大數(shù)據(jù)時代背景下的文化遺產(chǎn)保護(hù)

桑振群++張小波++呂俊佳

2012年2月，美國《華爾街日報》發(fā)表了一篇題為《科技變革即將引領(lǐng)新的經(jīng)濟(jì)繁榮》的文章。文中大膽預(yù)測，“我們再次處于三場宏大技術(shù)變革的開端，它們可能足以匹敵20世紀(jì)的那場革命，這三場變革的震中都在美國，它們分別是大數(shù)據(jù)、智能制造和無線網(wǎng)絡(luò)革命”[1]。

文化遺產(chǎn)是記錄歷史的坐標(biāo)點，也是地域文化、特定文化的基因庫，更是一個地域，一個群體可提升的文化資源與實力。[2]當(dāng)前世界各國在面對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市化進(jìn)程加速發(fā)展中對自身文化遺產(chǎn)的沖擊紛紛加大保護(hù)力度和投入。隨著大數(shù)據(jù)的地位日益凸顯，大數(shù)據(jù)已經(jīng)深入社會各個領(lǐng)域，對文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域形成了強(qiáng)力沖擊，

一、大數(shù)據(jù)時代概述

（一）大數(shù)據(jù)時代背景

在20世紀(jì)80年代初期，我國已經(jīng)有些專家學(xué)者提到了海量數(shù)據(jù)的加工管理，由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的落后使得大數(shù)據(jù)未能引起重視。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，更多設(shè)備和終端接入網(wǎng)絡(luò)，催生了大量各種形態(tài)的數(shù)據(jù)，并呈現(xiàn)出爆炸式的增長趨勢。2012年6月，國際數(shù)據(jù)公司IDC的報告顯示全球數(shù)據(jù)量達(dá)2.7ZB，預(yù)測2020年全球數(shù)據(jù)量將達(dá)到35ZB[4]。

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)已經(jīng)涉及全世界每一個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種重要的生產(chǎn)要素。美國政府對大數(shù)據(jù)極為重視，將其上升到國家戰(zhàn)略層面，奧巴馬稱之為“未來的新石油”。[5]2012年3月，白宮科技政策辦公室發(fā)布《大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展倡議》，涉及6個部門，投資2億美元，用于提升收集利用龐大的數(shù)字資料的能力和分析處理獲得真知灼見的能力，以協(xié)助加速科技創(chuàng)新的步伐，轉(zhuǎn)變教育和教學(xué)模式，強(qiáng)化國土安全。2012年，英國牛津大學(xué)教授維克托.爾耶.舍恩伯格在其著作《大數(shù)據(jù)時代》中說，“大數(shù)據(jù)正在改變?nèi)藗兊纳钜约袄斫馐澜绲姆绞剑嗟母淖冋顒荽l(fā)”。

如今，大數(shù)據(jù)已深入社會各個領(lǐng)域，它能夠?qū)θ澜绲陌l(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，與大數(shù)據(jù)相關(guān)的很多問題都引起了專家學(xué)者們的重視，并得到研究和發(fā)展。

（二）大數(shù)據(jù)的概念和特點

大數(shù)據(jù)是一個很抽象的概念。根據(jù)維基百科的定義：“大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合”。[3]這只是對大數(shù)據(jù)概念的定義，其內(nèi)涵還應(yīng)包括采集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)的行為，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)工具等。大數(shù)據(jù)涉及經(jīng)濟(jì)、軍事等社會眾多行業(yè)和領(lǐng)域，并具有以下特點：

1.數(shù)據(jù)量大。大數(shù)據(jù)的首要特點是數(shù)據(jù)量大。在現(xiàn)實世界中，數(shù)以百萬計的傳感器被嵌入到各個設(shè)備中，每天都會產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)，原有計量單位已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)據(jù)量的需要，所以用于計量數(shù)據(jù)量的單位已從MB、GB級躍升到ZB、EB級別。目前，全球數(shù)據(jù)量達(dá)到2.7ZB，而歷史上所有數(shù)據(jù)量大約是5EB。

