一 概述

长城是中华文明的象征和中华民族的名片，1987年被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》，在全人类历史文化遗产中有着重要的地位。为切实做好长城保护工作，国务院2005年批准了《长城保护工程（2005～2014年）总体工作方案》，要求用较短的时间摸清长城家底，建立相关法规制度，依法加强监管，从根本上遏制对长城的破坏，为长城保护管理工作的良性发展打下坚实基础。

由于历史原因和受技术条件所限，人们一直未能对长城这一超大型线型文化遗产进行全面、科学的综合调查，尚未掌握其空间分布、保存状况、实际长度等方面的准确数据。根据国务院关于长城保护的有关要求，国家测绘局和国家文物局于2006年10月26日联合签署合作协议，决定发挥各自的资源和技术优势，联合开展长城资源调查与测量，国家文物局负责长城考证，国家测绘局负责测量，并共同做好明长城重要地理信息发布审核工作。考虑到明长城主体的分布格局与地理位置定义较为明确，基本体现了万里长城的主体格局、主线分布和走向，加上历史上科学家对明长城研究积累较多，有较丰富的综合考察资料，两局商定首先开展明长城资源调查与测量，并指派国家基础地理信息中心为测绘系统的牵头单位、中国文化遗产研究院为文物系统的牵头单位，具体地设计和组织实施明长城测量项目。

本文主要介绍明长城测量的技术研究与工程实践情况。第二节介绍“影像为基、立体量测、带状建库”的总体研究思路，第三节讨论资源田野调查、长度量测和明长城资源地理信息系统建设的技术路线，第四节从技术试点、标准制定、人员培训、质量控制等方面介绍项目组织实施情况，第五节给出明长城测量取得的主要成果。

二 总体研究思路

明长城分布地域广（10省市）、时间跨度长（800多年）、格局较为复杂（含内边、外边、支线）。其资源调查内容较为丰富，主要包括：（1）长城墙体；（2）敌台、马面、关、堡、烽燧等长城附属设施；（3）采石场、碑刻、驿站等相关遗存。为此需要在沿长城两侧各1公里范围内开展田野调查和专业考证，采集相应文物标本，进行专业著录、拍照、录像、量测、绘图等。针对这些特点，本项目按照“文物部门定性、测绘部门定量”的基本策略，提出了“影像为基、立体量测、带状建库”的总体研究思路，如图1所示。

图1 明长城测量的总体研究思路

1.影像为基

长城本体、附属设施及相关遗存在高分辨率遥感影像上有着清晰的特征。文物专家借助其进行调查路线规划、要素影像预判和标定，能够减轻田野调查劳动强度，提高信息采集和标注的效率及准确性。此外，明代在山区修建长城时，尽量建在山脊外侧陡峭边缘上，且将山险、水险等天然险用作组成部分，使得长城墙体及各种附属设施所处的地形极为复杂，须在三维立体模型上量测其实际长度。因此，首先要利用较高分辨率航空摄影资料，构建1∶10000比例尺的明长城带状区域的立体影像模型，并制作相应的正射影像，用作田野调查、立体量测和资源空间化整合的基础。本项目所采用的影像资料航摄比例尺大于1∶35000的达95%，2000～2008年获取的影像资料占70%。

2.立体量测

参照大范围的田野调查资料，在带状高精度立体影像模型上，测定明长城人工墙体和天然险、壕堑以及各种附属设施的空间分布，并分类计算其长度。例如，依据田野调查确定的各种墙体类型（人工、天然险、壕堑等）、保存程度（较好、一般、差、消失等）和材质（石墙、砖墙、土墙等）等，在立体影像模型上沿墙体表面中心线量测三维拐点，进行分段和属性赋值处理等，然后进行长度分类统计汇总，求出明长城坡面总长度及其空间分布。对于影像上难以辨认的长城，由文物部门负责考证和确认。明长城沿线10个省（市、区）测绘部门负责完成各自区域的量测工作，省文物部门配合定性确认。国家基础地理信息中心根据各省上交的验收合格长度量测数据，进行明长城总长度及分类长度的统计与精度评价。

3.带状建库

以明长城沿线带状范围为对象，生产包括数字高程模型数据（DEM）、数字正射影像数据（DOM）、数字线化图数据（DLG）、长城专题影像图数据（TMAP）等在内的基础地理信息数据，实现专题数据、各种属性数据、历史文献记录、音频视频资料等资源调查成果的空间化整合，形成长城