基于GIS的南京城墙档案管理平台研究

王南南 张琪 王天文 王珊珊

摘 要：南京明城墙是世界现存规模最大、保存原真性最好的古代城垣。文章基于GIS空间数据与属性数据管理、空间分析和可视化等技术，提出以城墙本体的空间位置和属性信息为载体，构建基于GIS的南京城墙档案管理平台，达到档案信息的空间图形与文档信息图文互动，实现南京城墙档案信息的精准化、可视化管理。

关键词：南京城墙；档案管理；GIS

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种在许多领域得到广泛应用的地理空间信息系统，同时具备集成数据库操作功能和地理空间分析功能。国外有学者根据档案自身的空间分布特点，以GIS为工具，用点、线、面等空间形态将档案定位信息在背景上表现出来，将GIS应用于文化遗产制图和档案管理中。[1]国内一些学者和研究人员根据档案管理的特点和需求，将档案管理与GIS技术相结合，构建了档案空间数据库，对档案数据实施分类管理[2-3]；有学者基于GIS技术，构建了文化遗存数据平台[4]；部分档案管理人员将GIS技术应用到规划审批档案管理和城建档案智能化管理等。[5-6]

南京城墙档案包含全线城墙本体及瓮城城门建筑的空间地理位置信息、档案资料和病害属性等，结合南京明城墙的特殊地理分布情况，应用GIS技术能够对档案的地理空间信息进行有效管理，为南京城墙档案管理提供了巨大便利。

一、 南京城墙与档案管理现状

南京城墙指明初营建的明城墙，城墙本体多为砖石结构，是现存规模最大的古城垣建筑。本文所研究的南京城墙档案是指南京明城墙参照世界文化遗产进行保护与运营管理所涉及的各类档案，档案形式包括纸质档案和影像档案，如城墙本体及其修缮过程的文本材料和影像资料，安全巡查及展陈演出的影像资料等。主要内容包括明城墙现存的十三个城门信息、各段城墙本体保护与修缮历史、全线病害种类及分布、藏品保管、展陈研究、散落旧城砖回收及使用、宣传教育、申遗推进、文旅事业发展与运营管理档案等。

1. 南京城墙现状

南京城墙建成时全长35.267千米，现存25.091千米。[7]南京城墙文化遗产要素主要由城墙墙身系统、城墙城门系统、护城河系统三大部分构成。城墙墙身系统主要包括中华门—东水关、东水关—标营门等9个区段；城墙城门系统主要包括中华门及瓮城、丰润门、神策门及城楼、石城门及瓮城、清凉门5个城门；护城河总长约22.9千米。南京城墙的保护研究与运营管理等工作目前由南京城墙保护管理中心负责。

2. 南京城墙档案管理现状

南京城墙档案种类繁多复杂，且相关各机构办公地点分散，各类档案均由各部门自行归档管理，没有统一的档案管理标准及档案管理负责人。城墙全线地理位置涉及南京市鼓楼区、玄武区、秦淮区等，各机构部门、管理办分设在城墙沿线办公，目前也尚未有专业、统一的档案管理系统。南京城墙档案管理工作量大且复杂，专业性、跨学科性强，档案类型以原始纸质档案为主，保存少量电子表格、视频影像等，档案数字化程度仅限于拍照扫描存储等方式。结合南京城墙的空间地理情况，档案管理基本无法实现城墙空间资料与档案信息的图文互动等，不利于南京城墙保护研究与申遗等工作开展。

二、 基于GIS的南京城墙档案管理平台模型

南京城墙档案涉及文档、影像以及实时监测记录等多种类型数据，管理平台模型采用GIS技术构建，充分发挥GIS的地理空间定位、管理、分析和展示等功能，管理和展示档案中有关地理空间信息和属性信息，对涉及空间地理信息的档案资料开展空间分析和辅助决策分析。其设计原则遵循：一是系统性，设计实现功能时按照标准编码方式和国际标准化设计规范进行，保证南京城墙档案管理平台为前后一致、功能协调的整体。二是集成性，将南京城墙档案资源专题数据库划分成多个模块，尽可能地提高各模块间独立性，模块功能划分清晰，根据需求实现一项或多项功能，尽量减少相互依赖，提高其可维护性。三是安全性，包括平台技术安全、计算机软件系统安全、档案实体资料安全，在对南京城墙实体档案整合时首先保障档案安全，谨慎处理档案数据整合工作。