2.數(shù)據(jù)類型多。大數(shù)據(jù)的特點是類型多。大數(shù)據(jù)不僅呈現(xiàn)爆炸式增長，還存在類型變異的現(xiàn)象。原來的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以用二維表結(jié)構(gòu)存儲在數(shù)據(jù)庫中。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)的來源十分廣泛，由此產(chǎn)生了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形態(tài)，例如電子郵件、音頻、視頻、辦公文檔、圖片、地理信息等。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)庫二維邏輯表來表現(xiàn)非常困難，而且傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式也很難處理。

3.處理速度快。大數(shù)據(jù)處理遵循1秒以內(nèi)定律。要想在快速變化的形勢面前贏得先機(jī)，就必須將海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)快速、及時、高效的處理，才能產(chǎn)生更大的價值。

4.價值密度低。數(shù)據(jù)量越小，價值密度越高；數(shù)據(jù)量越大，價值密度越低。數(shù)據(jù)量的大小和價值密度的高低是成反比的。如何通過強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)技術(shù)迅速完成對海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)實現(xiàn)價值“提純”，是大數(shù)據(jù)時代亟待解決的難題。

二、文化遺產(chǎn)保護(hù)概述

文化遺產(chǎn)保護(hù)科學(xué)屬于文科和理科相互交織的一門學(xué)科，主要內(nèi)容包括對文化遺產(chǎn)保護(hù)環(huán)境的研究、對文化遺產(chǎn)材料性質(zhì)的研究以及對文化遺產(chǎn)修復(fù)技術(shù)的研究。

（一）文化遺產(chǎn)保護(hù)的概念

文化遺產(chǎn)保護(hù)包括物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)。物質(zhì)文化遺產(chǎn)是具有歷史、藝術(shù)和科學(xué)價值的文物，包括古遺址、古建筑、古墓葬、石刻壁畫、近代現(xiàn)代重要史跡及代表性建筑等不可移動文物，以及歷史上各時期的重要實物、藝術(shù)品、手稿、文獻(xiàn)、圖書等可移動文物；在建筑式樣、分布均勻或與環(huán)境景色結(jié)合方面具有突出普遍價值的歷史文化名城（街區(qū)、村鎮(zhèn)）。

非物質(zhì)文化遺產(chǎn)是指各種以非物質(zhì)形態(tài)存在的與群眾生活密切相關(guān)、世代相承的傳統(tǒng)文化表現(xiàn)形式和文化空間，包括傳統(tǒng)表演藝術(shù)、口頭傳統(tǒng)、民俗活動和禮儀、與有關(guān)自然界和宇宙的民間傳統(tǒng)知識和實踐，以及傳統(tǒng)手工藝技能等。

文化遺產(chǎn)保護(hù)這一概念里，“保護(hù)”這個詞具有著多重含義：一是要對環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制，可以把因為環(huán)境因素而引發(fā)的文化遺產(chǎn)材料老化變質(zhì)現(xiàn)象扼殺在萌芽狀態(tài)；二是要采取一些人為手段，使文化遺產(chǎn)自身材質(zhì)保持穩(wěn)定狀態(tài)；三是對文化遺產(chǎn)進(jìn)行修復(fù)處理，防止文化遺產(chǎn)繼續(xù)老化變質(zhì)，使其組成材料重新恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。所以，文化遺產(chǎn)保護(hù)工作不僅是科學(xué)，更是技術(shù)，它有著獨特的研究內(nèi)容和方法。

