傳統(tǒng)村落保護(hù)的信息技術(shù)方法

◎ 黨安榮 馬琦偉

圖3.1 黨家山村落選址與窯洞民居布局（黨安榮攝影）

建設(shè)美麗中國，實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展，是十八大報(bào)告提出的重要目標(biāo)。中國地域廣闊，民族眾多，在不同地域環(huán)境與不同民族文化的背景下，形成了特色鮮明的傳統(tǒng)村落。傳統(tǒng)村落是中華文明的載體，具有悠久的歷史、深厚的文化遺存。然而，隨著全球化、工業(yè)化、城市化、新農(nóng)村建設(shè)以及旅游業(yè)的發(fā)展，村落傳統(tǒng)已經(jīng)正在經(jīng)歷巨大的威脅和挑戰(zhàn)，保護(hù)傳統(tǒng)村落是近年來受到廣泛關(guān)注與探討的重要問題。

2012年，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、文化部、財(cái)政部共同啟動的中國傳統(tǒng)村落保護(hù)工作，涉及到傳統(tǒng)村落的全面調(diào)查與專家評審，并在此基礎(chǔ)上確定“中國傳統(tǒng)村落名錄”。同年12月公布的第一批傳統(tǒng)村落名錄包括640個不同類型的傳統(tǒng)村落。在傳統(tǒng)村落調(diào)查、分析、保護(hù)研究的過程中，信息技術(shù)的應(yīng)用是一個重要的研究方向。

1.空間信息技術(shù)的特點(diǎn)分析

空間信息技術(shù)（Spatial Information Technology）是20世紀(jì)60年代以來逐步發(fā)展起來的以獲取、管理、處理、分析、表達(dá)與地理位置相關(guān)的空間信息為主體的信息技術(shù)的總稱，具體包括遙感（RS，Remote Sensing），全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS，Global Navigation Satellite System）、地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR，Virtual Reality）等技術(shù)。概括起來，空間信息技術(shù)具有以下五方面的特點(diǎn)：（1）信息獲取的客觀性；（2）信息定位的精確性；（3）信息管理的靈活性；（4）信息分析的空間性；（5）信息表達(dá)的直觀性。

1.1 信息獲取的客觀性

這一特點(diǎn)主要是針對遙感技術(shù)而言，遙感（RS）技術(shù)是一種遠(yuǎn)距離不接觸物體而獲取其信息的探測技術(shù)，是通過記錄目標(biāo)物體反射或發(fā)射的電磁波來獲取信息的，不受任何人因素的干擾，具有很好的客觀性。自20世紀(jì)60年代以來，RS技術(shù)先后被廣泛應(yīng)用于自然資源與環(huán)境保護(hù)、人文資源與遺產(chǎn)保護(hù)、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理等眾多領(lǐng)域，非常重要的原因之一就是所獲取的信息不僅具有宏觀性，而且具有綜合性、動態(tài)性、多源性等特點(diǎn)。

1.2 信息定位的精確性

信息定位的精確性主要是針對高分辨率航天-航空遙感技術(shù)及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)而言。以高分辨率航天-航空遙感技術(shù)為基礎(chǔ)的攝影測量技術(shù)，是大范圍、快速獲取精確地形與地物信息的重要技術(shù)途徑。而GNSS則是現(xiàn)代高精度導(dǎo)航與定位的重要技術(shù)，目前全球擁有用戶最多的是美國的GPS，還有俄羅斯擁有GLONASS、中國的CAMPASS、已經(jīng)正在建設(shè)的歐盟伽利略系統(tǒng)（Galileo），未來可以更加廣泛地應(yīng)用傳統(tǒng)村落保護(hù)的各個方面。

