[提要]  刚刚从遵义回来的天津大学建筑学院副教授李哲这两周都在紧张的忙碌着，因为除教学科研工作外，他还接手了一个更为重要而紧急的任务：用天大自主研发的遥感无人机为海龙屯遗址进行航拍、航测，获取高分辨率照片与三维测绘数据。李哲说，航拍主要是为获取“新王宫”遗址、海龙屯大场景画面，并结合随后的现场GPS控制点定位工作，测绘出三维地图。

中国网・滨海高新讯 刚刚从遵义回来的天津大学建筑学院副教授李哲这两周都在紧张的忙碌着，因为除教学科研工作外，他还接手了一个更为重要而紧急的任务：用天大自主研发的遥感无人机为海龙屯遗址进行航拍、航测，获取高分辨率照片与三维测绘数据。

“海龙屯很有可能将来申报成为世界文化遗产，因为它是中国乃至亚洲保存最完整、规模最大的土司城堡”，刚刚从遵义海龙屯考古现场回来略显疲惫的李哲有些兴奋地说，“能在我国建筑遗产领域普及无人机低空测绘技术是我一直以来的梦想，如今能带着小飞机跨越大半个中国，在海龙屯这么远但又非常重要的遗址进行作业，是小飞机的荣幸。”

坐落在贵州省遵义市汇川区稿坪镇的海龙屯，建于龙岩山之巅，山势陡峭，石阶依山开凿，据率队于海龙屯进行考古发掘的贵州省文物考古研究所副所长李飞介绍，海龙屯“新王宫”的占地面积超两万平方米，仅山后有一线窄径可攀援而上，有一夫当关万夫之势。

当年，海龙屯堡为杨姓家族所建，杨家自唐末以来称雄本地700余年，其间历任29代土司。杨氏祖先利用居高地形，从南宋时期(1257年)开始营造，逐步累积成宏大的城廓规模，鼎盛时内有宫室楼阁、仓库及水牢，外围筑土城、月城三重，屯前设铜柱、铁柱、飞龙、飞凤、朝天、万安等九大关口，巧妙设计冷兵器时代的防御与进攻，整个建筑工事绵延10余里，蔚为壮观。杨家倚天险而存骄兵心理，有诗为证：“养马城中，百万雄师擎日月；海龙屯上，半朝天子镇乾坤”，足见当时杨氏土司之不可一世。海龙屯堡最初的功能是抵御元朝军队南侵，后杨氏后人即播州土司杨应龙反明，守关隘对峙朝廷，与朝廷开战10余年。1600年，明朝集结20万军队分八路围攻海龙屯堡，激战三月，逼杨应龙自缢而结束战事。

随着杨氏家族灰飞烟灭，海龙屯堡由此衰落，但海龙屯也让时间永远地停留在了明朝，海龙屯“新王宫”定义为“明代建筑群遗址”，李飞说，作为“平播之役”的主战场，海龙屯最迟修建于1257年，到今天已经有755年的历史，规模庞大，设施完备，是研究西南地区土司制度和军事关隘设施的重要实物资料。

李哲操纵无人直升机掠过树梢，飞行在“新王宫”上空。1个小时内，他完成了对“新王宫”遗址及周边部分区域的航拍。李哲说，航拍主要是为获取“新王宫”遗址、海龙屯大场景画面，并结合随后的现场GPS控制点定位工作，测绘出三维地图。

在李哲拍摄的画面上，从70到80米空中俯瞰海龙屯“新王宫”，犹如一座掩映在青山中的巨大城池。画面中，遗址群的道路系统、房屋结构和布局等，脉络清晰。

“虽然对海龙屯‘新王宫’已手工绘图，脑子里有很深印象，但空中画面，更为震撼，这个全景漫游图将作为直观资料帮助海龙屯申请世界文化遗产。”李飞说，尤其是航拍画面所展示出的房屋遗址结构、布局，是平视、想象无法展现出来的。

“让我们感到很有成就感的是，小飞机的作用是无可取代的”李哲解释道，“仅需2个小时的现场作业就可以获取新王宫全貌照片和三维点云数据，这些与完全依靠人工一点点测绘，其中耗费的时间人力物力的差别是可想而知的，小飞机的小巧轻便、耗资少且低空贴近建筑拍摄等特性，也是做航拍的大飞机所不能比拟的。”据悉，海龙屯航拍当天，他带来的是一架机身长约两米、主翼展开1.5米的无人直升机，重12公斤，全系统价值约20万元。

“这架飞机比早年使用的性能提高很多了。”谈到小飞机时，李哲感慨地说，“这还得追溯到2003年的一次外出测绘、调研活动激发了利用无人机的灵感。”

