大数据背景下的历史文化名城保护及应用初探

文／张馨月 安徽建筑大学 硕士研究生

引言

在当今多维互联的时代，大数据的广泛应用为各学科领域的发展作出巨大贡献，数字化保护与监管的发展需要大数据提供支撑。随着国家对数字化保护及智慧化管理的进一步探索，建立数字平台对文物古迹、历史地段甚至城市片区进行动态监管与多维展陈成为发展大势。

对历史文化名城进行数字化保护，通过对重点文物保护单位多源数据的获取，建立数字模型乃至信息管理平台。利用大数据与云计算提供快捷的信息检索、数据更新、资源共享等功能，为重点文物保护单位的有效监管与保护传承提供精细准确的数据基础。

1 “数字名城”概念界定

大数据将城市形态和历史文脉等属性信息进行数据化统计和处理，以全新的思路呈现出历史文化名城的特色。

“数字名城”是在大数据背景下，借助数字化技术建立历史文化名城信息管理平台，一方面在宏观层面对城区格局与历史风貌进行维护；另一方面借助海量信息对信息进行分析处理，系统性地对历史文化名城进行保护应用，资源共享与展示传承，促进历史文化名城的信息监管与文化特色传承。在未来，进而将相互独立的多个历史文化名城“串联”起来，实现监管与展陈资源的共享。近年来，数字化保护的领域逐渐从局限的文物与单体建筑拓展至城市历史地段和历史文化名城，积极推动了历史文化名城名村的保护监管与文化输岀，有利于实现历史文化名城的数字重生。

2 “数字名城”信息管理平台设计

基于对“数字名城”应用实践的探索，以数据库为基础来建设历史文化名城的信息管理平台。该平台作为历史文化名城所有空间数据及属性资料的有机汇总，用户可通过实景模型漫游观览历史文化名城整体格局与历史风貌；空间数据包含具有保护价值的历史文化街区、文物古迹及历史建筑的多源信息；属性信息由历史文化名城的区位概况、历史沿革、保护规划及非物质文化遗产名录等信息组成。

2.1 价值诠释

历史文化名城信息管理平台的建立，将有效记录名城的历史文脉、城市格局、街巷肌理、建筑风貌及人文特色；可实现精准快捷的信息更新、监管及检索。以信息管理平台为基础进行历史文化名城数字化保护及展陈，在实现城市特色风貌与文化永续传承的同时，也促进其特色文化遗产更好更快更广泛地传播。

2.2 技术路线

“数字名城”信息管理平台设计汇集了建筑学、城市规划及遥感测绘等专业学科力量，实现多专业、跨学科的技术融合。平台建设初期，规划及建筑专业需将基础资料收集完备；同时通过无人机航测倾斜摄影等现代科学测绘技术生成历史文化名城的数字地形图，完成数字建模、数据库构建及系统开发的工作，进而搭建信息管理平台。平台搭建完备的基础上进行数据处理，分级分类录入名城的历史沿革、保护规划、图文影像及建筑信息等内容（图1）。

图1 “数字名城”平台建设流程（图片来源：作者自绘）

2.2.1 三维技术建模

“数字名城”在三维建模过程中，需要借助三维激光扫描、三维遥感和地理信息处理等现代科学测绘技术对城区内主要建筑物等信息进行扫描，必要时同时收集城市地下信息，为数字建模提供更准确和详细的数据。促进未来“数字名城”信息管理平台功能模块的多样化融合与拓展。

2.2.2 三维技术虚拟仿真系统

“数字名城”主要建立在现实城市的基础上，通过网络建立数字模型，运用虚拟现实技术进行城市历史地段或特色街道的场景重现（图2），公众能够通过平台展示模块直观了解真实的历史文化名城，以交互方式和交互系统审视“数字名城”。基于数字模型建立三维技术虚拟仿真平台并添加空间数据库，大众可以通过网络对“数字名城”平台进行访问；平台管理员可在后台从多个角度对历史文化名城进行数据监管、数据分析与资源共享，协同历史文化名城的自然与人文环境建设，全面促进大数据背景下历史文化名城传统风貌留存与历史建筑的创新性保护。

图2 “名城”历史地段场景重现（图片来源：作者自绘）

2.2.3 空间数据库

空间数据库是“数字名城”信息管理平台的核心。在平台展示与应用中，通常采用三维激光扫描技术将重点城区及历史文化街区的既有建筑特征和历史风貌进行数据采集，再通过计算机进行数据处理，恢复历史文化街区等特色核心保护区域的传统风貌特征。