1.3 信息管理的靈活性

信息管理的靈活性主要是體現(xiàn)在地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用中，GIS是一種特定而又十分重要的空間信息系統(tǒng)，是以采集、貯存、管理、分析和描述與空間和地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，可以將空間圖形數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化管理，便于靈活應(yīng)用。自上一世紀(jì)60年代誕生以來的50多年里，GIS已被廣泛應(yīng)用于自然及人文資源管理等諸多領(lǐng)域，并取得了巨大成績，這主要是由于應(yīng)用GIS可以非常方便地進(jìn)行一體化數(shù)據(jù)管理與分析。

1.4 信息分析的空間性

信息分析的空間性主要體現(xiàn)在GIS強(qiáng)大的空間分析功能方面。GIS區(qū)別于管理信息系統(tǒng)（MIS）的本質(zhì)就在于空間信息分析，GIS的空間分析功能應(yīng)用非常廣泛，對定量化決策支持非常有幫助。同時，空間分層數(shù)據(jù)與空間分析模塊相結(jié)合，使得GIS能夠完成大量復(fù)雜問題的分析，諸如空間區(qū)位分析、選址優(yōu)化分析、時空變化分析等；此外，還可以根據(jù)業(yè)務(wù)工作的需要，增加GIS空間分析模型，豐富GIS的綜合分析功能。

1.5 信息表達(dá)的直觀性

信息表達(dá)的直觀性主要體現(xiàn)在GIS與VR的空間表達(dá)功能。GIS不僅具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理與分析功能，同時對于分析的最終結(jié)果可以通過多種方式予以表現(xiàn)，包括類型繁多的二維和三維表現(xiàn)方式。VR的三維及其動態(tài)表現(xiàn)能力則更強(qiáng)，無論是城鄉(xiāng)規(guī)劃的現(xiàn)狀還是規(guī)劃的效果，都可以表現(xiàn)得非常逼真。特別是近年來高分辨率遙感技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展與應(yīng)用，智慧城市的構(gòu)建，更強(qiáng)化了空間信息技術(shù)對于信息的表達(dá)與傳播。

2.傳統(tǒng)村落保護(hù)需求分析

傳統(tǒng)村落保護(hù)涉及到一系列具體的工作，包括傳統(tǒng)村落的調(diào)查、識別、規(guī)劃、管理、利用等，其根本目的在于通過調(diào)查與識別確定傳統(tǒng)村落資源的重要性與敏感性，通過科學(xué)規(guī)劃與管理保護(hù)傳統(tǒng)村落資源的完整性與真實(shí)性，最終達(dá)到合理利用與永續(xù)發(fā)展。在開展上述工作的過程中，特別需要RS與GIS等空間信息技術(shù)的支撐。

2.1 調(diào)查與分析的需求

傳統(tǒng)村落的調(diào)查與分析是一項(xiàng)浩大的基礎(chǔ)性工作，借助于空間信息技術(shù)中的RS技術(shù)所獲取的遙感圖像不僅有助于在宏觀上認(rèn)識與把握傳統(tǒng)村落的空間分布及其相互關(guān)系，而且高分辨率航天-航空遙感圖像也可以輔助進(jìn)行傳統(tǒng)村落的詳細(xì)調(diào)查與定量分析，這是任何其他技術(shù)都無法比擬的。多年來RS技術(shù)在古村落保護(hù)研究中的應(yīng)用都可以很好的說明這一點(diǎn)，近年來高分辨率遙感技術(shù)與高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展，使得RS技術(shù)如虎添翼，有望在傳統(tǒng)村落調(diào)查與分析工作中發(fā)揮更大的作用。

圖3.2 黨家山村落自然與人文特色分析（馬琦偉繪制）

在借助RS技術(shù)進(jìn)行傳統(tǒng)村落調(diào)查與識別的基礎(chǔ)上，應(yīng)用GIS將所獲得的大量數(shù)據(jù)按照空間信息與屬性信息進(jìn)行分類組織與管理，形成傳統(tǒng)村落綜合數(shù)據(jù)庫，有助于實(shí)時開展傳統(tǒng)村落資源的查詢、檢索、分析以及可視化表達(dá)，進(jìn)而通過多因素評價確定傳統(tǒng)村落資源的重要性與敏感性，以便于有的放矢地開展下一步傳統(tǒng)村落資源的規(guī)劃與管理工作。

