世界文化和自然遗产数字化保护及国际新动向

杨晨 陈徵羽

作为全球最具影响力的遗产保护体系，世界遗产在过去的半个世纪为保护人类最重要的文化和自然宝藏做出了关键引领，具有不可替代的作用[1]。然而，当前世界遗产保护外部环境和内在理念的不断变化对相关实践提出了新要求[2]。其中，技术变革始终伴随着世界遗产的发展，并在数字时代越来越多地影响着遗产认知和行动。1972年《世界遗产公约》（下文简称《公约》）颁布时，正是互联网和家用电脑兴起的时代，之后万维网和智能手机的普及开启了世界通信的新纪元，为世界遗产理念的全球化推广提供了重要支持。近年来，民用航天技术以及多种新型测绘设备的快速发展，人工智能、云、物联网等技术的深度产业渗透和5G网络的持续建设，都使人们能够以前所未有的视角观察和体验世界遗产，并加深对历史和未来的理解。数字化保护已成为21世纪世界遗产领域最为重要的议题之一[3]。

世界遗产数字化保护是指以世界文化和自然遗产的有效保护和永续传承为目标，利用现代数字技术开展的记录与档案、监测与管理、阐释与展示、国际合作和能力建设等一系列行动及获得的成果。自《公约》颁布以来，联合国教科文组织以及世界遗产咨询机构开展了大量有关数字化保护的研讨和实践。从1992年联合国教科文组织运用地理信息系统（GIS）技术帮助柬埔寨政府保护吴哥窟，到2003年颁布《保存数字遗产宪章》[4]，再到2011年成立“国际自然与文化遗产空间技术中心”，直至2021年“信息技术的变革效应”成为“我们的世界遗产”（Our World Heritage Initiative）全球行动十二大议题之首①，世界遗产数字化保护逐渐成为一个独立的领域。在《公约》颁布51周年之际，回顾数字技术为世界遗产保护带来的变革效应，梳理数字化保护的重大议题和发展脉络，不仅对推进世界遗产保护工作的数字化转型具有重要意义，也对中国世界遗产保护的现代化发展具有重要启示。

1 世界遗产保护机构数字资源检索与分析

笔者搜集和整理了1972年以来与世界遗产保护相关的重要国际政策文件、官方决议、研究成果、项目报告等资料，分析数字化保护相关概念、政策和技术的发展和革新，并对照不同时期的世界遗产保护理念进行综合解读。

1.1 资源检索范围

笔者选取联合国教科文组织数字图书馆（United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Digital Library, UNESDOC）以及世界遗产三大技术咨询机构，即世界自然保护联盟（The International Union for Conservation of Nature, IUCN）、国际文化财产保护与修复研究中心（The International Centre for the Study of the Preservation and Restoration of Cultural Property, ICCROM）和国际古迹遗址理事会（International Council on Monuments and Sites,ICOMOS）的官方数据平台作为信息资源，全面获取世界遗产保护数字资源。UNESDOC是联合国教科文组织最重要的网络信息发布平台，包含共计350 000个条目，包括联合国教科文组织出版文件、总干事演讲、理事机构文件等；世界自然保护联盟图书馆系统（IUCN Library System）主要针对自然保护提供开放知识和指导建议，包含近6 000份出版物、决议和建议书等；国际文化财产保护与修复研究中心图书馆（ICCROM Library）是全球领先的文化遗产保护专题图书馆，包含约128 000个条目；国际古迹遗址理事会开放档案馆（ICOMOS Open Archive）是专门服务于古迹、遗址和景观保护的在线档案系统，包含约2 080个条目。以上平台是世界遗产保护领域的权威信息资源，能够全面反映该领域的发展状况和趋势。

1.2 资源检索和分析的方法

本研究采用digital heritage（数字遗产）、data（数据）、data analysis（数据分析）、database（数据库）、information service（信息服务）、information system（信息系统）、information technology（信息技术）7组关键词进行检索，共获得相关条目1 473个。分析并剔除版本重复和关联性较弱的项目，得到数字化保护强相关性条目649个，包括政策文件与决议、专著与论文集、学术论文与研究报告3个大类。借助CiteSpace文献计量分析软件对文件内容进行统计分析，运用聚类算法（likelihood ratio）分析关键词共现性和聚类关系，得出各领域焦点议题，识别数字化保护的发展历程，利用加权平均聚类轮廓值（weighted mean silhouette，即S值）和模块值（modularity，即Q值）评价聚类合理性；选取对数似然性（log-likelihood）最高的关键词代表聚类主题，归纳高频关键词特征，总结各聚类的细分方向；采用突现词分析功能解读各阶段的前沿议题。

