福建省历史风貌资源信息系统构建研析

许勇铁

(厦门理工学院 福建厦门 361024)

1 概述

历史文化名城、名镇、名村等历史风貌资源，是城乡历史文化资源保护体系的重要组成部分。截至2019年年底，福建省已有4个国家级历史文化名城，31条历史文化街区、76个国家级历史文化名镇名村(数量位列全国第2位)、中国传统村落229个(数量位列全国第6位)，如图1所示。

图1 福建省历史文化名城与名镇名村分布图

城乡历史风貌资源基础数据，目前采用的大多是传统的方法和手段，主要从感性的角度来分析收集现状基础数据，缺乏对现状基础数据的快速准确分析，使得名城名镇名村保护规划无法在综合考虑相关数据相互影响的基础上做出科学的分析，影响了保护规划实施效果。同时，规划管理部门在规划实施过程的控制和管理，是一项长期的、动态的过程，需要全过程的动态控制和调整，这就要求规划设计和管理部门及时掌握各种能反映现状的动态资料，并将此作为管理部门保护和管理的依据[1]。为满足形势发展的需要，探索用新技术、新手段来解决名城名镇名村保护规划与管理中遇到的问题成了当务之急。而计算机技术和信息技术的发展，特别是信息系统技术的应用，给这些问题的解决带来了新的契机。近年来，福建省各级政府对名城名镇名村保护工作高度重视，社会公众与舆论对保护工作的关注度也逐步提升，保护管理的技术性需求与历史风貌资源的展示性需求与日俱增。但目前福建省尚未建立起一套覆盖全省范围、标准统一、可持续更新的数据平台与信息管理系统，全省层面的城乡历史风貌资源数据与基础信息资源尚无统一的管理标准与数据格式，海量的信息无法有效整合与应用。实现名城、名镇、名村资源的动态化与精细化管理、数据化操作、信息及时披露与共享十分必要与紧迫。

基此，福建省历史风貌资源信息系统以构建全省范围的基础数据 “一张图”、 活化利用“一平台”、监测管理“一张网”为总目标，通过标准化、体系化和模块化的框架设计，梳理充实全省历史风貌资源，形成了数字化工作底图，并以此为基础通过标准化、体系化和模块化的框架设计，建设动态监测监管体系，进而生成了以促进传统村落和历史建筑活化利用为目标的租养平台，实现对全省城乡历史文化资源保护利用状态的信息化、数字化监管职能，实现全省历史文化资源的信息化展示与管理，支撑名城镇村的保护监管与相关业务职能(图2)。

图2 福建省历史风貌资源信息系统首页门户设计

2 福建省历史风貌资源信息系统建设

2.1 系统构架设计

福建省历史风貌资源信息系统，由基础数据、活化利用、监测管理三大板块构成，旨在通过建立基础数据库，系统掌握福建省历史文化资源保护利用现状，并以此为基础构建基于保护监管、日常监测、租养交易以及动态反馈的历史文化资源“全周期”体系构架(图3)。

图3 福建省历史风貌资源信息系统框架

2.1.1基础数据“一张图”

以实现城乡历史文化资源的信息化、数字化为建设目标。以国家测绘局的“天地图”地理信息数据为工作地图，实现PAD端和网页端浏览与操作，其中PAD端为行政管理部门专用，主要用于展示、查询与标绘。其主要工作内容包括：城乡历史文化资源管理一张图，将图像、测绘档案、保护规划等系统叠加，共同构建统一的综合数据平台，实现资源开发利用的“天上看、网上管、地上查”，从而实现资源动态监管的目标。同时，可以实现全景影像展示、查询、统计；基本信息、图像等内容的社会化查询二维码化；历史街区、名镇名村和历史建筑网上申报-审核功能；为民办实事、省级重点改善提升等项目月报表网上填报、监管系统(图4)。

图4 福建省历史建筑与传统村落分布图

2.1.2活化利用“一平台”

建设一个以传统风貌建筑使用权交易为核心功能的线上平台。为历史建筑档案管理、建筑租养与审核监督、成果展示宣传提供系统支撑，理清管理、运营、村委、租养人等各类用户使用逻辑，以传统风貌建筑租养为核心，打通产业链条，带动相关产业发展，其中包括传统工匠、规划设计、建筑设计、园林设计、建筑施工、村落运营等。其主要工作内容包括：租养工作策划与设计、平台建设和运维、法律专项服务、宣传推广专项服务、运营服务五大部分(图5)。

图5 传统村落建筑租养线上平台

2.1.3监测管理“一张网”

以监测管理系统为借鉴，通过部署各种传感器，应用日益成熟的5G技术，搭建物联监管网络，实现对全省历史建筑的养护、修缮、管理等监管和保护的有效结合，让历史建筑监管保护工作更信息化、智能化、透明化、便捷化[2]。主要功能包括：防火、防盗、防雷的监测及报警；整体稳定性及局部构件监测以及环境监测等。

