1月14日，从国家科学技术奖励大会传来喜讯，由北京建筑工程学院王晏民教授主持完成的“特大异型工程精密测量与重构技术研究及应用”项目，获得2010年度国家科技进步二等奖。    

消息传来学校上下都为之欣喜，而只有团队的带头人王晏民教授自己最了解其中的意义与滋味——这个项目从技术研发、科研攻关、到立项、鉴定、推广实施，历时六年。这六年，是垦荒式的六年，是辛苦劳作的六年，也是成果卓著的六年。能将三维激光扫描技术成功的引进到国内，并经过技术攻关应用于我国的文物保护和修缮，以及大型的、结构复杂的工程建设施工过程中并取得了良好的成效，实属不易。    

钻研数字化测绘新技术 在故宫古建修缮保护中露峥嵘    

谁也想不到这个技术精良、训练有素的团队，在刚刚建立时，除了王晏民教授只有两三个教师和研究生。2004年学校购买了当时最先进的三维激光扫描仪，争取到了故宫古建筑数字化的项目。当时技术还不成熟、人员也不够，可谓团队建设最困难的时期。在那个寒冷的冬天，王教授每天都是天蒙蒙亮就出发去故宫，进行外业数据采集工作。从选点、摆站（设置扫描点）、控制测量到后期的数据处理他都要亲自试验操作。雄伟的太和殿是明、清两代皇帝登基、大婚及举行其他重要庆典的地方，因此地位极为尊贵，建筑也特别高大，高26.92米，面宽63.96 米，进深37.17 米，总面积达2377 平方米，这是我国现存最大的木结构建筑。在测绘这座庞大的“金銮宝殿”的时候，他们要身背着沉重的测绘仪器，爬上将近二十米高的梯子。      

站在这座直上直下的木梯脚下向上仰望，对于一般人来说徒手攀爬已经是一个挑战了。可是在测量工作的进行的那一个月中，王教授他们几乎天天都要背负着十几公斤的设备爬两次，以至于后来团队的成员都笑谈，身材并不高大的王教授也可以身形矫健地爬上爬下，如履平地了。    

辛苦地工作了一天之后，晚上回来还要将这些采集到的数据倒到电脑上，进行分析和数据处理。刚开始时，由于精度很高、数据量太大，面对大批的点云究竟应如何应用到实际的文物修缮和保护之中？为此，王教授费尽了心思，经过反复推敲、验证和计算，最终形成了一整套激光雷达古建筑数字化的技术流程——首先利用地面三维激光扫描仪进行完全尊重实物的三维数字化测量和建模，将需要数字化的建筑里里外外，每隔1厘米就扫描一个坐标点，获得了大量的点云数据。然后将它们分批分块儿存入计算机内，需要哪一部分时就调取相关的点云数据，拼合成模型，再用数字相机采集故宫实物景观，粘贴到模型上面进行合成。这样他们获得了重建建筑物的数字化档案，取得的成果包括彩色数字正射影像图、大木结构NURBS模型、整体点云模型、三角网模型、彩色三角网仿真模型、传统的平、立、剖面图等等，在深度和广度上为下一步修复与保护工作提供准确的第一手资料。    

终于，在2005年他们成功地将太和殿进行了全面数字化，得到了修缮和保护所需的全部成果。2006年初作为故宫大修工程代表性科研成果向包括文化部部长、国家文物局局长在内的故宫大修专家咨询委员会汇报。到会的专家都为这个高端的技术感到惊奇和欣喜——因为有了这些与实际完全相符的数据，即使将来因为某些不可抗拒的因素故宫不复存在，我们还可以将依据原来的样子重新建立一个一模一样的故宫！同时，这项崭新的技术也为古建保护工作提供了令人难以置信的精度和准度，对将来的古建筑理论研究提供重要依据，必将推动这一工作进入新的时代。为此，故宫大修总指挥下令，在每个古建筑进行修缮之前，必须由北京建筑工程学院对其数字化后才能开工。从2006年到今，他们的数字化测绘工作分别沿着故宫的中轴线和两翼开展，其中包括中轴线上的午门、太和门、太和殿、乾清宫、神武门；两翼的慈宁宫、寿康宫、乾隆花园、弘毅阁等。2011年还将对保和殿、中和殿进行测绘工作。    

如今，这个团队已经在古建保护和修缮领域做出了名气，他们与中国文化遗产研究院合作进行了馆藏壁画、广西花山岩画、西藏白居寺、四川觉苑寺的数字化文物保护工作，此外还进行了山西大同九龙壁、北海公园、焦庄户地道战等项目的数字化测绘工作。    

 

王晏民教授（前排中）和他的团队在工作

开辟测绘技术新途径 在高难度现代建筑施工中显身手    

经过故宫项目的凝聚与锻炼，团队开始壮大并成熟起来，从开始的两三个人发展到十几人。而这项新的技术也越来越多地被运用到高难度工程的施工测绘过程中，让更多的施工单位体验到它的高端与精准，并且为工程的顺利施工提供了强有力的支持，开辟了一条数字化测绘技术的新路途。    