2 世界遗产数字化保护的发展状况及重点议题

2.1 整体发展状况

世界遗产领域最早的数字化保护文件出现在20世纪70年代。1972年世界自然保护联盟环境法中心（IUCN Centre for Environmental Law）出版了《国际环境法信息系统：研究项目报告》，5年后，环境信息数据库INFOTERRA正式投入使用[5-6]。20世纪90年代以后，数字化保护相关电子文件数量明显上升，并在2005年左右进入快速增长阶段（图1）。词频分析显示，自然遗产领域多使用“数据”“信息”等关键词，而“数字化”一词主要出现在文化遗产领域。从主题来看，遗产记录与修复、研究与传播、监测与管理是数字化保护的3个主要方向。

自然遗产和文化遗产的数字化保护呈现出不同的发展曲线（图1）。自然遗产数字化保护的高峰期出现在20世纪90年代，并在2000年后趋于平稳。IUCN最早应用数字技术，除INFOTERRA之外，IUCN自20世纪80年代开始使用“自然遗产全球数据库”监测物种和生态系统状况[7]。1986—2000年，IUCN发布了数据库构建、数据共享标准和保存、信息管理服务等多项行动指南或原则。而文化遗产数字化保护在2000年以后迅速崛起，在“世界记忆项目”（Memory of the World Programme）的推动下，文化遗产数字化保护持续升温，并在近15年来极为活跃。2003年出台的《保存数字遗产宪章》是联合国教科文组织开展数字化遗产保护的里程碑，正式将数字资源纳入遗产保护的范围，标志着数字遗产国际规范制定工作拉开序幕[8]。

2.2 自然和文化遗产数字化保护重点议题

笔者分析了在IUCN Library System检索出的85个相关条目，共得到7个聚类，无突现词（表1）。1986年出现了关于保护地监测管理和信息服务的聚类；1991—1994年出现了基因资源、物种资料库、信息系统的聚类；1997年出现了关于保护地建设和社区参与聚类；最新聚类则是2011年出现的关于野生动物可持续利用和信息获取以及保护科学相关的聚类。这些关键词反映了自然遗产数字化保护领域的重点实践方向：1）生物与环境信息调查管理方法；2）自然资源分析与可持续利用；3）通过信息共享促进社区参与、保护研究和国际合作。

表1 IUCN Library System、ICCROM Library、ICOMOS Open Archive检索结果关键词聚类及突现关键词Tab.1 Keyword clustering and keyword burst reflected by the search results of IUCN Library System, ICOROM Library, and ICOMOS Open Archive

文化遗产保护方面，ICCROM Library检索结果共生成9个聚类和10个突现词（表1）。1987—2007年，该领域开始广泛运用计算机图像处理与建模、激光扫描等技术，但主题较分散。2007年首次出现聚类，保护对象聚焦壁画与岩画、建筑遗产等；技术层面，数字测绘、图像处理、虚拟重建、视听或数字格式、摄影与图像、航空摄影与遥感、数字摄影测量等技术受关注程度高；保护主题方面，自20世纪90年代以来，遗产记录和档案就一直是热点，2014年以后，遗产地旅游管理、经济分析等主题逐步进入数字化实践的范围。

ICOMOS Open Archive的数字化保护文件出现在2000年以后，2010年首次出现聚类，突现词仅有“非物质遗产”（表1）。这一时期，数字化保护几乎成了每届ICOMOS全体会议的重要专题，2017年更是将“数字赋能时代的文化遗产保护与阐释”设为第19届全体会议暨科学研讨会的四大主题之一，体现了ICOMOS对数字化保护的高度重视。保护主题除了岩画保护和遗产记录以外，出现了更多对综合性问题的数字化解决方案，例如应对自然灾害、开展数字化阐释、提升游客体验、分析与修复遗产材料、提供信息开源、社区与文化管理等。

综合ICCROM和ICOMOS的数字资源分析结果来看，保护对象大多数聚焦壁画、岩画、古建筑、考古遗址、历史城镇传统文化遗产类型，而对文化景观、遗产运河、遗产线路的数字化保护研究和实践仍存在上升空间。技术方面，尽管电子显微镜、航空影像、数字摄影测量、激光扫描等遗产测绘和记录技术发展迅猛，但信息管理和分析仍旧以地理信息系统等传统手段为主，对遗产阐释及地方能力建设技术的研发和应用相对较少。从保护主题来看，材料分析、风险评估、防灾减灾仍旧是数字化技术应用的主战场，随着数字旅游的升温，世界遗产数字化解说和虚拟体验等议题呈现出巨大的发展潜力。

