基于GIS的江西省传统村落数据库构建*

2022-12-23计紫钰李媛

科学与信息化 2022年23期

计紫钰李媛

江西农业大学园林与艺术学院江西南昌 330045

引言

江西传统村落是先民在不断适应江西独特自然环境过程中所形成的人类聚落形式；且江西位于内陆至沿海的过渡地带，吸收来自内陆及沿海的多元文化冲击，其发展呈现出地域性和独特性，是承载了人类宝贵历史文化遗产的“基因片段”。“2022年中央一号文件”提出向农业农村现代化迈出新步伐，推进数字乡村建设[1]。为了更好地保护传统村落和落实数字乡村建设，构建江西省传统村落数据库迫在眉睫。本文以Arc GIS为平台进行江西省传统村落信息系统数据库的构建，对江西省传统村落信息管理系统进行技术路线设计，加快江西省传统村落的数字化建设，以期为江西省传统村落保护规划策略及实施措施提供依据。

1 传统村落数据库构建方法

传统村落指村落落成时间较早，拥有多样的文化遗产，具有一定历史、文化、科学、艺术、社会、经济价值，应予以保护的村落[2]。建立江西省传统村落数据库，需要选取大量传统村落样本之后，对其精确定位、整理与录入。江西省传统村落数据丰富多样，从数据特征可分为几何数据和属性数据，从数据形式分为纸质数据和电子数据，庞大的传统村落信息造成了数据应用的不便。运用Arc GIS构建数据库，利用GIS中多样的分析工具，再对村庄信息进行采集存储后，将数据进行可视化表达和空间分析，使得多源数据得以在统一平台上进行合理表达。

1.1 样本的选定

构建传统村落数据库的第一步是数据库样本的选定，结合已被中华人民共和国住房和城乡建设部等部门认定公布的“中国传统村落”“中国历史文化名村”、“江西省历史文化名村”、“江西省传统村落”的名单，再综合实地调研、文献资料搜集、访谈推荐、应用目标、卫星影像数据等方式，确定江西省传统村落数据库样本。

1.2 数据库内容构成

由于各学科研究方向的差异，研究内容的重点各不相同，本文主要基于地理学、城乡规划学与建筑学的学科视角，提取影响因子，构建江西省传统村落空间数据库。传统村落数据库包括地理环境、物质文化遗产与非物质文化遗产数据，通过对传统村落保护与发展的影响因素出发，以生态为打底，结合文化遗产融合的理念，打造包括宏观—中观—微观三个层次的体系搭建。地理环境包含以生态为基底的宏观层面的数据，物质文化遗产包含从空间格局出发的中观和微观层面的数据，非物质文化遗产包含了村落历史文脉中的传统习俗、传统技艺、历史事件等文本与视频数据，对以上数据进行收集，按照数据特性分为几何数据和属性数据，其关系如下图所示。

图1 江西省传统村落数据库构成要素框架图（来源：作者自绘）

1.3 数据的采集存储

将基础资料进行分析转换为地理信息系统（ArcGIS）能够进行分析处理的数据形式（即为数据的采集任务），还需进行数据的验证、修改、编辑等处理，最后将数据存储完成入库。

采集结合实地调研，文献资料的收集，收集高空遥感影像和矢量图，对村庄地面进行三维的激光扫描，配合无人机拍摄，采集村庄物质信息数据。将各种数据信息整合到包括不限于数字地图、测绘图纸、建筑分布、相片资料、视频资料、相关史实记录、3D数字模型等成果，这些数据信息包含遥感数据、区块地图数据、文本资料、统计数据、多媒体数据、现存系统数据等，作为数据源加入数据库。

矢量、栅格、文本表格和多媒体数据作为当前数据信息的存储的4种类型。江西省传统村落数据库中的数据按照其性质和作用分成几何数据、属性数据和非物质文化遗产数据这3种类型。几何数据的存储形式主要是栅格数据和矢量数据，如村落周围地貌特征、村庄与河流的关系、村落总体布局、传统民居建筑、历史古迹等。没有空间实体，描述各种性质特点的抽象信息作为属性数据，如建造年代、材料结构、制作工艺和历史记载等。

1.4 数据的可视化表达

在将栅格数据和矢量数据叠加得到地图数据，并进行全要素或分要素表达处理后，可向人们通过屏幕直观展示阅读该地图。还可以将GIS 结合BIM等技术[3]，结合有关参数，建立传统村落构筑物的信息模型，将传统村落数字化存储，实现传统村落创新保护和发展模式。同时建立VR虚拟世界，从对传统村落重点场景建立虚拟信息模型到打造全省传统村落VR全面覆盖，以期能真正做到一日行万里路，赏无边美景。

1.5 数据的空间分析

运用最邻近距离、规模度分析、核密度分析等空间分析法，利用GIS分析技术和数理模型进行传统村落空间格局的定量分析[4]。借助ArcGlS10.7软件，建立主体为拾取的地理坐标的传统村落空间特征属性库，制作可视化的传统村落空间分布图，结合空间分析法等方法，对传统村落空间分布特征进行定量分析。如运用最邻近距离法，分析江西省传统村落的空间分布总体特征；运用规模度分析法，直观地反映省内传统村落在各区县的规模差异，探讨其空间分布的差异性；运用核密度分析法，可视化地展示其在空间上的分散及集聚特征。

2 数据库的建立

2.1 数据库的技术路线

选定江西省传统村落研究样本后，运用 GPS 定位仪和Google Earth进行地理坐标定位，拾取地理坐标。同时借助 GPS定位仪对实地调研拍摄的照片数据进行地理坐标定位，该定位仪对调研行程轨迹和村落位置进行记录和定位，运用“HOLUX ezTour for Logger”软件，将用相机拍摄记录村落信息的照片数据，与调研轨迹通过时间自动链接，可获取照片数据地理坐标。然后将目标村落获取到的信息和地理坐标链接到地理信息系统软件中，通过 ArcGIS10.7 平台，构建江西省传统村落数据库，对样本数据进行分析处理，实现样本数据的可视化表达[5]。

2.2 数据库的总体框架

图2 江西省传统村落数据库框架图（来源：作者自绘）

3 数据库的应用

根据传统村落规划、保护和管理功能的需求，以数据库为基础，按照规划、保护和管理工作的流程，利用GIS平台，综合多种数据，形成相关应用场景，构建传统村落信息化体系。调研查询模块可为用户层提供查询服务，为村落保护研究者、村落管理部分提供系统翔实的数据服务。规划编制应用模块主要基于采集的三维数据对村落整体的地形环境、居住空间、街巷空间进行量化分析，解读村落选址原因，并依据数据库中的图文数据，以及上述的分析与评价结果，辅助村落从建筑街巷到划定保护区边界的保护规划制。管理评估模块依据数据库对村落进行社会经济、资源与环境承载力等综合评价，客观量化地反映该村落的综合条件。宣传营销模块根据数据库可对村落及聚落的可达性加以分析，推荐旅游路线，打造文旅融合新路线。