（二）文化遺產(chǎn)保護(hù)的內(nèi)容

1.文化遺產(chǎn)環(huán)境的研究。文化遺產(chǎn)保護(hù)中的環(huán)境與我們通常所說的環(huán)境是不一樣的，一切可以對文化遺產(chǎn)保護(hù)產(chǎn)生影響的外界因素都可以歸納到文化遺產(chǎn)保存環(huán)境的研究范圍里。文化遺產(chǎn)保存環(huán)境研究的任務(wù)包括途徑、方式和規(guī)律等。在文化遺產(chǎn)保護(hù)過程中，許多外界因素會對其造成不同程度的影響，但是也不可能把所有的文化遺產(chǎn)都放到暗無天日的環(huán)境里進(jìn)行保存，那么文化遺產(chǎn)保護(hù)就失去了價值。

2.文化遺產(chǎn)材料的研究。外界環(huán)境因素給文化遺產(chǎn)材料老化變質(zhì)只能算提供了部分條件，文化遺產(chǎn)能不能長期被保存下來，構(gòu)成文化遺產(chǎn)的材料性質(zhì)才是關(guān)鍵點。[6]文化遺產(chǎn)材料研究就是要應(yīng)用物理、化學(xué)、生物、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的研究方法來對文化遺產(chǎn)材料的組成和性質(zhì)進(jìn)行研究。這樣可以清楚地了解文化遺產(chǎn)材料的老化過程，制定有針對性的保護(hù)措施。

3.文化遺產(chǎn)修復(fù)技術(shù)研究。文化遺產(chǎn)的修復(fù)工作包括2個方面：一是針對出土?xí)r已經(jīng)破碎不堪的文化遺產(chǎn)，為了將其進(jìn)行利用而完成的修復(fù)工作，又叫作修整復(fù)原[6]；二是為了保護(hù)文化遺產(chǎn)而開展修復(fù)，在文化遺產(chǎn)呈現(xiàn)極快的老化速度，并且很嚴(yán)重時，此時就一定要對文化遺產(chǎn)實施修復(fù)以延長其存在的時間。文化遺產(chǎn)修復(fù)的最終目的是使文化遺產(chǎn)更好、更久地保存下來。

文化遺產(chǎn)修復(fù)技術(shù)也包括兩個方面：一是修復(fù)材料研究；二是修復(fù)工藝研究。文化遺產(chǎn)的修復(fù)工作和修復(fù)技術(shù)之間的關(guān)系是既獨立又聯(lián)系，相輔相成。只有將兩部分有機(jī)結(jié)合，才能夠形成完整、有效的文化遺產(chǎn)保護(hù)。

三、大數(shù)據(jù)時代文化遺產(chǎn)保護(hù)建設(shè)應(yīng)具備的能力

（一）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸存儲能力

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)移動是文化遺產(chǎn)保護(hù)工作的最大開銷。同時，現(xiàn)有文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)據(jù)量的增長需求，這使文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中大數(shù)據(jù)的傳輸存儲面臨著重大挑戰(zhàn)。因此，文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具備超大容量的數(shù)據(jù)存儲能力，存儲容量變得更大是傳輸時延變得更小的保障，保證整個系統(tǒng)能夠智能、快捷地存儲各類數(shù)據(jù)，具備良好的持續(xù)性、兼容性、抗毀性和可靠性；同時文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)也要具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠使大數(shù)據(jù)順暢高效地傳輸流動。

（二）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取能力

一是加強(qiáng)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)獲取建設(shè)，包括建設(shè)固定監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和發(fā)展各種移動設(shè)備，獲取文化遺產(chǎn)保護(hù)的空間內(nèi)地形、固定設(shè)施等各種要素的數(shù)據(jù)；二是加強(qiáng)保護(hù)單位數(shù)據(jù)獲取建設(shè)，通過人為管理對文化遺產(chǎn)保護(hù)單位的人和物進(jìn)行統(tǒng)計分析完成各種數(shù)據(jù)的采集，為文化遺產(chǎn)保護(hù)決策提供依據(jù)；三是加強(qiáng)文化遺產(chǎn)保護(hù)技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取建設(shè)，通過收集研究各種文化遺產(chǎn)保護(hù)技術(shù)，按照種類、特點、實現(xiàn)等要素采集技術(shù)數(shù)據(jù)，建設(shè)文化遺產(chǎn)保護(hù)技術(shù)數(shù)據(jù)庫。