2006年4月，为了准备2008年北京奥运会，各个大型体育场馆正在建设之中，国家体育场（“鸟巢”）由于设计复杂、造型独特，施工难度前所未有，是世界上施工难度最大的钢结构建筑之一。“鸟巢”的结构是用24根柱子作为主要支撑，中间再用钢结构的桁架编织而成。在施工过程中，施工单位遇到了钢结构构件与主体上预留的部分可能不相符合的问题，而构件重量和体积都非常大，如果吊装到上面发现不相符合再改或者再换，就会造成大量的人力物力的浪费。面对这个几乎难以解决的问题，施工单位犯了难，怎么办呢？    

这时，有人想到了曾经做过故宫数字化测绘工作的北京建筑工程学院数字化测绘团队。由于大多数人对于这项新技术还不了解，他们不知道王教授他们的测量队到底能做什么？只是抱着试试看的想法请来了王教授。    

2006年4月—10月，王教授带领团队成员进驻国家体育场施工现场，他们用先进的数字化扫描设备把构件和预留部位都扫描下来，在计算机中进行模拟拼装，就可以精准地发现两者是否相符——什么地方长，长多少？什么地方短，短多少？怎么修改补救？这些问题都一目了然，而且所有数据都是精确到厘米的。当看到计算机里利用真实数据模拟的拼装过程时，施工单位心里都吃了一颗定心丸。他们终于不用担心这些巨大的特异型的建筑构件是否能准确地安装上去了，工程终于可以按时完成了！    

2006年9月17日，“鸟巢”实现顺利卸载，引起了全世界的关注，而鸟巢卸载前后钢结构的尺寸变化，也只有利用三维激光扫描技术才能准确的得知。王教授带领的测量队，在卸载前后对鸟巢分别进行了全面扫描，留下了准确而又珍贵的数据。    

以“鸟巢”为代表的特大异型建筑的施工测绘，也是他们工作的一个重要领域。近几年，他们先后进行国家体育馆、天津西站站房以及全国地铁建设等项目的数字化测绘工作，取得了优异的成绩，得到了相关行业领域的高度评价。    

实现国家级奖项新突破 在科研和社会服务中攀高峰    

由于刻苦研究、勇于创新、技术过硬，王教授带领的团队在几年内做了大量的研究和测量工作，树立了北京建筑工程学院三维激光扫描技术的特色与品牌。    

作为北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院的院长，王教授带领学院的教师们从教学科研设备和高质量人才引进两个方面着手推动学院和团队的建设，如今已经形成了一支年轻化、高活力、高水平的科技攻关队伍。在2009年的测绘科技进步奖的评选中，“三维激光扫描测量建模技术研究及在故宫古建筑测绘中的应用”项目被评为一等奖。王晏民教授也因此被评为2005—2009年度学会先进工作者。在王教授的带领下整个团队充满活力，他们辛勤的工作也取得了卓著的成果，近年来这个团队获得了包括国家科技进步奖、测绘科技进步奖、北京市科技进步奖、国家优秀勘察设计金奖在内的奖励多项；获得了国家自然科学基金项目4项，北京市自然科学基金重点项目1项，北京市自然科学基金面上项目1项，北京市高层次人才资助计划项目1项，北京市学术创新团队资助计划项目1项，北京市拔尖创新人才资助计划项目1项，专利和软件著作权6项、发表论文100余篇，还培养了博士研究生6人、硕士研究生20余人。现在，王教授他们还在为国家重要工程的建设以及历史文物保护工作辛勤地工作着，继续为推动测绘技术进步和行业发展奉献着自己的力量。    

2010年，王教授的测绘团队作为第一申报单位，与武汉大学、中国人民解放军信息工程大学、清华大学、北京城建勘测设计研究院有限责任公司、中建一局集团建设发展有限公司联合组织了“特大异型工程精密测量与重构技术研究及应用”项目，申报国家科技进步奖。该项目项目，从技术研发、科研攻关、到立项、鉴定、推广实施，历时六年。针对体量特别大、结构复杂或形状怪异的建构筑工程（如鸟巢、水立方、古建筑和高速铁路等），研究精密测量与重构技术，将复杂构建准确快速的定位到设计的位置，使工程快速高质量地实施，将实地建构筑物数字化到计算机中重新构造复原，与设计的原型进行比较，快速客观地评估实施质量和安全隐患。为特大异型工程的质量、安全和工期提供基本的保障条件。这一项目在国家大剧院、鸟巢、水立方、国家体育馆、首都机场新航站楼、CCTV新址、探月工程50米天线、北京国贸大厦、武广客运专线、故宫古建筑大修、全国地铁建设等多项大中型工程中得到应用，经济效益达到7亿多元。为北京奥运会、探月工程等国家重大工程项目做出突出贡献，推动了测绘技术进步和行业发展。该项目以他高端的技术手段，长期为国家社会所做出的巨大贡献，通过了严格的评审，获得了国家科技进步奖二等奖的奖项。    

在荣誉和光环之中，王教授的团队并没有停滞不前，在点与线的交错之中，在梁与柱、城与墙的融汇之间，他们手握高端仪器设备，记录着历史的印记，测量出无比精细的数据与模型；他们勇攀科学高峰，在建设施工领域创造了一个个奇迹。    高蕾/撰稿