2.2 系统框架设计

城乡历史文化资源信息系统框架设计，针对不同使用权限分为管理、公众两大板块(图6)。其中管理板块主要涵盖信息统计、动态监测、行政管理、科研教育、重大专项五大核心功能，公众板块突出名城镇村的资源展示和共享。总体上，旨在构建基于名城镇村保护监管、日常监测、数据分析以及动态反馈的“全周期”体系构架。系统建设遵循标准统一、分层分级、安全稳定、操作便捷、动态扩展的原则，研发与建设过程中将根据名城名镇名村保护需求对具体功能进行扩展。

图6 系统总体设计框架

信息系统纳入了历史文化名城、历史文化街区、历史文化名镇名村、传统村落、历史建筑等历史文化资源点位信息及基础信息(图7)。数据类型包括属性信息、CAD数据、影像数据、倾斜摄影数据、保护规划、图元信息等。数据的录入采用国家最新坐标系，并构建了数据采集与录入标准。

图7 系统各层次全要素数据体系构建

2.3 系统关键技术应用

系统采用B/S架构，融合WEBGLS技术，实现网页端浏览与操作，突出实用性与便捷性。WEBGLS综合全球互联网和地理信息系统的优势，具有地理数据采集、管理、查询、计算、分析与可视表现等多种功能，可科学地管理和综合分析各种地理空间和属性数据，提供管理、模拟、决策、规划等任务所需要的各种地理信息的计算机技术系统。 基于WEBGIS、多媒体、数据库等技术的数字化系统，可全面、形象、生动、准确地将历史文化名城名镇名村的特征要素及其研究成果展现出来，实现传承、保护和研究。

功能应用上，利用GIS、RS、倾斜摄影、二三维一体化等技术丰富名城、名镇、名村保护与监管的手段。数据管理上，通过多源数据聚合、时空数据管理以及空间数据库技术的应用，确保数据的高效存储、处理与管理。

3 系统的核心功能

福建省历史风貌资源信息系统，以实现城乡历史风貌资源的信息化、数字化为建设目标，通过收集整理基础文字介绍信息、坐标信息、相关图片、规划信息、影像数据等，构建基础数据中心；并将这些信息整理落图，图表结合，实现全省名城街区、名镇名村、传统村落和历史建筑可视化、直观化和适时更新，并实现与相关系统衔接、互联互通；系统可对历史建筑和传统村落的分布、建筑年代、保存状况、修缮情况等进行统计，便于管理决策；系统以“天地图”地理信息数据为工作底图，采用B/S架构，融合WebGL技术，实现平板端和网页端浏览与操作、后台管理系统进行数据管理与审批工作。 同时，信息库是动态的和逐步完善发展的。在建立信息管理系统基本框架后，随着资源本身的保护利用等变化，信息库也将随之进行动态更新，且对每次更新进行记录和迭代，从而确保系统信息可以较准确反映建筑的当前状态，同时保留的原信息亦可作为信息比较的依据，便于管理部门的监管，提高管理实施效率和水平。

3.1 信息统计与多维分析

信息的统计与多维分析，是该系统建设研究的一项基础性功能，支持对全省范围内历史文化名城、名镇、名村和历史建筑信息的多层级、多维度及综合性的展示、查询和统计分析，有助于推进全省名城镇村体系的“一张图”可视化表达[3]，并进行快速定位与查询，一定程度上填补了全省范围内数据查询与汇总的空白。

3.1.1全省范围统计分析

全省范围除历史建筑数据以外，还包括了历史文化街区、传统村落、名城、名镇、名村及文化线路等其他历史文化资源信息。基于大尺度、跨区域线性文化遗产，可以设定线路缓冲区(10km、50km、100km等)进行历史文化资源的关联性查询、统计与分析。

3.1.2市、县级范围统计分析

进行分省、市信息统计和省际、市际之间数据对比分析。统计内容包括名城名镇名村数量、历史文化街区面积、历史文化街区数量、历史建筑数量、历史建筑面积等信息，统计分析的内容可以随着数据的不断录入更新而拓展，逐步实现复杂的交叉数据统计分析，以便于快速调取、分析相关数据结论。例如，历史建筑资源信息管理部分(图8)，如同为历史建筑“建立户口”，使每处历史建筑资源“有案可查”。掌握第一手历史建筑的基础信息资料，使之成为历史建筑价值评估与保护再利用设计的基本依据，从而指导历史建筑保护和开发利用，完善历史建筑保护管理机制[4]。采用WEBGLS技术的新型数据库方式的历史建筑资源信息管理系统，将具有丰富的数据检索路径和表达维度。根据管理部门实际使用需要，信息库可以位置坐标、建筑类型、建成年代、建筑高度、外观特色、建筑师信息、建筑规模等多个维度的信息为检索和分类的路径，此外，通过关键词的检索，甚或依靠大数据进行关键信息的排序、整理，管理者和查询者可以宏观且直观地掌握历史建筑信息资料和特点。

图8 历史建筑统计界面

3.1.3全要素信息展示与分析

以国家名城福州市为例，依照统一的数据录入标准，针对国家名城保护的不同层次进行数据展示与分析，分别包含了市域、历史城区、历史文化街区3个空间层级，对福州市名城保护体系现状进行了多层次“全要素”的展示与管理。名城中的重要保护与管理要素，诸如保护区划、文物、历史建筑、历史街巷等均为“矢量”要素，可进行选取、编辑等操作，有助于进行细化分析。

