由于环境因素和本体结构变形引发的破坏,这就属于“慢性病”;要开展土遗址本体的变形破坏机理研究,现有监测内容还不完善,不能建立环境因素和病害发展的关联,需要补充结构响应类要素监测等;对监测数据的专业分析挖掘不够,需补充工程地质学科的专项研究……

监测中心一直在想各种办法,通过开展长期的研究性监测,努力攻克这一难题。

去年开始,监测中心开启了一个新课题的研究,通过持续的数据采集,以多学科、技术性跨界合作、校企联合等多种形式,开展土遗址监测保护专项课题研究,为良渚遗址的土遗址保护以及土遗址展示,提供更为专业的数据支撑和决策依据, 找到影响土遗址“情绪变化”的因素,更有效地监测预警。

这个课题的目的,是为了长期保护良渚,储备技术和数据,丰富良渚古城遗址保护监测体系,加强相关遗址响应效应监测数据的采集,揭示潮湿环境下良渚古城遗址赋存工程地质条件、环境因素与本体劣化之间的关系;提出专业的分析和预测方法,为良渚古城遗址的保护研究提供工程地质学方面的科学依据。

今年,这位医生开出了第一份体检报告,也是一份成绩单。

课题的第一期,主要研究的是算法和技术。最重要的成果:运用无损监测技术,并找到了一种算法。

所谓算法,指的是一种监测技术和方法,又强调无损——不动遗址本体一分一毫,运用各种黑科技手段,比如高精度三维激光扫描技术、图像识别、遥感技术、多场耦合数值模拟(不同模块之间的数据有调用关系)、人工智能、深度学习等。

我们来看一位“病人”的案例。

老虎岭水坝的剖面,位于老虎岭水坝遗址中部,主要反映了坝体堆筑的方法、结构及层次,草裹泥堆筑的清晰剖面等内容,也是保护中的重点。

但是,这个剖面的“病”很复杂,比如局部失稳、渗水、冲沟、空洞、裂缝、掏蚀、局部坍塌、表面粉化脱落、失色、生物病害、基岩风化等等。

于是乎,医生为老虎岭水坝的剖面搭了一个保护棚。但是,保护棚不是随便做的,棚里的温湿度怎么样,急需医生提供数据做支持。通过数据比对,比如可以看出裂痕的趋势,是正向的,还是反向的。

2019年

首先要做的,是收集数据。

数据收集是一个很复杂的过程,自然环境的温度、湿度,棚里的温度、湿度,日常的天气情况等等大量的数据,需要日复一日,通过不同的技术手段来采集。

监测中心先制定了土遗址本体变形破坏机理研究所需要的详细监测方案,结合近景摄影技术、高精度三维激光扫描技术、遥感技术等非接触式手段进行特征识别,并开发相应的高精度特征提取方法。

比如拍照,就需要拍上万张有效照片,不是把摄像头固定在那里,间隔五分钟、十分钟拍一张,拍照的角度、精度都有严格的要求,拍到的照片越精确,针对性越强,得到的数据就越科学。

第二步,是基于深度学习算法的土遗址本体病害与环境因素的关联性分析与预测模型构建。

简单来说,数据有了,再通过大量的实验,建立预警模型,及时预警。

比如,我们需要得出一个合适的干湿值。什么时候是干的,什么时候是湿的,这就是找到预警值,太干了,会预警,太湿了,也会预警。如何维持老虎岭的剖面健康,比如后续的自动喷洒,怎么喷合适,都需要预警值。这也是监测中心后续努力的方向,找到数值,便可及时“报警”。

为什么要预警呢?自然环境在不断变化,对它的监测,也是动态的。比如浸润线。

我们肉眼就能看到,老虎岭水坝的剖面上,一块干,一块湿,但是干、湿两个部分的分界线,肉眼看不到。这个分界线的边缘,会随着自然环境的变化而变化。

通过数据分析,我们就可以识别出这条线的边缘在哪里。究竟是湿度越大,线就越大,浸润面就越大,还是相反呢?这些秘密必须通过长期的观察和计算,精准识别,再用来分析和计算。

老虎岭遗址典型病害

“土遗址的保护,是国际性难题,我们在持续不断地攻坚,这也是我们做这件事的兴奋点,有利于我们更好地保护良渚古城遗址。”监测中心的工作人员说。

无损监测技术的研究,便是基于如今得到的新“公式”进行的。接下来,监测中心将采集更全面的数据,运用算法进行计算,预计用一两年时间,得出一个相对科学的数值。

即将开始的第二期课题研究,就会利用目前的算法,采集到更多的数据,通过建模和模拟,形成预警模型,通过大数据的深度计算,反复模拟,最后得到预警值。

接下来,监测中心将继续搜集已有勘探资料、文献资料、基础数据等数据,对场地进行调研,通过近景摄影、遥感数据获取场地影像,对特征识别方案进行比选,开展土体物理力学试验,提出预测模型,得出数据分析报告,继续土遗址本体的监测,对模型进行验证并修正;整理长期监测数据,完善长期的监测手段。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/TFeiF3YBjdFTv4tAcSC_.html