开栏语
中央经济工作会议明确提出，要以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力。科技创新的关键在于人才支撑。如今，越来越多青年科技人才在科技创新中“挑大梁”“当主角”，许多国家重大科技任务中都能看到他们的身影。在“五一”劳动节和“五四”青年节之际，广州日报推出《“新”青年新质生产力里的年轻人》系列报道，讲述青年力量奋战科研前沿、深耕科技成果转化的故事，展现广州高质量发展的创新活力。
在广州市城市规划勘测设计研究院的办公室里，有4个大型历史文化名城的城市模型，分别是广州、京都、罗马和巴塞罗那。在广州20.39平方公里的历史城区范围内，水系、街巷、楼宇清晰可见，这里是永庆坊、那里是沙面、更远处是荔湾湖……
“我们在城市研究的基础上利用数字建模技术，通过3D打印，制作了这些模型，每栋楼宇的体量和高度都是按统一的比例缩小而成，尽可能精准、科学地呈现城市的建设现状。”广州市城市规划勘测设计研究院历史文化名城研究所所长孙永生说。
遥感影像、机器学习、识别算法、点云测绘与BIM建模技术……近年来，越来越多的科技新词汇入历史文化保护领域，广州市城市规划勘测设计研究院利用规划、测绘、信息化等多专业融合的优势，由孙永生带领的青年团队牵头，正加速构建“数字名城”体系，通过数字赋能来优化名城保护工作，将珍贵的历史文化资源保护好，同时也为老建筑、老街区“活”起来创造更多可能性。
孙永生 广州市城市规划勘测设计研究院历史文化名城研究所所长
创新故事
数字技术为文化遗产普查保驾护航
2010年华南理工大学博士毕业后，孙永生进入广州市城市规划勘测设计研究院从事历史文化保护工作，见证了后亚运时期沿海高度发达的市场经济和城市更新如火如荼的存量时代背景下，广州这座有着2000多年历史的超大城市的积极应对和努力探索。
“作为第一批国家历史文化名城，广州的各类历史文化资源非常丰富，保护对象量大面广。在全域保护和存量发展的背景下，历史文化名城保护发展面临诸多挑战。名城保护的法规体系也在不断迭代和提升。大量的专业知识和复杂的法规条文提高了管理技术门槛和复杂程度。”说起构建“数字名城”的初衷，孙永生表示：“在广州市规划和自然资源局的指导下，广州市城市规划勘测设计研究院利用多专业融合的技术优势，整合了院里的名城保护、测绘新技术、地理信息技术等多个专业，采用多专业融合集成创新的模式，通过新技术的引入简化管理审批流程，提高规划管理的科学性、精准性。”
尝试开始于10年前。2013年9~12月孙永生借调到原广州市规划局期间，参与了文化遗产普查工作方案的起草和宣贯工作。次年回到院里工作，负责完成了越秀、海珠、黄埔三个区的文化遗产普查，对广州各类文化遗产保存状况、面临的问题都有了更加深入的认识。2014~2015年，广州市进行第五次文化遗产普查，“除了过去常规的文物普查外，增加了历史建筑、传统风貌建筑、古树名木、非物质文化遗产等的普查，这是一个非常量大面广的工作，为此我们搭建了‘不可移动文化遗产普查信息平台’。”孙永生说。
市规划院团队为该信息平台制定了技术标准和数据标准，全市11个区的普查人员，可以手持移动终端调研系统现场采集和录入相关信息，极大地提高了普查的效率和准确性。孙永生说：“当时至少有十几个团队同时在全市各区开展工作，只有标准统一了，才能够保障各区在普查的时候不会出现参差不齐的状况。”
经过10年的打磨，孙永生团队主编的省标《广东省历史建筑和传统风貌建筑评价标准》于2024年1月1日正式实施。
数字测绘赋予老建筑“3D身份证”
近年来，新技术不断涌现，数字测绘是其中之一。“大量的三维测绘成果极大地提高了历史建筑的建档水平，与传统测绘图纸相比，三维测绘的精度更高，尤其在做一些文物和历史建筑修缮时，精细化的测绘技术为我们提供很大帮助。”孙永生说。
