福建首个文物建筑AI数字孪生平台上线

泉州作为中国古代“海上丝绸之路”的重要起点，拥有着丰富的历史文化遗产。这些文物古迹见证了泉州在古代海洋贸易中的重要地位，也体现了泉州特有的海丝文化。壮丽的闽南红砖古厝主要分布于福建厦漳泉地区。“红砖白石双坡曲，出砖入石燕尾脊。雕梁画栋皇宫起，石雕木雕双合璧“是闽南建筑文化的重要组成。福建农林大学老师张佳莹联手国家级闽南传统民居建筑营造技艺传承人蒋钦全大师，打造福建首个文物建筑AI+数字孪生，构建闽南文物建筑保护与传承人工智能（AI）语义库，推进与生成式人工智能(Generative AI)融合的新一代数字孪生技术，提高泉州文物建筑综合管理水平和保护传承效能。

文物建筑的三维建模极具挑战性。比如闽南泉州地区的传统民居建筑蚵壳厝是一种非常独特且具有艺术感的建筑形式。这种建筑的墙面由拾取的蚵壳和海泥混合筑造而成，呈现出凹凸不平的线条感和雕塑感。针对蚵壳厝这种具有复杂结构和独特外观的建筑，传统的三维建模方式面临巨大挑战，需要考虑如何准确地再现蚵壳厝墙面的凹凸不平、线条感和雕塑感，以及如何处理蚵壳和海泥混合体的材质和质地。AI建模技术可实现高效、精细的文物建筑三维模型重建，高度还原文物建筑真实场景，并解决复杂建筑物三维模型轻量化问题，在短期内快速完成大量泉州文物建筑的三维模型建立，并且未来高效更新文物建筑三维记录。

文物建筑的构件语义识别对非专家级人士来说极具难度。比如闽南传统建筑中的山墙（规壁、鹅头、马背）：建筑物左右两侧上端像山形的墙壁，其形状有金木水火土五行的象征意义，“金者头圆而足阔，木者头圆而身直，水者头平而生泥，平行则如生蛇过水，火者头尖而足阔，土者头平而体秀。” 五行山墙是闽南等地民居的特色，将山墙与五行相结合，赋予风水意义，同时也使建筑形态更加丰富。而网上针对山墙的五行标注常见错误理解。AI大语言模型（LLM）为文物建数字模型构建对话互动的智能体。数字孪生智能体可以与用户进行对话和互动，用户只需输入模糊的查询指令或者拍录眼见的建筑山墙构件，智能体便会呈现准确的山墙五行信息，并且可以查询文物建筑的背景和历史脉络。这项成果提高遗产数字孪生中组件的文档记录和查询能力。通过与大语言模型AI的互动，可以快速检索闽南文物建筑的历史背景、建筑风格和文化意义。

泉州位于中国东南沿海，频繁的台风对文物建筑构成威胁。强风和暴雨可能损坏屋顶、墙体和木质结构，尤其是对于年代久远、结构相对脆弱的文物建筑。泉州夏季的高温和湿热气候会加速建筑材料的老化和腐蚀，尤其影响木材和墙体涂层，并增加虫害对木材的侵袭。海风带来的盐分会导致建筑物的盐蚀，长期风化则会使建筑表面剥落和崩解，进而影响其结构和外观。此外，泉州地区也可能受到地震影响，导致建筑的结构性破坏。为应对极端天气，平台设计了应急管理模块。该模块通过接入实时城市天气数据，持续监测泉州的天气状况。它能够提供精准的天气灾害预警，并支持决策制定，帮助有效应对暴雨和高温等极端天气对文物建筑的威胁。

该平台目前为内部上线，将会在不久后面向公众开放。

人物简介：

蒋钦全，出身于福建省泉州市惠安县的一个石雕世家，是清代蜚声八闽的“蒋源成”石铺第六代传人。国家级“闽南传统民居营造技艺”非遗传承人、国家一级建造师、文物责任工程师，先后师从张由芳、杜仙洲、罗哲文（师从著名文物建筑学家梁思成、刘敦桢等）等名匠大师。CCTV2013年《乡土盛典》文化风采榜人物荣誉。著有《闽南传统建筑营造技艺》一书。现任福建省文史研究馆馆员、中国民族建筑研究会专家委员会委员、福建省建筑业协会传统建筑分会会长、泉州市民间工艺美术家协会主席、泉州市土木建筑学会副会长，福建省泉州市文物建筑有限公司董事长。

张佳莹，祖籍泉州，任教于福建农林大学。多年来从事文物建筑保护理论、方法与政策研究。研究活动跨越了中国大陆、中国香港、英国伦敦、马耳他等地不同气候区。2016年进入伦敦大学学院（University College London）攻读可持续遗产专业的硕士学位，随后在清华大学从事建筑与工程智能化方面的研究。2023年在香港科技大学获得博士学位，并继续在该校从事博士后研究工作。著有《Digital Twins for Heritage Building Preservation》（文物建筑保护中的数字孪生）一书。打造香港首个城市级文物建筑AI+数字孪生平台。

梁振宇，香港科技大学博士生，主要研究三维重建，擅长利用图像、点云等技术重建文物建筑等复杂场景的三维模型，并通过人工智能技术进一步生成信息化模型。

陈泽富，香港科技大学硕士生，主要研究AI多模态大语言模型算法，擅长利用有限数据对多模态大模型进行场景训练并构建智能体。

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