2.2 規(guī)劃與管理的需求

在調(diào)查與分析的基礎(chǔ)上，開展傳統(tǒng)村落保護(hù)規(guī)劃與管理工作是非常重要的技術(shù)途徑，規(guī)劃的過程實(shí)質(zhì)上就是對傳統(tǒng)村落資源進(jìn)行分級、分類、分區(qū)評價，并依此制定分級、分類、分區(qū)保護(hù)管理政策的過程。在傳統(tǒng)村落保護(hù)規(guī)劃過程中，基于GIS的傳統(tǒng)村落資源空間與屬性一體化數(shù)據(jù)庫的多種空間分析，諸如疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等都可以發(fā)揮很好的作用，為傳統(tǒng)村落評價過程中的多要素定量綜合分析提供了技術(shù)保障。

在傳統(tǒng)村落資源保護(hù)管理過程中，基于GIS開發(fā)傳統(tǒng)村落管理信息系統(tǒng)是一個非常好的選擇，在管理信息系統(tǒng)支持下，不僅可以開展常規(guī)的查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、展示等管理工作，而且可以進(jìn)行定量與定向相結(jié)合的變化分析與發(fā)展預(yù)測。同時可以借助遙感技術(shù)對傳統(tǒng)村落進(jìn)行動態(tài)變化監(jiān)測，以便于隨時掌握現(xiàn)實(shí)性很強(qiáng)的傳統(tǒng)村落資源狀況，及時調(diào)整規(guī)劃與管理方案，保障對傳統(tǒng)村落資源完整性與源真性的保護(hù)。

2.3 利用與傳承的需求

保護(hù)傳統(tǒng)村落資源的根本目的主要有兩個方面：其一是科學(xué)合理的利用，其二是持續(xù)發(fā)展與傳承。科學(xué)合理的利用離不開規(guī)劃與管理，空間信息技術(shù)的應(yīng)用需求是顯而易見的；另一方面，在何時、何地、開展何種方式、何種程度的利用活動都是可以借助GIS進(jìn)行定量分析的。與此同時，在開展利用活動的過程中，對于傳統(tǒng)村落資源影響的時間變化、空間分布、程度差異也可以通過遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測，以便形成實(shí)時反饋機(jī)制，隨時調(diào)整對傳統(tǒng)村落資源利用的時間、地點(diǎn)、方式與程度。

對于傳統(tǒng)村落文化的傳承，涉及到外因與內(nèi)因兩個方面。外來文化的影響、滲透、侵蝕是傳統(tǒng)村落文化傳承面臨的重要外因，而村落居民對于自身傳統(tǒng)文化價值的認(rèn)同感與自豪感則是傳統(tǒng)村落文化傳承的根本內(nèi)因。借助網(wǎng)絡(luò)GIS與管理信息系統(tǒng)可以有效的宣傳村落文化的價值與特色，引起社會各界的廣泛關(guān)注，并熏陶與教育村落居民、特別是年輕居民是非常有意義的。如果全社會都能夠自覺地關(guān)注傳統(tǒng)村落文化的保護(hù)與傳承，外來的影響就會逐步減少，而內(nèi)在的保護(hù)意識與傳承責(zé)任就會逐步增大。

圖3.3 村落區(qū)域衛(wèi)星影像圖（馬琦偉繪制）

3.空間信息技術(shù)應(yīng)用探討

基于上述傳統(tǒng)村落保護(hù)研究的需求分析，下面以陜西省佳縣傳統(tǒng)村落黨家山的保護(hù)研究中空間信息技術(shù)的應(yīng)用為例，探討空間信息技術(shù)輔助傳統(tǒng)村落保護(hù)研究。

黨家山村所在地區(qū)的自然條件具備典型的陜北黃土高原特色（圖3.1、圖3.2），溝壑縱橫、地形破碎；村落空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)串珠形，即通過黃土梁頂部一條主要道路將幾乎所有農(nóng)戶的窯洞院落聯(lián)系起來，在村落的制高點(diǎn)處坐落著土地神廟；村落的文化內(nèi)容完整而豐富。