3 世界自然与文化遗产数字化保护的发展阶段与特征

3.1 世界自然遗产数字化保护的发展阶段与特征

1）数据库技术支持下的物种保护（1972—1990年）。自20世纪80年代开始，基于生态学、地理学、测量学等学科中的数据采集和分析技术，自然遗产数据库建设与应用蓬勃发展，出现了以GIS技术为核心的数据集成和管理工具，建立了一批以“IUCN保护地监测中心”为代表的濒危物种和保护区名录数据库。与此同时，IUCN整合了多方数据并建立了“世界保护地数据库”（World Database on Protected Areas, WDPA）。1986年国际自然保护联盟保护监测中心（IUCNConservation Monitoring Centre）发布的《建立世界保护数据库》报告是自然遗产数字化保护的里程碑，标志着物种和保护区基础数据建设是这一时期的重点。

2）生物多样性和生态系统数字化监测与管理（1991—2005年）。1992年在《生物多样性公约》的推动下，自然遗产数字化保护的重点转向了对生物多样性的数字化监测与管理。这一时期是自然遗产数字化保护的高峰期，数字化实践也从单个保护地向地区性扩展，逐渐开始了以国际组织和机构为平台的全球性数据共享与合作交流，生物多样性监测技术、自然遗产信息管理系统、生态系统服务监测技术和标准等不断出现。例如联合国环境计划署（United Nations Environment Programme, UNEP）发布的《国家生物多样性研究指南》②为自然遗产的数字化监测和管理提供了指导。

3）自然遗产保护效能评估与能力建设（2006—2013年）。随着新世纪通信技术、社交媒体、智能手机等技术的普及，自然保护的重点逐渐从资源保护拓展到与社区生存发展协同等综合议题，相应的数字化探索也从记录、监测、管理技术应用开始向效能评估和地方能力建设延伸。2006年，“管理有效性数据库”（The Global Database on Protected Area Management Effectiveness, GD-PAME）以及“原住民和当地社区保护区域”（Indigenous Cultural Communities, ICCSs）相继建立，是技术应用转向的重要标志。2010年，IUCN、UNEP、ICCROM、ICOMOS、德国国际合作机 构（Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit, GIZ）、联合国开发计划署（United Nations Development Programme,UNDP）等12个 国 际 机 构 联 合 建 成了PANORAMA全景-健康地球解决方案国际合作平台③，以跨部门、全球学习和交流为宗旨，借助案例开放数据推动地方能力建设，展现了世界遗产数字化资源利用的新趋势。

4）自然遗产保护数字化综合赋能（2014年至今）。自然遗产数字化保护逐渐走向多类型、多尺度遗产和大数据集成应用，关注科技赋能背景下保护和管理质量的提升。近10年来，该领域高度关注自然-文化遗产协同保护和发展议题。2014年“世界遗产领导力”和“世界遗产展望”等项目陆续出现，突显了世界自然遗产相对于其他自然保护地的重要意义。“IUCN绿色名单”“保护地球”（Protected Planet）、“自然科技”（Tech4Nature）等数据平台相继建立，体现了综合运用多样数字技术服务于自然遗产保护的特征，也展示了科技赋能和数据共享的重要趋势。

3.2 世界文化遗产数字化保护的发展阶段与特征

1）数字技术支持下文化遗产物质性保护（1980—2005年）。这一时期数字化保护主要针对考古遗迹、建筑遗产、石质遗产等类型，关注对文化遗产物质本体的记录和遗产寿命的延续。技术手段以传统测绘工具为主，激光扫描、三维建模、遗产数据库等新工具作为补充。2000年以后，随着文化遗产数字化程度的提高，数据保护和管理逐渐成为遗产保护领域的新议题。《数字遗产保存宪章》首次将遗产数据纳入遗产保护的范围[4]，数字化技术不再只是服务于遗产保护的工具，其过程中产生的“数字遗产”被认定为遗产保护的重要对象。中国“数字敦煌”项目即是数字遗产工作的杰出代表。项目借助数字技术实现了敦煌石窟世界遗产资源的全维度数字化，先后建成了莫高窟数字展示中心、“数字敦煌”资源库、“数字藏经洞”等一系列具有国际影响力的成果。