2003年正在上研究生二年级的李哲和两个同学到陕北对明代边陲的军事城堡进行调研，发现这些明代边关城堡不仅面积大，而且蜿蜒在山地中，想要三个人在一天之内搞明白平面布局都是非常困难的，更不要说对数十个城堡一点点进行人工测绘了，对调研来说这真是一个大难题，不过李哲小时候曾经玩过航模，“如果能用航拍的方法把整个城堡拍摄下来就好了，这样不仅能引导地面的工作，又能够获得平面照片，速度还很快。”

李哲知道这个想法过于大胆，作为学建筑的，航拍离他的专业太远了，而且当时对航测更是一无所知，并不会预见到今天无人机不仅能航拍，而且其航测功能已经成为建筑遗产保护领域最先进、效率最高的测绘手段，所以当年他只是带着疑问从陕北回来，并将自己稚嫩的想法告诉导师、现任天津大学建筑学院党委书记的张玉坤教授。李哲的想法很简单：买一个翼展不到1米的泡沫玩具飞机，带一个小摄像头，能看到空中影像就行了，总共花费不会超过3000元。但得到的回答却使他跨入了这个“崭新的世界”--张书记说“要做就做专业的！”。

在这句话的支持和鼓励下，他2004年初到处奔走联系请教，请到天津航模领域水平最高的赵曙光教练教他学习操纵直升机，最终让导师花费7万余元购买的第一架小飞机于2004年夏天投入使用。“当时用一个承载着照相机的甲醇动力模型直升机为河北蔚县几个邨堡拍摄了照片，仅此而已，没有GPS定位，没有自动驾驶仪，没有数据处理方法，只有照片”，李哲说，“赵教练怕我自己遥控不好飞机，还特意到蔚县现场指导”。虽然第一次的航拍仅收获了鸟瞰照片，但李哲仍感到非常高兴，因为他把这张照片送给当地文物局后，当地成功申请到了“全国历史文化名镇”。还有一个非常高兴的人，就是天津大学教授、中国科学院院士彭一刚，他称赞“照片展现了古建筑群的美丽”，这句评价给予了李哲在梦想道路上坚持下去的信心。

8年间，李哲依靠自学掌握了航测技术、遥感考古解译知识，完成元中都遗址遥感、四川广源千佛崖震后航测等多个项目，使无人机低空遥感与测绘成为遗产领域公认的最新空间信息获取技术之一，天津大学建筑学院成为国内古建筑低空测绘研究的领导者。他的小飞机不仅更新换代，拥有了机载GPS、自动驾驶仪，而且还根据专业需求，与教练合作自主设计、制造“大飞机”，例如2011年设计成功国内第一架40公斤级涡轮轴无人直升机，和现有机型相比，具有功重比高，振动小，机身强度、精度高等优点，能用红外线探测到元中都南部存在的潜在遗址，还在全国近20个省份都有应用。据悉，该项技术拥有完整的知识产权，这使得天津大学建筑学院在建筑领域内的无人机低空信息采集方向位于全世界建筑学院、科研机构首位。

虽然起步早，现今拥有最先进的平台，申请多项专利，应用到几十处重要遗产地。但是他仍然感到压力很大，李哲坦言，“对小飞机本身性能的提升还有很多路要走”。原来，小飞机虽小，但集中了自动化、机械、建工、计算机、环境等多学科的知识，他需要不断的吸收各种人才，构成完整的研究团队才行，目前的发展正卡在这一个“节骨眼”上。“无人机低空信息采集”属于典型的跨学科边缘课题，部分相关专业的学生对这一研究方向缺乏了解，这给团队建立带来一定困难。

李哲认为，今后还应该更鼓励跨学科的交流和合作，其实同在工科大学，绝大部分科研工作都是具有相近甚至完全相同的研究思路，“从我的经验来看，跨学科、专业的难度并没有想象的那么高。”李哲说，“我庆幸自己在天津大学，有跨学科研究的土壤可供汲取。建筑学院有着国内引领学科前沿的建筑学知识背景，有天大理工类各种学科的资源和优势人才可以吸纳，才使得小飞机的技术能够发展得如此顺利，有如此广泛的应用。”

“起初学习飞行、航拍、航测、设计飞机的过程让我感觉很难，但建立高水平团队这一当前任务更难。”这始终让李哲感到肩上背负着重担“对于科研人员来说，比别人更早发现一个新的研究方向很难，能把一个方向在国内做到最好更难，然而最难的是长期保持建筑学院在这个科研方向上的先进性。”李哲最近做的最多的是在本校的相关学科寻找后备力量，“以前靠几个人是可以，但以后的发展就需要专业的团队了，这是一个质的飞跃，也是个艰难的转型期，但是会坚持下去，让小飞机的梦想一步步成真。”(通讯员王青)