大數(shù)據(jù)背景下的歷史文化名城保護(hù)及應(yīng)用初探

文／張馨月 安徽建筑大學(xué) 碩士研究生

引言

在當(dāng)今多維互聯(lián)的時(shí)代，大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用為各學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)，數(shù)字化保護(hù)與監(jiān)管的發(fā)展需要大數(shù)據(jù)提供支撐。隨著國(guó)家對(duì)數(shù)字化保護(hù)及智慧化管理的進(jìn)一步探索，建立數(shù)字平臺(tái)對(duì)文物古跡、歷史地段甚至城市片區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管與多維展陳成為發(fā)展大勢(shì)。

對(duì)歷史文化名城進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)，通過對(duì)重點(diǎn)文物保護(hù)單位多源數(shù)據(jù)的獲取，建立數(shù)字模型乃至信息管理平臺(tái)。利用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算提供快捷的信息檢索、數(shù)據(jù)更新、資源共享等功能，為重點(diǎn)文物保護(hù)單位的有效監(jiān)管與保護(hù)傳承提供精細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 “數(shù)字名城”概念界定

大數(shù)據(jù)將城市形態(tài)和歷史文脈等屬性信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化統(tǒng)計(jì)和處理，以全新的思路呈現(xiàn)出歷史文化名城的特色。

“數(shù)字名城”是在大數(shù)據(jù)背景下，借助數(shù)字化技術(shù)建立歷史文化名城信息管理平臺(tái)，一方面在宏觀層面對(duì)城區(qū)格局與歷史風(fēng)貌進(jìn)行維護(hù)；另一方面借助海量信息對(duì)信息進(jìn)行分析處理，系統(tǒng)性地對(duì)歷史文化名城進(jìn)行保護(hù)應(yīng)用，資源共享與展示傳承，促進(jìn)歷史文化名城的信息監(jiān)管與文化特色傳承。在未來，進(jìn)而將相互獨(dú)立的多個(gè)歷史文化名城“串聯(lián)”起來，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管與展陳資源的共享。近年來，數(shù)字化保護(hù)的領(lǐng)域逐漸從局限的文物與單體建筑拓展至城市歷史地段和歷史文化名城，積極推動(dòng)了歷史文化名城名村的保護(hù)監(jiān)管與文化輸岀，有利于實(shí)現(xiàn)歷史文化名城的數(shù)字重生。

2 “數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

基于對(duì)“數(shù)字名城”應(yīng)用實(shí)踐的探索，以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)來建設(shè)歷史文化名城的信息管理平臺(tái)。該平臺(tái)作為歷史文化名城所有空間數(shù)據(jù)及屬性資料的有機(jī)匯總，用戶可通過實(shí)景模型漫游觀覽歷史文化名城整體格局與歷史風(fēng)貌；空間數(shù)據(jù)包含具有保護(hù)價(jià)值的歷史文化街區(qū)、文物古跡及歷史建筑的多源信息；屬性信息由歷史文化名城的區(qū)位概況、歷史沿革、保護(hù)規(guī)劃及非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄等信息組成。

2.1 價(jià)值詮釋

歷史文化名城信息管理平臺(tái)的建立，將有效記錄名城的歷史文脈、城市格局、街巷肌理、建筑風(fēng)貌及人文特色；可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快捷的信息更新、監(jiān)管及檢索。以信息管理平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行歷史文化名城數(shù)字化保護(hù)及展陳，在實(shí)現(xiàn)城市特色風(fēng)貌與文化永續(xù)傳承的同時(shí)，也促進(jìn)其特色文化遺產(chǎn)更好更快更廣泛地傳播。

2.2 技術(shù)路線

“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)設(shè)計(jì)匯集了建筑學(xué)、城市規(guī)劃及遙感測(cè)繪等專業(yè)學(xué)科力量，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、跨學(xué)科的技術(shù)融合。平臺(tái)建設(shè)初期，規(guī)劃及建筑專業(yè)需將基礎(chǔ)資料收集完備；同時(shí)通過無人機(jī)航測(cè)傾斜攝影等現(xiàn)代科學(xué)測(cè)繪技術(shù)生成歷史文化名城的數(shù)字地形圖，完成數(shù)字建模、數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建及系統(tǒng)開發(fā)的工作，進(jìn)而搭建信息管理平臺(tái)。平臺(tái)搭建完備的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分級(jí)分類錄入名城的歷史沿革、保護(hù)規(guī)劃、圖文影像及建筑信息等內(nèi)容（圖1）。

