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【纪实】陕西省明长城测量记,测绘人必看!

测绘之家 2022-04-26







陕西明长城的昨天和今天


它像一条找不到头尾的灰色长蛇,伸展在大漠中,它已经完成了保卫中原帝国抵御北方蛮夷入侵的历史使命,我们看到路边矗立的无数烽火台,它们使已逝去的辉煌时代黯然无声,却又是雄辩有力的见证。烽火台一座接一座,似心跳一般有规律地隐现在道路的尘土和冬天的寒雾之中,似乎铁了心要和事物的消亡法则抗拒下去,不管经历了多少世纪的沧桑,却依然挺立在那里。”这是1930年,斯文赫定用诗一般的文字所赞叹的汉长城。


陕西省不仅有他所赞叹的汉长城,而且有更早的战国长城、秦长城,以及其后的隋、明等朝修筑的长城,其中尤以明长城最负盛名。陕西省明长城主要分布在陕北榆林市和延安市境内,西边与宁夏相接,东边与黄河东岸的山西省保德县明长城隔河相望。



陕西省明长城是榆林作为“九边重镇”的重要军事设施。从明正统二年延绥镇都督王祯率兵在榆林隋长城遗址上,“始筑榆林城记沿边寨堡、墩台”,到明成化十年(1474年)延榆绥巡抚余子俊率将士4万人,“依山形,随地势,或铲削,或挑堑,历时3月修筑了南部的长城,完成了长城在陕西境内东起黄甫川堡(今陕西省府谷县黄甫乡),西至花马池(今宁夏盐池),全长600多公里的榆林长城的夯土工程,占明长城总长的1/7。



榆林明长城横贯府谷、神木、榆阳、横山、靖边、吴起、定边2市7区县,沿线共修筑墩台1316座,且每隔20公里左右,设一驻扎守军的营堡,总共36座营堡,分东中西三路防守。陕西明长城分内外两道,相距不是很远,大约近者几里,远者几十里。南部的长城是内边,又称“二边”,建筑年代最早,大都是铲削土崖的简易墙,所以又称“夹墙”或“夹道”,如今多数地段已不好辨识了。北部一道叫“大边”,修建年代比内墙稍晚些,是用黄土、石块和砖头于平地、川涧和山头上筑垒的长城、烽堠及堡垒,这就是现代地图上标注的陕北长城的走向。


漫漫岁月,风雨侵蚀加之人为破坏,榆林明长城损坏也很严重,许多墩台的外包城砖,大部分被当地居民拆去建房修院,部分城墙被推平改为道路或耕地。36座营堡中建安堡、波罗堡、威武堡等保存完整,同期的款贡城、易马城保存较好,其他保存较好的寥寥无几。1984年邓小平同志发出“爱我中华,修我长城”的号召后,在当地政府和社会各界人士的多方努力下,修复了部分长城烽火台,使长城的保护和修复取得了一定的成绩。


陕西明长城测量的实施


2006年10月26日,国家测绘局、国家文物局在北京正式签署协议,共同开展长城资源调查测量工作,实现了两大政府部门在文物保护领域的首次合作。


2007年4月10日,陕西省测绘局(今陕西省测绘地理信息局)与陕西省文物局签署了《陕西省文物局陕西省测绘局关于合作开展陕西省长城资源调查及文物保护测量协议书》,共同启动了长城资源调查工作。陕西省明长城资源调查项目采用“文物部门定性,测绘部门定量”的方式。陕西省文物局委托陕西省考古研究院负责长城本体、附属设施、相关遗存的详细定性信息确定工作。陕西省测绘局委托陕西省第三测绘工程院全面负责测量定位、长度测量、数据采集汇总及长城沿线基础地理信息和长城专题信息系统建设。


文物部门的主要工作是调查长城本体(墙体及墙体上的设施,如敌台、马面等)、附属设施(与长城防御体系相关的设施,如关堡、烽火台等)、相关遗存(墙体两侧与长城防御体系相关的遗迹,如壕沟、挡马墙、品字窖、驿站、仓储、居住址、砖瓦窑、采石场、积薪等)三类要素的保存状况与病害、环境(长城沿线的人文自然环境状况)、保护管理情况等三类主要内容。



文物调查的方法主要是参考文献记录,全野外逐段调查。调查的结果为田野调查像片、调查记录表(墙体、单体等)、实物照片、录像等。野外调查配备专业的掌上电脑配合内嵌的全球定位系统接收模块(PDA+GPS)数字化记录设施、照相机、录像机,详细记录明长城的分类信息。通过现代化的技术装备,全面记录和定性长城本体、附属设施、相关遗存的各类信息,使现代测绘和文物考古科学结合,实现对长城资源全方位的数字化、信息化和标准化的调查。



