利用物联网技术实现对洞窟环境参数的实时采集与动态追踪 ，探地雷达与高密度电法仪透视着崖体内部的裂隙
，数字采集让洞窟内的塑像和壁画在云端“永生 ”……在秦岭西端的麦积山石窟与河西走廊的莫高窟，千年石窟传承保护正经历着一场前所未有的科技变革。

　　从监测预警到机理研究 ，从精细修复到数字永生
，科技力量正贯穿文物保护全链条，为千年文明筑起一道坚实屏障 。

　　实时感知洞窟变化

　　走进位于甘肃省天水市的麦积山石窟监测中心 ，电子大屏上呈现着不同洞窟的温湿度、二氧化碳浓度等数据
。

　　这是2017年建成的麦积山石窟遗产监测预警平台
，它通过物联网与无线传输技术，将洞窟外的气象环境与洞窟内温湿度 、光照强度等数据实时传输到监测平台 ，配合定期人工巡查与无人机航拍，形成了“综合监测—提前预报—风险预警—应急处突
”的综合监测管理体系
，为洞窟保护修复
、基础研究、开放游览等提供数据支撑和决策依据。

　　“以前多以人工监测为主，现在利用互联网技术可实现全面监控 。”麦积山石窟艺术研究所保护研究室副主任徐博凯说 ，数据每隔数分钟更新一次
，工作人员在监测中心可全面掌握石窟的整体状态，同时数据实时传输至敦煌研究院总平台
。遇到降雨或降温等极端天气时 ，温湿度曲线出现明显波动
，系统自动提示，工作人员可根据情况判断是否需要开启窟门通风散湿。从“人工监测 ”到“可视化平台
” ，全方位的监测预警为科学保护积累了宝贵的数据资源 。

　　麦积山石窟的监测预警平台
，是敦煌研究院预防保护体系的一个子平台，近来 已实现了院属“一院六地”的全方位监测
。

　　在敦煌市莫高窟 ，遗产监测预警平台集成数百个传感器
，借助物联网传输与大数据分析技术，为温湿度 、岩体应变等指标设定阈值 ，一旦越限即刻报警，“在屏幕前感知洞窟 ”已成为日常。

　　“我们已从过去的抢救性保护转变为现在的预防性保护 。
”敦煌研究院文物保护技术服务中心副主任
、保护研究所修复技术研究室主任水碧纹说。

　　2020年建成投用的多场耦合环境模拟实验室
，是我国文物保护领域唯一的大型物理仿真模拟平台，能够将自然侵蚀过程在实验室中加速重现 ，为揭示病害机理提供了科学支撑
。实验室成果已推广应用于国内20余个省区、54项保护工程
，并辐射至吉尔吉斯斯坦等共建“一带一路”国家。

　　从莫高窟到麦积山石窟，从监测预警体系到国家重点实验室 ，敦煌研究院正以科技创新推动文物保护从“抢救性保护 ”向“预防性保护”转型 。

　　精细识别文物“病灶
”

　　在莫高窟126窟修复施工现场
，水碧纹与现场负责人王兴龙针对修复壁画的颜料色差进行了探讨
。

　　“起甲回贴比较困难，颜料层很薄 ，弄不好就会脱落或贴不平整。”水碧纹说
，这样的场景在石窟保护中十分常见，有效应对壁画各类病害挑战的 ，是一整套建立在现代科技手段之上的精准修复体系 。

　　利用这些技术手段
，保护者在不接触 、不损害文物的前提下就能看清“病灶 ”所在
。

　　水碧纹说，诊断环节的技术进步尤为显著 ，X射线荧光
、拉曼光谱、LIBS光谱 、红外光谱等多种原位无损分析技术，为壁画颜料与地仗成分分析提供了技术支撑
，X射线探伤、内窥镜
、多光谱摄影等技术，则使壁画病害诊断与识别更加科学。

　　针对崖体内部裂隙与渗水 ，探地雷达与高密度电法仪可实施“透视
”探测
，雷达波反射剖面揭示裂隙走向与密度，电流数据则反映含水区域分布 ，两者结合为岩体加固与渗水治理提供精确依据 。

　　在治理层面
，各类修复技术因病害而异
。无论壁画起甲、地仗酥碱还是空鼓开裂，每一种病害的修复都有科学仪器提供支撑。

　　水碧纹和保护团队研发了应用“海绵”类吸附材料对壁画表面厚重烟熏污染物进行清洁的技术 ，在不损伤颜料层的前提下逐步还原壁画色彩与线条 。

　　鼯鼠污染防治与微生物治理是麦积山石窟开展的一项重要工作
。

　　“项目组基于鼯鼠活动节律与排泄物成分的系统调查
，在明确其习性及排泄物理化特征的前提下，结合污染部位表层材质特性 ，构建了集人工唾液贴敷清理 、物理化学驱避与超声波干预于一体的综合防治体系
，有效缓解了鼯鼠活动与排泄物对石窟文物的影响。 ”徐博凯说 。此外，针对微生物病害 ，项目组正在运用高通量测序和扫描电镜等技术，开展污染区域微生物群落结构与组成的系统解析
，期望为后续精准防治方案的制定提供理论支撑。

　　“〖Fourteen〗
、 五
”期间，敦煌研究院先后攻克了墓葬壁画原位保护、彩塑稳定性诊断 、砂岩石窟寺防风化
、土遗址综合保护等关键技术 ，制定国家、行业标准27项
，形成了一整套成熟的保护修复技术体系
。

　　数字留存历史瑰宝

　　在莫高窟61窟，五台山全景图壁画静静铺陈 ，工作人员正进行数据采集。

　　“数字化不只是备份
，更是让文物走出洞窟 、走向大众 。数据采集完成后，我们会进行加工转化 ，再利用一些智能化手段做成立体模型
，通过场景化互动展示，让游客在展示地进行现场体验
。”敦煌研究院文物数字化研究所副所长丁晓宏说 ，团队采集数千张均匀曝光
、色彩准确的影像
，再经自研拼接软件处理，将曲率变化极大的壁面还原为等比例高清平面图像。基于这些数据 ，利用VR/AR实时渲染与空间定位技术，让观众“行走 ”在千年画卷之中 。

　　据介绍
，数字化的作用主要是建立高清数字档案，让文物以数字形态永久保存 ，同时服务于学术研究、文化传播等
。

　　截至近来 
，敦煌研究院已完成323个洞窟的数字化采集，数据总量超过600TB ，实现210个洞窟拼接处理 、227个洞窟的全景漫游节目制作和省内外16处大遗址的三维重建。

　　“数字化真正的价值在于‘用’ 。
”丁晓宏介绍
，2016年上线的“数字敦煌”资源库向全球免费共享高清图像，近来 已覆盖78个国家 ，超过2300万人次浏览
。2022年
，“数字敦煌开放素材库 ”利用区块链技术实现数据授权追溯，用户可根据需求申请下载资源 ，研究者可提取元素与线条进行二次创作
，普通用户可按名称甚至按色彩喜好调取敦煌素材。2025年5月上线的“数字藏经洞
”数据库平台，已录入文物目录超74000条 ，发布敦煌文书超9900卷，标志着流失海外敦煌文物的数字化回归取得实质性进展 。

　　在文化传播层面
，数字化成果已从“高清存档”走向多元转化
。从2014年至今，敦煌数字化展览已在美国
、俄罗斯、以色列 、摩洛哥等国家举办50余场。与腾讯合作的云游敦煌小程序等 ，则将敦煌文化元素带入年轻群体的视野 。

（文章来源：经济日报）