2）数字技术支持下的文化遗产多维度保护（2006—2016年）。文化遗产数字化保护的实践内容不断丰富，不仅将保护对象延伸到文化景观、历史城镇和遗产周边环境，还涉及遗产旅游、气候变化、社会参与等相关主题。2010年以后，摄影测量技术和消费级无人机逐渐成熟并被更广泛地应用于文化遗产领域，加深了遗产数字化的程度。遗产保护者对数字化保护标准和行动规范的需求逐渐增强，对相关标准规范的探索经历了从技术指南到原则标准、从个体经验到国际导则、从具体技术应用到综合数字系统的发展历程。2006年《伦敦宪章》首次系统阐述了计算机可视化技术在遗产保护领域的规范性和实用性，提出计算机可视化技术的实施准则[9]；2008年《文化遗产阐释与展示宪章》将计算机建模、多媒体展示、数字媒体等技术和方法纳入了文化遗产阐释的框架[10]；2009年《变化的世界与遗产观点：技术变革和文化遗产建议书》从记录与档案、非物质遗产、建设与能源技术、通信和教育等层面探讨了各领域的技术变革给遗产保护带来的机遇和威胁[11]。这一时期数字化遗产保护项目百花齐放，出现了一系列遗产数字资源系统，例如欧洲的Europeana文化遗产数据平台、3DPAST世界遗产平台、ACCORD考古资源平台、中东和非洲地区的EAMENA考古项目、安卡计划（Project Anqa）、叙利亚遗产档案项目（Syrian Heritage Archive Project）等。

3）数字赋能背景下遗产保护的文化转向（2017年至今）。随着遗产领域以人为本理念的兴起，现代数字技术被认为是支持人们平等享有遗产资源最为重要的赋能手段。ICOMOS在2017年全体会议期间提出的“数字赋能时代的文化遗产保护与阐释”议题，强调了数字技术在记录、保护、社区参与、阐释和传播、灾害管理等方面的重要作用。在“文化-自然融合联合实践计划”（Connecting Culture-Nature Practice Project）的推动下，文化遗产与自然遗产之间的壁垒逐渐被打破，数字技术为世界自然与文化遗产保护提供了更全面的信息支撑。同时，数字化保护的规范化和专题化趋势仍在持续，2017年《国际虚拟考古的塞维利亚原则》是首部针对特定遗产类型的数字化保护准则，为新技术在考古遗产的应用提供了技术标准[12]。本时期全民共享是数字化实践项目的重要主题，CyArk数据库致力于运用数字建档和数字遗产体验促进公众对遗产的思考、保护和想象，展示了从“数字记录”到“数字共享”的数字化保护理念发展。近年来，随着中国实施国家文化数字化战略的不断深入，运用数字技术推广和传播世界遗产成为国内遗产保护的热点，数字故宫、数字中轴线、云游长城等一系列世界遗产数字产品不断出现，体现了数字赋能时代世界遗产保护和传播的前沿动态。

4 世界遗产数字化保护技术体系及其变革性影响

经历了50余年的积累，世界遗产保护领域初步形成了以遗产记录与档案、监测与管理、展示与解说、国际合作与能力建设为主题的数字化保护技术体系[7]，包含12个技术类别和62个数字工具集群，为世界遗产保护体系带来了变革性的影响（表2）。

表2 世界遗产数字化保护技术体系Tab.2 Technological system for digital conservation of world heritage

4.1 遗产数字化记录和档案技术革新观测视角

在世界遗产保护的历史中，人们从未像当前一样拥有如此丰富的技术方法来获取遗产信息并精准识别遗产的特征、变化和价值。数字化、智能化测绘推动了遗产数据的自动化采集和处理方式，数字孪生及计算机可视化的成熟使遗产档案进入全三维时代，为观测遗产提供了前所未有的视角和自由度，并通过多维度地理信息跨越时空来解析遗产。更重要的是，技术的变革使得遗产记录和建档不再只是专家工作，更重要的是，技术变革为多学科专家和多方利益相关者共同参与遗产记录和建档工作提供了更加有力的支持，推进了世界遗产档案去中心化和去专业化时代的到来。

4.2 遗产数字化监测与管理技术革新决策程序

世界遗产委员会、联合国卫星中心、国际自然与文化遗产空间技术中心等机构正在稳步提升卫星图像的品质，以快速准确地发现世界遗产的威胁、扩展监测的范围和精度。远程监控和传感器、地理空间地图系统、建筑信息模型等数字技术提供了在不同尺度上监测和管理世界遗产的新方法，并通过信息资源的系统化建构支持科学决策。在人工智能技术的加持下，未来遗产文化的自动化监测、实时响应和动态管理将成为可能，越来越多的开源平台解决了遗产地对数字化系统的需求，并有效地整合了自然和文化遗产资源。