圖1 “數(shù)字名城”平臺(tái)建設(shè)流程（圖片來源：作者自繪）

2.2.1 三維技術(shù)建模

“數(shù)字名城”在三維建模過程中，需要借助三維激光掃描、三維遙感和地理信息處理等現(xiàn)代科學(xué)測(cè)繪技術(shù)對(duì)城區(qū)內(nèi)主要建筑物等信息進(jìn)行掃描，必要時(shí)同時(shí)收集城市地下信息，為數(shù)字建模提供更準(zhǔn)確和詳細(xì)的數(shù)據(jù)。促進(jìn)未來“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)功能模塊的多樣化融合與拓展。

2.2.2 三維技術(shù)虛擬仿真系統(tǒng)

“數(shù)字名城”主要建立在現(xiàn)實(shí)城市的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)字模型，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行城市歷史地段或特色街道的場(chǎng)景重現(xiàn)（圖2），公眾能夠通過平臺(tái)展示模塊直觀了解真實(shí)的歷史文化名城，以交互方式和交互系統(tǒng)審視“數(shù)字名城”?；跀?shù)字模型建立三維技術(shù)虛擬仿真平臺(tái)并添加空間數(shù)據(jù)庫(kù)，大眾可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)“數(shù)字名城”平臺(tái)進(jìn)行訪問；平臺(tái)管理員可在后臺(tái)從多個(gè)角度對(duì)歷史文化名城進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)管、數(shù)據(jù)分析與資源共享，協(xié)同歷史文化名城的自然與人文環(huán)境建設(shè)，全面促進(jìn)大數(shù)據(jù)背景下歷史文化名城傳統(tǒng)風(fēng)貌留存與歷史建筑的創(chuàng)新性保護(hù)。

圖2 “名城”歷史地段場(chǎng)景重現(xiàn)（圖片來源：作者自繪）

2.2.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)是“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)的核心。在平臺(tái)展示與應(yīng)用中，通常采用三維激光掃描技術(shù)將重點(diǎn)城區(qū)及歷史文化街區(qū)的既有建筑特征和歷史風(fēng)貌進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，恢復(fù)歷史文化街區(qū)等特色核心保護(hù)區(qū)域的傳統(tǒng)風(fēng)貌特征。

在前期跨學(xué)科合作完成系統(tǒng)開發(fā)和平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，由規(guī)劃及建筑等專業(yè)完成平臺(tái)信息的采集、提取、加工與錄入，并對(duì)內(nèi)容進(jìn)行分級(jí)分類。一方面，“數(shù)字名城”數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)歷史文化名城空間位置信息與屬性信息有機(jī)結(jié)合的空間數(shù)據(jù)庫(kù)；另一方面，“數(shù)字名城”數(shù)據(jù)庫(kù)也是城市的歷史文化要素三維管理云平臺(tái)。它能夠分析、處理和挖掘空間數(shù)據(jù)，具有空間數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示、編輯、檢索、分析、表達(dá)、輸出和應(yīng)用等功能。其在歷史地段、文物建筑的空間表達(dá)、歷史資料存檔、勘察信息標(biāo)準(zhǔn)化及保存狀況評(píng)估等方面，也同樣具有傳統(tǒng)方法無法比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。通過空間數(shù)據(jù)庫(kù)獲得更全面的資料和分析成果以輔助城市規(guī)劃及建筑設(shè)計(jì)，科學(xué)地指導(dǎo)歷史文化名城保護(hù)監(jiān)管及干預(yù)工作，同時(shí)還具備勘察設(shè)計(jì)、指定保護(hù)計(jì)劃、在線管理等功能。

2.3 設(shè)計(jì)框架

大數(shù)據(jù)背景下，歷史文化名城保護(hù)工作需要具備信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)管和交互展陳等需求。因此，歷史文化名城信息管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)框架（圖3）主要由數(shù)據(jù)處理、地圖操作、交互式展陳三部分構(gòu)成。

圖3 “數(shù)字名城”設(shè)計(jì)框架（圖片來源：作者自繪）

2.3.1 數(shù)據(jù)處理

“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)不僅可以檢索歷史文化名城宏觀及微觀的數(shù)據(jù)，還能夠有選擇地收集地方研究成果，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、分析與歸納，進(jìn)一步從城市的產(chǎn)生和發(fā)展角度來詮釋其歷史、學(xué)術(shù)及文化藝術(shù)特色。

