文 | 郑伟彬

法国当地时间4月15日18时50分左右，巴黎圣母院发生火灾。据路透社，火灾发生前，这里正在翻修。这次火灾导致圣母院标志性的尖顶坍塌。据《卫报》报道，法国总统马克龙要求全国一起重建巴黎圣母院，宣布进行国际筹款活动以筹集资金进行维修。

从目前来看，恢复大教堂的信息比较丰富，包括各种平面图像、3D图像等。而更为重要的是，美国瓦萨学院的艺术历史学家安德鲁·塔隆（Andrew Tallon）从2010年开始，通过使用激光扫描仪创建了一个完美无瑕的大教堂的数字模型。

塔隆教授在大教堂内使用激光三脚架，在教堂内外的50多个地方进行数据采集。激光扫描具有很高的精确度。这些激光束不断扫描大教堂内部结构，通过测量扫描仪与其撞击的每个点之间的距离。每个测量用一个彩色圆点表示。这样逐步累积、建立起大教堂的三维图像。

激光扫描得到的点云数据建立了巴黎圣母院的虚拟模型（图片来源：法国杂志Sciences et Avenir于2015年8月版配图）

这些扫描出来的数据最后再被拼接在一起，形成一个包含超过10亿个点的“点云”。点云数据的每个点，除了具有几何位置以外，同时还具有点的颜色信息，分类值、强度值、时间等信息。因此，点云数据可以高度还原现实世界。自动驾驶中的激光雷达，即是如此帮助汽车实现对世界的感知。

图片来源：Andrew Tallon，《NOTRE-DAME De PARIS SOUS LA DIRECTION DU CARDINAL ANDRé VINGT-TROIS》

不仅如此，点云数据除了能够建立起大教堂的三维图像，同时能够揭示其他难以察觉的结构问题。比如塔隆教授当时就发现，国王画廊几乎已经从铅锤中移出了一英尺、巴黎圣母院的内部柱子并没有完美对齐等。这些显然是其他图像所无法完成的。

图片来源：Andrew Tallon，《NOTRE-DAME De PARIS SOUS LA DIRECTION DU CARDINAL ANDRé VINGT-TROIS》

数字孪生技术在许多领域已经有了很深入的应用，包括工业领域或智慧城市领域，借助于该项技术完成模拟、实验与预测等功能。比如通用电气公司将它用于预测飞机引擎在使用不同时间后可能出现的损伤程度。而对于智慧城市，数字孪生技术通过渗透到城市的规划、建设以及应用等场景之中，同时基于高性能的协同计算、对现实中海量数据的处理等，为孪生城市的高效运行及城市治理等提供智能化的决策。

回到巴黎圣母院的重建上，由于塔隆教授已经在2018年底去世，因此他无法评论此前的工作最终是否将有助于大教堂的重建，但从数字孪生技术的角度上看，即使其数据模型未能完全助力大教堂的重建，但巴黎圣母院也将能在虚拟世界中永生。

□郑伟彬（新京报智慧城市研究院研究员）

校对：王心