依据GIS技术与南京城墙保护与档案管理工作需要，平台具备让多个主体进行实时分布式相互操作的功能。为将GIS强大的数据统计与分析特性更好应用到档案管理中，高效展示档案数据地理空间特性和属性信息，采用了B/S模式对系统进行架构设计，SQL Server 2016作为数据库存储档案数据。利用Arc SDE空间数据引擎对南京城墙档案数据进行管理，支持多用户同时访问。在浏览器端口，用户利用Web应用程序进入系统交互界面，访问数据库并对数据进行检索、管理、统计分析与可视化展示。平臺由三部分组成，分别为档案数据采集、档案数据展示和档案监控与保护系统。

1. 档案数据采集系统

档案数据是南京城墙档案管理平台模型构建的基础，南京城墙档案数据采集包括文档信息采集、影像音频信息采集和地理地形空间信息采集。有关GIS的数据主要包括城墙现存影像及空间位置坐标数据、城墙建筑结构数据、周边地理位置数据、地形属性数据、地图地貌扫描等。档案数据采集系统平台充分应用GIS的图形显示、管理、分析和文字描述等功能，将采集的档案数据信息应用GIS空间分析技术与计算机AR技术进行分析、处理、融合，采用三维影像技术将档案数据以更为立体化的形式展示出来。城墙影像数据采集主要包括历史影像数据采集和实时影像数据采集，历史影像数据依据档案资料进行数字化处理，变成GIS系统能够管理与可视化的栅格类型；实时影像采用传感设备将影像远程传输到平台。城墙地理数据和周边地形数据采用矢量格式进行采集与管理。该平台可将不同时期南京城墙档案中的各种信息类型，通过数字化转换手段与GIS空间数据融合，编绘出不同历史时期南京城墙地理与地形变化图。

2. 档案数据展示系统

档案数据库建设与档案数据展示是南京城墙档案管理平台的主要功能，该平台能够全面展现南京城墙档案，立体化展示南京城墙本体的空间地理信息、城墙影像和历史变迁等。平台开发可以参考相关GIS平台进行建设，如“丝绸之路历史地理信息系统”。[8]在具体数据可视化展示方面，平台可提供基于南京城墙空间地理位置的多元数据展示，包括城墙周边地形风貌展示、城墙本体建筑展示、影像展示等，从多层面多角度展示南京城墙从古至今的变化过程。展示系统具有查询检索功能，能够对档案数据检索查询，筛选出符合检索条件的档案信息，包括文档、影像和音频等。

3. 档案监控与保护系统

档案监控与保护系统模块是南京城墙档案管理平台的保障系统，主要包括南京城墙本体实时数据采集与分析、数据库信息更新、监控预警和平台运维等功能。[9]由于南京城墙周边环境相对复杂，部分区段极易受到裂缝、坍塌、雨水渗漏等灾害影响，档案监控与保护系统可与南京城墙监测预警系统相连接，实时获取城墙本体监测信息，结合城墙地理位置与周边自然环境状况，应用GIS空间数据分析模拟功能，预测南京城墙发生危害的可能性，为城墙设置防灾预警阈值。该模块通过数据调用及可视化显示，从时空层面展示南京城墙本体空间位置与属性信息的变化，为南京城墙档案提供翔实、可靠和准确的数据支撑，实现分类保护。

注释与参考文献

[1]Bitelli G Gatta G Guccini A M et al. GIS and Geomatics for archive documentation of an architectural project：The case of the big Arc of entrance to the Vittorio Emanuele II Gallery of Milan by Giuseppe Mengoni[J].Journal of Cultural Heritage，2019（38）：204-212.

[2]黄欢宏，陈启文.基于 GIS 的城建档案管理系统研究与开发——以城建档案空间导视管理系统建设项目为例[J].城建档案，2018（11）：36-38.

[3]錢锋，乔文清，韩金美，等.浅谈基于GIS的测绘档案数据建库和系统开发[J].测绘技术装备，2004（4）：35-38.

[4][9]任越，刘思嘉.基于GIS的传统村落文化建档式保护模型构建[J].档案学研究，2020（4）：69-74.

[5]施仲添，姚叶.运用GIS技术创新规划审批档案管理的实践[J].浙江档案，2021（1）：58-59.

[6]贺颂华.BIM+GIS城建档案管理平台建设的设想与探索[J].档案与建设，2019（9）：46-48+64.

[7]杨国庆，王志高.南京城墙志[M] .南京：凤凰出版社，2008.

[8]张萍.丝绸之路历史地理信息系统建设的构想及其价值与意义[J].陕西师范大学学报（哲学社会科学版），2016（1）：5-11.