在前期跨学科合作完成系统开发和平台构建的基础上，由规划及建筑等专业完成平台信息的采集、提取、加工与录入，并对内容进行分级分类。一方面，“数字名城”数据库是一个历史文化名城空间位置信息与属性信息有机结合的空间数据库；另一方面，“数字名城”数据库也是城市的历史文化要素三维管理云平台。它能够分析、处理和挖掘空间数据，具有空间数据的采集、存储、显示、编辑、检索、分析、表达、输出和应用等功能。其在历史地段、文物建筑的空间表达、历史资料存档、勘察信息标准化及保存状况评估等方面，也同样具有传统方法无法比拟的巨大优势。通过空间数据库获得更全面的资料和分析成果以辅助城市规划及建筑设计，科学地指导历史文化名城保护监管及干预工作，同时还具备勘察设计、指定保护计划、在线管理等功能。

2.3 设计框架

大数据背景下，历史文化名城保护工作需要具备信息存储、数据分析、动态监管和交互展陈等需求。因此，历史文化名城信息管理平台的设计框架（图3）主要由数据处理、地图操作、交互式展陈三部分构成。

图3 “数字名城”设计框架（图片来源：作者自绘）

2.3.1 数据处理

“数字名城”信息管理平台不仅可以检索历史文化名城宏观及微观的数据，还能够有选择地收集地方研究成果，并对数据进行筛选、分析与归纳，进一步从城市的产生和发展角度来诠释其历史、学术及文化艺术特色。

2.3.2 地图操作

该平台的核心数据库可用于历史文化名城对重点文物保护单位的动态监管工作。通过三维地图进行方便高效的操作，实现线上实景漫游、在线查询及视图浏览等功能。以国家历史文化名城湖州市为例，湖州市信息管理系统按照统一的数据录入标准，针对不同保护级别的国家历史文化名城进行数据展示和分析，包含市域、历史城区、历史文化街区三个空间层次。该系统对历史文化名城湖州的保护体系现状进行了“全要素”的多层次展示和管理。

2.3.3 交互式展陈

历史文化名城信息管理平台展示传播模块主要面向社会大众，因此通俗且形象的展陈方式尤为重要。运用多媒体手段展示研究成果，向大众展示名城的历史风貌、传统格局及文物遗存，并通过交互式设计强化人与物质和文化的互动体验感受（图4），以一种更贴近公众的方式展示城市特色文化，弘扬特色文脉。激发大众对历史文化名城的保护意识，推动“自下而上”与“自上而下”的均衡保护机制发展。

图4 数字化展厅的交互设计（图片来源：参考文献[10]）

3 “数字名城”信息管理平台应用优势

在历史文化名城保护工作中，数字化技术具备整理和归纳上的优势，“数字名城”信息管理平台不仅能够作为名城物质文化遗产的动态信息库，而且便于拓展多种展陈模块来传承非物质文化遗产，解锁名城文化脉络“新诠释”。“数字名城”可作为历史文化名城在现实决策中的“虚拟参照”，以现代数字化技术对城市地理信息进行数据采集与分析。经过仿真处理的信息建立起虚拟“数字名城”信息管理平台，该平台与现实城市功能相同，能自动采集和分析信息，从而为政府在城市规划决策上提供有效数据。

通过大数据对历史文化名城形态特征展示与利用的干预，更好地促进城市在发展过程中各色文化的相互融合发展与创新。只有在保持城市原有风貌形态和文脉传承的前提下，选择大数据的方式进行城市特色的展示与利用，一个城市独具的特色文化与记忆才能以更有成效的方式来体现。

结语

历史文化名城的保护监管、资源应用与展示应用是一项系统性工程。在保护监管与资源共享板块，“数字名城”信息管理平台构成了真实数据支撑的历史文化名城保护信息网。基于大数据，对名城的整体格局、历史风貌、文物古迹、历史建筑、历史文化街区、非物质文化遗产进行“数字传承”。

在展示应用板块，历史文化名城的特色取决于历史文脉和城市形态两种因素。随着社会各界对城区原始风貌保护和特色塑造愈发重视，社会各界积极开展保护和传承名城历史脉络的工作，注重塑造城市形态，传承历史记忆，展现人文气息。“数字名城”借助声、光、电等现代技术和交互设计将历史文化名城抽象的空间轮廓、街道格局、城市肌理、风貌特征、建筑物和构筑物本体等内容全面而丰富地展现出来，以一种更贴近普罗大众的形式来“描绘”其文化特色。