2023年，广州市城市规划勘测设计研究院对位于沙面的法国兵营旧址进行了修缮与活化利用。令孙永生印象深刻的是，当时发现建筑外廊的天花板已经被破坏，但按照历史照片，应该是法式、有透气孔的天花板。“好在旁边还有一栋法式建筑外廊上面仍保留着100多年前的天花板，我们与院里的测绘新技术应用研究所合作，通过精细化的三维测绘技术将透气孔的尺寸和做法扫描下来，再将数据应用到法国兵营旧址的修缮中”，孙永生说，“现在整个外廊呈现出较好的历史风貌和空间氛围，新技术的出现使得我们能更好地延续历史的原真性。”
修缮后的法国兵营旧址重焕光彩
数字技术也大大提升了各类历史文化遗产日常监管和土地开发效率。为了防止历史文化遗产遭到破坏，在地块开发前通常要进行历史文化遗产调查评估，如何提高评估的时效？“机器学习”闪亮登场。
孙永生及其团队与院里的地理信息中心合作，以广州传统村落为例，梳理出七类可识别的典型价值要素：民居、祠堂、街巷、禾坪、风水塘、古树、山体，将这些要素在遥感影像上勾选出来形成样本，输入机器学习模型进行训练，并结合模型自动识别结果的人工校核形成新的样本，迭代升级。“开始我们用44条村的数据对机器进行训练，准确率在50%左右，等我们做到100多条村的时候，准确率接近90%”，孙永生说，“此后，我们以个别区为例进行了试验，经过训练的软件只用了4个小时就把全区900多平方公里的面积全部扫描完成，识别出120多条有保护潜力的村落。”
通过数字赋能，孙永生见证了广州名城保护工作越来越多的新“利器”。“新技术引入之后，对应的管理机制也要适当的优化和调整，以便更好地去适应新技术，二者是一个相互促进的过程”，孙永生说，“我们不仅要保护好老祖宗留下的珍贵遗产，还要让这些遗产完整完好地传承下去，真正让城市留住记忆，让人们记住乡愁。”
广州“研”值：数字名城建设实践探索
针对名城保护工作中的四大关键环节，广州市城市规划勘测设计研究院利用多专业融合的技术平台，开展面向管理的数字名城建设实践探索。
●广州文化遗产数据库和信息平台是一个针对省、市、区三级工作需求、由多个子系统构成的大型数字化保护平台，可以对不同类型、不同年代以及产权等进行统计分析，以支撑名城保护管理中的科学决策。
●作为广州市国土空间规划信息平台中的专题数据库，历史文化名城“一张图”包括17类48项内容，涵盖了各类法定保护对象以及有地域特色的非法定保护对象，可以一键生成历史文化保护的相关规划条件，大大提高了名城规划管理的工作效率。
●应用三维激光扫描技术、倾斜摄影测量、全景摄影等技术对历史建筑和历史文化街区进行测绘和建档，为保护传承利用提供了基础性数字支撑。
●利用物联网技术实现历史文化名城智慧化监管，将现场实时的信息传递到管理平台，并与管理人员和政务系统进行有效衔接，提高了监管效率。
琶洲塔贴近摄影三维模型及立面纹理图
“科”到了：什么是数字测绘建档？
广州市对已确定公布的历史建筑和部分历史街区进行三维激光扫描测绘、建档工作。
与传统测绘方式相比，数字测绘建档具有效率高、精度高、完整度高的技术优势。以一座三开间两进的典型祠堂为例，现场数据采集时间约为3个小时，效率数倍于传统测绘方式，可最大限度降低对遗产本体的干扰。借助三维激光扫描技术可快速获取历史建筑的三维点云数据，可精确记录墙体的倾斜、柱子的歪闪、梁架的挠度等保存现状，精度可达毫米级别。通过无人机航拍、倾斜摄影建模和全景影像技术，与三维点云数据融合，记录建筑室内、立面、屋面和周边历史环境等全方位的数据。
专题统筹/陈雅诗
文/广州日报新花城记者：杜娟
图、视频/广州日报新花城记者：骆昌威
海报设计：蒋秋平