（三）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力

大數(shù)據(jù)傳輸、存儲和獲取能力的提升只是解決大數(shù)據(jù)時代文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)問題，而如何從海量、冗雜的大數(shù)據(jù)中剝繭抽絲，智能識別、自動分析、循環(huán)處理有價值的數(shù)據(jù)信息，用于幫助文化遺產(chǎn)保護(hù)工作者更好地做出決策是關(guān)鍵的問題，也是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)的核心意義。因此，大數(shù)據(jù)時代背景下，文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)必須具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，“去其糟粕，取其精華”，從原始大數(shù)據(jù)中，提練處理出有價值的數(shù)據(jù)信息。精確的大數(shù)據(jù)能夠確保文化遺產(chǎn)保護(hù)工作者隨心所欲的進(jìn)行文化遺產(chǎn)保護(hù)，動靜結(jié)合，“靜”能分析處理文化遺產(chǎn)基本數(shù)據(jù)，制作保護(hù)方案，并做出效能評估；“動”能迅速準(zhǔn)確地把握文化遺產(chǎn)保護(hù)現(xiàn)場的實時情況，擬定計劃、優(yōu)選方案，并做出正確決策。為提高文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)“動靜結(jié)合”的能力，需要解決兩個問題：一是分析處理大數(shù)據(jù)，既需要分析處理平時采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，又需要及時、高效處理保護(hù)現(xiàn)場或應(yīng)急采集的數(shù)據(jù)。經(jīng)過對大數(shù)據(jù)的分析和處理，能夠更好地把握整個文化遺產(chǎn)保護(hù)的局勢；二是提高基于數(shù)據(jù)的實時提煉融合能力。各類數(shù)據(jù)必須與相關(guān)文化遺產(chǎn)背景、形態(tài)和技術(shù)信息融合，能夠從分析處理過的數(shù)據(jù)中提煉可形成指令的信息數(shù)據(jù)，向工作人員提供所需要的保護(hù)和決策信息。

四、大數(shù)據(jù)時代背景下文化遺產(chǎn)保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)的對策措施

（一）認(rèn)清大數(shù)據(jù)的價值

一是認(rèn)清我國大數(shù)據(jù)在文化遺產(chǎn)方面的發(fā)展現(xiàn)狀，制定大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略。二是集中文化遺產(chǎn)領(lǐng)域各方力量，盡快展開大數(shù)據(jù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)方面應(yīng)用的深入研究。三是加大大數(shù)據(jù)研發(fā)的支撐力度，在資金和人力上都給予支持，確保在文化遺產(chǎn)保護(hù)方面有重大突破。

（二）建立運(yùn)行機(jī)制，規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

一是頂層設(shè)計，可由上級部門和科研單位共同設(shè)計建設(shè)方案，確定技術(shù)，明確標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)管數(shù)據(jù)，管控全局；二是落實設(shè)備人員，可在文化遺產(chǎn)保護(hù)的各個環(huán)節(jié)分別設(shè)立數(shù)據(jù)管理中心，負(fù)責(zé)本級數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)存儲傳輸以及數(shù)據(jù)分析處理；三是加強(qiáng)管理，按章辦事，把文化遺產(chǎn)保護(hù)過程中的數(shù)據(jù)維護(hù)和管理作為一項重要工作，加大人力物力的投入，改善工作環(huán)境，發(fā)展創(chuàng)新技術(shù)，規(guī)范統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、分析、處理、抗毀、備份等各個程序。