测绘部门工作内容主要有外业和内业两部分。外业部分采用全野外调绘和控制测量方法,获取基础地理信息和起始坐标,完成长城沿线1:1万比例尺基础地理信息野外调绘和为长度测量获得定位基础(测绘称为控制测量)。内业采用数字摄影测量技术方法,获取长度、基础地理信息、专题信息,根据田野调查与外业调绘成果,采用数字摄影测量技术,按照1:1万的成图精度,对田野调查要素进行立体量测,计算长城的长度;获取长城沿线两侧一定范围内的基础地理信息数据和专题地理信息数据;对重点地段和部位采用激光扫描、近景摄影测量等技术进行详细测量,最终完成长城资源信息系统。


辛勤的劳动,得到了丰硕的成果。陕西省明长城测量工作于2007年4月启动,历时两年多,经历了资料收集、外业调绘、全数字摄影测量、专题数据编辑、基础地理信息数据生产等多个阶段,共采集基础地理信息210余万条,录入属性信息10余万条,形成的成果丰富,数据准确可靠,最终获悉陕西省明长城总长度为1218.1千米。


2008年11月21日,陕西省明长城测量项目长度测量分项在西安率先通过了由国家测绘局质检中心、国家文物局专家组成的验收组的验收。2009年9月14日至16日,陕西省明长城测量基础地理信息数据(DLG、DOM、DEM、专题影像地图)通过了国家明长城测量数据成果检查组的检查验收。2009年10月18日至19日,在西安,陕西省明长城测量成果顺利通过验收,标志着陕西省明长城资源调查工作顺利结束。


2009年4月18日,国家测绘局、国家文物局联合发布明长城总长度8851.8千米。


陕西省明长城测量项目多次获得殊荣。2009年,“恢西省明长城墙体测量项目”获得了陕西省测绘局2008年度优质测绘成果;2010年,“明长城测量项目(陕西段)”获得了中国GIS协会地理信息科技进步银奖。


明长城测量项目使用的测绘技术


长城蜿蜒起伏于崇山峻岭之间,地势险要,经过2000多年的风雨侵蚀,许多地方已经残缺,攀爬困难且危险,赴实地量测长城的难度很大。此外,长城作为世界上最大的文化遗产,体量巨大,分布广泛,要在较短的时间内获取它的精确长度,难度可想而知。



项目测量技术人员迎难而上,结合项目经费、工程周期和精度保证等因素,进行了多项技术对比试验,包括不同比例尺摄影测量立体量测、外业GPS实测、钢尺量测、1:5万比例尺地图图上量测等。经过反复斟酌、多方论证,思路逐渐清晰采用数字摄影测量方法,是截至目前条件下最可行、最科学的。



数字摄影测量是一种基于航空遥感影像的测量方法。航空遥感影像是地面景观的真实写照,其最大的优势和特点是信息丰富,真实直观,任何人都能读懂。测绘人员对获取的地面影像进行技术处理,即可形成存储在计算机里的反映地表真实情况的数字立体模型。在立体环境下,技术人员参照田野调查与外业调绘成果,在室内就能准确采集长城的各种相关数据,合理确定每段长城的起止点位置,精确量测每段长城的三维坐标,最后统计汇总出长城长度。


采用数字摄影测量技术的另一优势在于,它不仅能量测长城长度,还能进行基础地理信息数据采集,生产长城沿线的数字正射影像、数字高程模型和专题要素数据,这些数据包含了长城丰富的自然、人文、环境等信息,通过与长城资源调查获取的长城类型、分布、保存状况等属性数据进行整合,便能建立一个全新的数字长城,更好地满足长城保护、管理、科研的需要。


对于长城重要地段,可以采用近景摄影测量、三维激光扫描、低空数码航飞等技术进行详细测量。


这些测绘高新技术的应用,确保了长城长度和空间分布数据的精确可靠。国家测绘产品质量监督检验测试中心在出具的明长城长度测量成果检验结论中写道:“长度复核较差最大差不大于1%,符合设计要求。”这是迄今为止最精确的量测结果。


除了数字摄影测量技术,地理信息系统技术和全球定位技术在提高长城资源调查的准确性和效率、集成管理长城调查测量成果、真实还原长城全貌等方面发挥的作用,同样令人眼前一亮。


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来源:自然资源部第一地形测量队转自:中国测绘学会

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