4.3 遗产阐释与展示技术革新体验方式

数字化方法和工具，诸如三维建模、混合现实、数字孪生等，为人们带来了全新的世界遗产体验。技术的发展扩展了人们参观世界遗产的形式，使遗产的展示和解说从以遗产对象为中心向以受众为中心转化。越来越多的自然遗产地开始使用在线平台提供直播服务，增强现实技术把文化遗产地搬进人们的生活空间，并更加真实地模拟遗产特征和体验。数字游戏技术为人们带来了更有趣的遗产学习方式，让遗产知识更快地融入年轻人的现代生活。

4.4 国际合作与能力建设技术改变着世界遗产知识的生产机制

国际合作与能力建设是当前世界遗产国际机构关注的重点方向。除了本研究关注的4个平台以外，大量国际组织和机构借助网络技术、社交媒体和智能终端等提供世界遗产理论资源、技术支持和政策参考。针对地方能力建设，联合国教科文组织以及各地区相关机构广泛地利用数字化技术来推进知识共享与项目实施。数字技术极大地提高了世界遗产知识在全球的流通速度和范围，在参与者、遗产活动和遗产地三者之间形成全新的数字生态系统，改变了世界遗产知识的生产机制。

5 世界遗产数字化保护展望

数字技术的应用推动着世界遗产认知的深化和工作方法的变革，它支持人们跨越文化和自然、有形与无形之间的鸿沟，更加全面地认知世界遗产的价值、特征和需求，也让人们听到更多来自遗产地的声音，更完整地理解世界遗产与可持续环境、社会之间的关系，还使得《公约》的实施变得更加包容和透明。本研究梳理了世界遗产数字化保护从一个以技术应用为核心的前沿方向逐步发展成为以数字遗产为核心的全新领域的发展过程。展望下一个50年，世界遗产数字化保护面临以下4个重要议题。

1）文化景观视野下世界遗产数字化保护技术的整合与创新。文化和自然价值的融合是当下世界遗产领域的前沿方向，也将是未来数字化保护研究和实践的重要议题。文化景观遗产作为连接自然和文化价值的桥梁，在过去的30年里已经逐渐成为世界遗产数量增长最快的类别之一。文化景观保护强调以整体视野审视世界遗产的文化和自然价值，利用数字技术连接所有的遗产要素，实现对遗产的动态性和整体性保护。然而，现有数字化手段更多是专门针对自然或文化遗产，缺少面向文化景观的保护技术整合与创新。因此，架构世界遗产文化景观保护技术方法体系，借助数字工具实现保护从理念到实践的升级是未来发展的重要方向。

2）强化世界遗产数字资源和数字工具建设。目前获取世界遗产地信息和相关评估技术信息的途径仍旧非常有限，国家、地区和遗产地多层次基础信息平台建设有待加强；世界遗产实践者对于遗产评价工具和技术的掌握还十分有限，需要更加充分地发挥数字技术在公众参与遗产保护中的作用，完善世界遗产保护网络；在世界遗产的提名、评价和管理过程中，仍需要进一步加强数字技术支持，并建立具有操作性的保护技术工具包。

3）建立和完善世界遗产数字化保护伦理框架和行动指南。数字化保护应嵌入特定的文化、社会、政治和经济环境之中，因此需要构建相应的行动规范。更具包容性的数据收集工具能够确保利益相关者、游客和社区居民在数字化保护过程中的参与度；数字化保护策略设计能够支持世界遗产地有效进行数据收集、数据处理和数据阐释，确保数字化工作流程的透明度，保护隐私数据的安全性；相应的专业规范和行为准则能够确保对数据的恰当使用，避免知识产权争端和利益冲突、滥用数据等情况的出现。

4）全面推进世界遗产数字化保护的可持续性。数字化保护的可持续性是近年来世界遗产领域关注的重点，需要全面考虑数字技术的快速更新换代，确保数据库等资源在项目生命周期之后能够持续可用，开展相应的机制设计和资源供给及技术支撑研究，避免资源浪费；对应联合国提出的2030年可持续发展议程的17项可持续发展目标，更好地发挥数字化技术在遗产保护、旅游活动监测、气候变化应对等方面的巨大潜力。

注释(Notes)：

① “我们的世界遗产”倡议是2021年发起的年度最大规模的世界遗产全球行动，通过一系列全球性对话研讨世界遗产关键议题，展望世界遗产的下个50年。“信息技术的变革效应”是该行动首个专题。详见https://www.ourworldheritage.org/。

② 详见https://wedocs.unep.org/20.500.11822/29790。

③ 详见https://panorama.solutions/en。

图表来源(Sources of Figure and Tables)：

文中图表均由作者绘制。