（三）關(guān)注大數(shù)據(jù)的技術(shù)發(fā)展

一是存儲傳輸技術(shù)的發(fā)展，包括大規(guī)模的并行數(shù)據(jù)存儲傳輸技術(shù)和可擴(kuò)充的存儲傳輸技術(shù)等；二是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，包括網(wǎng)格技術(shù)和基于云計算的挖掘技術(shù)等；三是采集技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)的采集技術(shù)需具備識別多目標(biāo)、多特征的全天候采集能力；四是分析處理技術(shù)的發(fā)展，包括圖文轉(zhuǎn)換技術(shù)、語義分析處理技術(shù)、實時交互分析處理技術(shù)、云計算技術(shù)、并行計算框架技術(shù)以及高擴(kuò)展數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)。

（四）培養(yǎng)大數(shù)據(jù)方面的相關(guān)人才

一是科研能力的培養(yǎng)，大數(shù)據(jù)相關(guān)人才需要掌握大量大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，涉及大數(shù)據(jù)存儲、傳輸、采集、分析、處理等各個方面，必須熟練掌握；二是培養(yǎng)渠道的拓展，不僅依托文化遺產(chǎn)保護(hù)相關(guān)單位，還要協(xié)同相關(guān)科研院所、兄弟單位及地方部門一起聯(lián)合培養(yǎng)，此外還可以大發(fā)英雄帖引進(jìn)海內(nèi)外大數(shù)據(jù)方面的專才；三是人才發(fā)展環(huán)境的優(yōu)化。為了消除人才的后顧之憂，健全各種配套條件，包括制定相關(guān)的政策、創(chuàng)造優(yōu)良的硬、軟件環(huán)境，為人才的培養(yǎng)和招募并發(fā)揮其專才提供優(yōu)質(zhì)條件。

（五）推進(jìn)大數(shù)據(jù)的發(fā)展應(yīng)用

一要加強(qiáng)文化遺產(chǎn)保護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。通過建立完整的數(shù)據(jù)采集體系，持續(xù)不斷地采集相關(guān)的需保護(hù)的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，分別建立要素數(shù)據(jù)庫，為將來文化遺產(chǎn)保護(hù)決策提供數(shù)據(jù)支撐；二要充分利用已有分析處理平臺。例如云計算平臺是利用率高的分析處理大數(shù)據(jù)的強(qiáng)力平臺，是低成本、高效率的大數(shù)據(jù)分析處理方式。云計算平臺通過把文化遺產(chǎn)保護(hù)過程中平時采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時采集的動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存入云平臺，采用大規(guī)模的分布式方式來分析處理；三是實行定題服務(wù)和推送服務(wù)。通過分析處理大數(shù)據(jù)，對文化遺產(chǎn)保護(hù)工作者發(fā)出的需求指令進(jìn)行回應(yīng)，作出實時響應(yīng)，并將數(shù)據(jù)結(jié)果及時推送給工作者，為文化遺產(chǎn)保護(hù)決策提供重要依據(jù)。

數(shù)據(jù)是信息化時代的“石油”，未來社會的核心競爭力很大程度上依賴將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息和知識的速度與能力。[7]這種核心競爭力造就了大數(shù)據(jù)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。隨著社會逐漸步入大數(shù)據(jù)時代，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域是大勢所趨。因此，未來的文化遺產(chǎn)保護(hù)工作不僅需要注意解決傳統(tǒng)工作中出現(xiàn)的短板問題，也需要重視面向未來的信息技術(shù)和領(lǐng)域創(chuàng)新行動，并著力凝聚各方共識、加大投入、迅速行動、聯(lián)建共享、形成合力，確保文化遺產(chǎn)保護(hù)工作在大數(shù)據(jù)層面有所建樹。文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中，大數(shù)據(jù)的發(fā)展尚在起步階段，需要不斷開拓，如何高效分析處理大數(shù)據(jù)、合理利用大數(shù)據(jù)仍需要文化遺產(chǎn)保護(hù)工作者們不斷地發(fā)現(xiàn)和探索。

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作者單位：重慶通信學(xué)院

責(zé)任編輯：胡 越