2.3.2 地圖操作

該平臺(tái)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)可用于歷史文化名城對(duì)重點(diǎn)文物保護(hù)單位的動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作。通過三維地圖進(jìn)行方便高效的操作，實(shí)現(xiàn)線上實(shí)景漫游、在線查詢及視圖瀏覽等功能。以國(guó)家歷史文化名城湖州市為例，湖州市信息管理系統(tǒng)按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)錄入標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同保護(hù)級(jí)別的國(guó)家歷史文化名城進(jìn)行數(shù)據(jù)展示和分析，包含市域、歷史城區(qū)、歷史文化街區(qū)三個(gè)空間層次。該系統(tǒng)對(duì)歷史文化名城湖州的保護(hù)體系現(xiàn)狀進(jìn)行了“全要素”的多層次展示和管理。

2.3.3 交互式展陳

歷史文化名城信息管理平臺(tái)展示傳播模塊主要面向社會(huì)大眾，因此通俗且形象的展陳方式尤為重要。運(yùn)用多媒體手段展示研究成果，向大眾展示名城的歷史風(fēng)貌、傳統(tǒng)格局及文物遺存，并通過交互式設(shè)計(jì)強(qiáng)化人與物質(zhì)和文化的互動(dòng)體驗(yàn)感受（圖4），以一種更貼近公眾的方式展示城市特色文化，弘揚(yáng)特色文脈。激發(fā)大眾對(duì)歷史文化名城的保護(hù)意識(shí)，推動(dòng)“自下而上”與“自上而下”的均衡保護(hù)機(jī)制發(fā)展。

圖4 數(shù)字化展廳的交互設(shè)計(jì)（圖片來源：參考文獻(xiàn)[10]）

3 “數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在歷史文化名城保護(hù)工作中，數(shù)字化技術(shù)具備整理和歸納上的優(yōu)勢(shì)，“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)不僅能夠作為名城物質(zhì)文化遺產(chǎn)的動(dòng)態(tài)信息庫(kù)，而且便于拓展多種展陳模塊來傳承非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，解鎖名城文化脈絡(luò)“新詮釋”?！皵?shù)字名城”可作為歷史文化名城在現(xiàn)實(shí)決策中的“虛擬參照”，以現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)對(duì)城市地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。經(jīng)過仿真處理的信息建立起虛擬“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)，該平臺(tái)與現(xiàn)實(shí)城市功能相同，能自動(dòng)采集和分析信息，從而為政府在城市規(guī)劃決策上提供有效數(shù)據(jù)。

通過大數(shù)據(jù)對(duì)歷史文化名城形態(tài)特征展示與利用的干預(yù)，更好地促進(jìn)城市在發(fā)展過程中各色文化的相互融合發(fā)展與創(chuàng)新。只有在保持城市原有風(fēng)貌形態(tài)和文脈傳承的前提下，選擇大數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行城市特色的展示與利用，一個(gè)城市獨(dú)具的特色文化與記憶才能以更有成效的方式來體現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

歷史文化名城的保護(hù)監(jiān)管、資源應(yīng)用與展示應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。在保護(hù)監(jiān)管與資源共享板塊，“數(shù)字名城”信息管理平臺(tái)構(gòu)成了真實(shí)數(shù)據(jù)支撐的歷史文化名城保護(hù)信息網(wǎng)?；诖髷?shù)據(jù)，對(duì)名城的整體格局、歷史風(fēng)貌、文物古跡、歷史建筑、歷史文化街區(qū)、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行“數(shù)字傳承”。

在展示應(yīng)用板塊，歷史文化名城的特色取決于歷史文脈和城市形態(tài)兩種因素。隨著社會(huì)各界對(duì)城區(qū)原始風(fēng)貌保護(hù)和特色塑造愈發(fā)重視，社會(huì)各界積極開展保護(hù)和傳承名城歷史脈絡(luò)的工作，注重塑造城市形態(tài)，傳承歷史記憶，展現(xiàn)人文氣息。“數(shù)字名城”借助聲、光、電等現(xiàn)代技術(shù)和交互設(shè)計(jì)將歷史文化名城抽象的空間輪廓、街道格局、城市肌理、風(fēng)貌特征、建筑物和構(gòu)筑物本體等內(nèi)容全面而豐富地展現(xiàn)出來，以一種更貼近普羅大眾的形式來“描繪”其文化特色。