3.1.4数据导出与报表快速创建

通过选定空间层次或范围内的数据或图片，支持数据统计导出与报表的快速创建，极大程度支撑管理部门的相关业务需求与科研需求(图9)。

图9 报表内容展示

3.2 传统村落建筑租养信息

租养工作以社会力量通过互联网平台认租建筑为起点，整理传统村落中空置萧条的建筑，经由互联网平台推向市场，由自然人租养，为村落延续老传统注入新生命。

通过将欲被租养的历史建筑信息，包括详细描述每座建筑的负责人、结构、风格、认领要求、用途等信息发布在互联网平台上进行认租。若认租方对某一建筑有意向的，则可发起认租邀约。当然，其间必须对有意向的认租人要实名认证，并进行真实性信息的核实，确认其资质、资金实力、认租方案等。经该传统村落的业主或负责人同意后，则可进行实地考察交流认租方案，双方同意后则完成认租流程(图10)。认租完成后，将会对认租信息跟踪反馈，对认租后的运营维护进行跟踪反馈，监督认领工作的持续进行。

图10 福建传统村落建筑海峡租养平台界面

3.3 动态监测与识别

利用空间识别与大数据技术，在日常巡查、监测管理与动态评价等业务中的应用已十分广泛(图11)。信息系统集成动态监测领域的相关技术，应用于名城镇村的日常保护管理与动态监管督查等工作中，为名城镇村的精细化管理提供有力的技术支撑。

图11 历史文化名村监测对象信息查询

3.3.1历时监测与实时监测

历时监测，主要利用同一区域多期高清正射影像与数据资源进行对比来实现监测管理，其优势在于更为快速、直观地反映一定时段内的资源变化情况。例如，历史文化街区内历年建设情况和周边环境变化情况，可以通过监测系统的图斑比照识别，认定出拆除、新建、改造以及自然环境破坏等行为，为名城保护监管、评估提供依据。

实时监测将利用摄像头、成像仪等设备进行实时动态监控，一般多用于重要历史地段、历史建筑的实时监控，便于及时掌握人口流动情况、建筑受损情况等。

3.3.2保护规划叠合

保护规划，是历史城镇、地段保护监管的主要法定依据。通过对已批复的保护规划图纸调取、图纸与高清影像底图的叠加对比等手段，对保护管理要求与现状情况进行对比，辅助保护管理与相关分析判断。

3.3.3三维监测

三维监测，利用倾斜摄影技术快速、高效地生成高精度三维点云模型，并进行实景渲染(图12)，以最直观、真实的展现方式进行监测管理，重点针对历史文化街区及其周边环境、重要历史建筑、街区保护范围内的建筑风貌和建筑高度进行多维度的监测和识别。在三维监测的同时，还可以实现建筑高度、面积测量以及可视域等分析功能。

图12 历史文化名村倾斜摄影模型展示

3.4 行政业务辅助管理

行政业务辅助功能，主要以标准统一、系统全面的全省范围数据库为基础，结合网络在线办公、云服务等技术，辅助名城镇村相关主管部门的业务管理职能，可以涵盖名城名镇名村的申报评选、规划备案、资金管理、法规浏览等行政业务工作。

3.5 科研教育与宣传推广

科研教育与宣传推广功能，是促进公众认知、参与名城名镇名村保护工作的重要窗口。在研究设计框架中，通过发布有关名城镇村保护的重要会议视频、在线培训课程、行业资讯动态等内容，来促进保护领域的信息推广与交流。

3.6 重大专项支撑

为省级层面的一些专项工作提供技术服务接口，拓展信息系统的服务与技术支撑能力。例如结合历史文化街区划定和历史建筑确定工作、历史文化名城体检评估、为民办实事等专项工作进行数据与技术服务支撑。

3.7 公众参与与监督

通过构建公众电子问卷调研、公众实时评价、公众投票、违法行为举报等功能，为社会大众提供名城镇村保护的实时参与、监督与反馈的渠道。

4 结语

基于国土空间尺度、全要素数据统计范畴和综合性保护管理职能的福建省历史风貌资源信息系统建设，一方面，旨在为历史名城、名镇、名村资源建立规范的信息化档案，对历史文化名城、名镇、名村管理所需的各类信息进行数字化存储，实现信息整合与重复利用，提高管理效率；另一方面，遵循标准化与可扩展性原则，对所需信息按管理需求及存储方式进行分类，有序适用，形成模块化标准，具有可扩展性，利于主管部门对资源信息共享、协同共建[5]。

福建省历史风貌资源信息系统建设是一项系统性工程， 目前已经上线试运行。下一步，将进一步完善可拓展的技术框架，在未来大数据、云管理与可视化等信息技术迅猛发展的背景下，系统的建设将融合更多的拓展模块与技术载体，有效支撑福建省历史风貌的保护、监管与展示，最大程度地适应复杂多样化的政策环境与管理需求，为未来新模块功能构建和新技术应用提供丰富的可能性，为进一步融入市场化应用奠定好框架基础。