3.1 資源調(diào)查與分析應(yīng)用

在傳統(tǒng)村落資源調(diào)查與分析階段，應(yīng)用中高分辨率（2.5米）的法國SPOT衛(wèi)星遙感圖像作為主要的背景信息，對村落文化資源進(jìn)行空間定位，并認(rèn)識文化資源與自然環(huán)境之間的相互關(guān)系（圖3.3）。同時，借助于GIS的空間數(shù)據(jù)輸入與管理功能，構(gòu)建村落空間與屬性一體化數(shù)據(jù)庫，具體內(nèi)容包括行政區(qū)劃、道路交通、河流水系、地形地貌、特色景點(diǎn)、民居建筑等空間數(shù)據(jù)，以及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、文化資源屬性數(shù)據(jù)等。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用GIS空間分析功能開展多種空間分析，比如地形分析（圖3.4）。

圖3.4 村落區(qū)域地形分析圖（馬琦偉繪制）

質(zhì)量較好的窯洞民居

土窯洞民居

圖3.5 黨家山村窯洞民居建筑質(zhì)量分級圖（馬琦偉繪制、黨安榮攝影）

質(zhì)量中等的窯洞民居

圖3.6 黨家山村窯洞民居建筑材料分類圖（馬琦偉繪制、黨安榮攝影）

石窯洞民居

圖3.7 傳統(tǒng)村落黨家山保護(hù)分區(qū)圖（馬琦偉繪制）

圖3.8 傳統(tǒng)村落黨家山保護(hù)規(guī)劃圖（馬琦偉繪制）

3.2 保護(hù)規(guī)劃與管理應(yīng)用

在傳統(tǒng)村落資源保護(hù)規(guī)劃與管理階段，主要是依據(jù)前一階段所建立的GIS空間與屬性一體化數(shù)據(jù)庫開展多要素分析，根據(jù)傳統(tǒng)村落資源的屬性特征、質(zhì)量特征、重要性、敏感性等確定其分級（圖3.5）、分類（圖3.6）與分區(qū)（圖3.7），并進(jìn)一步制定相應(yīng)的保護(hù)規(guī)劃（圖3.8）與保護(hù)措施。同時，為了更好地落實(shí)保護(hù)規(guī)劃，可以研發(fā)傳統(tǒng)村落保護(hù)管理信息系統(tǒng)，滿足信息查詢、檢索、分析、預(yù)測、展示等功能，還可以進(jìn)一步開展資源現(xiàn)狀的在線監(jiān)測與動態(tài)變化分析，以便于更好的進(jìn)行管理與保護(hù)。

3.3 文化發(fā)展與傳承應(yīng)用

在傳統(tǒng)村落文化發(fā)展與傳承應(yīng)用階段，最基本的是借助GIS的二維與三維表現(xiàn)功能，向社會公眾展示傳統(tǒng)村落文化資源空間分布與類型狀況；同時借助于信息網(wǎng)絡(luò)向國內(nèi)外廣大民眾發(fā)布與展示傳統(tǒng)村落文化資源的基本狀況、空間分布、主要特色、保護(hù)目標(biāo)、保護(hù)措施等，以爭取全社會對傳統(tǒng)村落文化資源的游賞與保護(hù)，促進(jìn)傳統(tǒng)村落文化資源的全民保護(hù)意識與保護(hù)行動，從根本上實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)村落文化資源的利用與傳承！

4.結(jié)語

本文以陜西省佳縣傳統(tǒng)村落黨家山文化資源保護(hù)為例，分析應(yīng)用空間信息技術(shù)開展傳統(tǒng)村落保護(hù)研究的技術(shù)方法，期望形成一般性的方法流程，以便推廣應(yīng)用，促進(jìn)傳統(tǒng)村落保護(hù)工作。