大數(shù)據(jù)時代歷史文化名城信息平臺建設(shè)創(chuàng)新研究

管雯君 曾鋼良

大數(shù)據(jù)時代歷史文化名城信息平臺建設(shè)創(chuàng)新研究

管雯君 曾鋼良

歷史文化名城是具有地域性特色的寶貴資源，它是歷史文化和積淀的結(jié)果，蘊(yùn)含了巨大的文化和藝術(shù)價值。在當(dāng)今中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入“新常態(tài)”的背景下，這些寶貴的歷史資源需要規(guī)劃管理者進(jìn)一步去挖掘和保護(hù)。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，城鄉(xiāng)規(guī)劃信息化的技術(shù)手段日趨發(fā)達(dá)，歷史文化名城保護(hù)信息化的工作需要各種新技術(shù)的支撐，通過對現(xiàn)有歷史文化名城信息平臺的認(rèn)識和相關(guān)新技術(shù)的研究與分析，提出了信息化時代歷史文化名城保護(hù)的一些新思路。

歷史文化名城；信息；系統(tǒng)

1 引言

歷史文化名城是指保存文物特別豐富并且具有重大歷史價值或者革命紀(jì)念意義的城市[1]。歷史文化名城是一個城市歷經(jīng)滄桑的歷史文化積淀的結(jié)果，是中華民族勤勞智慧的物質(zhì)結(jié)晶。隨著城市化進(jìn)程的迅速推進(jìn)，高速建設(shè)的腳步對城市的歷史文化資源造成了巨大的威脅，對于歷史遺存的豐富的歷史文化名城而言，這種破壞尤其突出。因此，在當(dāng)今中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入”新常態(tài)“的背景下，歷史文化名城保護(hù)需要大數(shù)據(jù)的支撐和更加先進(jìn)的技術(shù)手段，如何處理好城市的歷史文化保護(hù)與未來發(fā)展之間的關(guān)系，構(gòu)建多元化的歷史文化保護(hù)信息化綜合平臺是當(dāng)代城市規(guī)劃建設(shè)的難題。

2 新型歷史文化名城信息平臺總體設(shè)計

2.1 建設(shè)目標(biāo)

歷史文化名城保護(hù)信息系統(tǒng)的建設(shè)以計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維GIS技術(shù)等為依托，建立多元化地理信息系統(tǒng)平臺：實(shí)現(xiàn)對于現(xiàn)有名城保護(hù)信息的“精確分類，有效管理”；實(shí)現(xiàn)對政府已批準(zhǔn)的、已上報的、已調(diào)查的保護(hù)歷史文化名城的相關(guān)資料并建立空間和多媒體數(shù)據(jù)庫，同時保障后期更新數(shù)據(jù)的整理、轉(zhuǎn)換與入庫；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、管理、分析、輸出一體化；實(shí)現(xiàn)歷史文化遺產(chǎn)的科學(xué)管理，滿足城市規(guī)劃管理業(yè)務(wù)審批的需要，提高規(guī)劃審批工作效率，加大城市歷史文化名城保護(hù)的力度。

2.2 總體建設(shè)思路

為了更好地落實(shí)國家歷史文化名城、中國歷史文化名鎮(zhèn)、名村及優(yōu)秀歷史建筑的保護(hù)和監(jiān)督管理工作，需要將國家歷史文化名城、中國歷史文化名鎮(zhèn)、名村、優(yōu)秀歷史建筑和文物建筑進(jìn)行空間坐標(biāo)入庫，建立歷史文化保護(hù)專題圖庫，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，開發(fā)歷史文化名城規(guī)劃管理系統(tǒng)，為歷史文化保護(hù)和監(jiān)督管理等各項工作提供技術(shù)支撐平臺[2]。

歷史文化名城數(shù)字化建設(shè)包括數(shù)據(jù)體系建設(shè)和系統(tǒng)平臺建設(shè)兩部分內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上針對管理部門、科研專家和社會公眾進(jìn)行不同的系統(tǒng)應(yīng)用!以滿足各自的需求，其總體建設(shè)思路（圖1）。

圖1 歷史文化名城保護(hù)信息平臺總體建設(shè)思路示意圖

2.3 數(shù)據(jù)體系建設(shè)

為了更好地管理歷史文化名城保護(hù)相關(guān)信息，依據(jù)《歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃》，從“歷史城區(qū)、歷史文化名鎮(zhèn)名村、文物保護(hù)單位、歷史建筑”4個層面對數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分（表1），建立名城保護(hù)數(shù)據(jù)體系[3-4]。按照該體系規(guī)范對現(xiàn)有和采集的歷史文化保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整合、標(biāo)準(zhǔn)化（圖2），建立完備的名城保護(hù)數(shù)據(jù)庫。

表1 歷史文化名城保護(hù)信息數(shù)據(jù)庫信息分類一覽表

類別備注數(shù)據(jù)庫名城歷史建筑歷史建筑根據(jù)《歷史建筑和歷史風(fēng)貌保護(hù)辦法》進(jìn)行管理重要景觀控制地帶其他保護(hù)信息古樹名木……

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程圖

2.4 系統(tǒng)平臺建設(shè)

2.4.1 總體框架

“歷史文化名城保護(hù)綜合信息管理系統(tǒng)”主要包括數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)層（綜合信息管理系統(tǒng)、綜合應(yīng)用展示系統(tǒng)）、表現(xiàn)服務(wù)層（信息平臺門戶）等等，總體架構(gòu)如圖3所示。

圖3 綜合管理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

數(shù)據(jù)服務(wù)層主要包括各類數(shù)據(jù)庫：歷史文化名城編目數(shù)據(jù)庫、保護(hù)規(guī)劃專題數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫等。歷史文化名城編目數(shù)據(jù)庫用于存放4大類文化保護(hù)信息，是所有歷史文化名城保護(hù)的數(shù)字檔案，是管理者真正摸清家底、實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的基礎(chǔ)；業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)庫是輔助業(yè)務(wù)單位進(jìn)行信息采集、信息上報、信息審核、信息發(fā)布與監(jiān)測等的信息數(shù)據(jù)庫；基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫主要包括該地區(qū)DEM、DOM等基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品，還包括三維云數(shù)據(jù)、全景圖數(shù)據(jù)等新型地理空間數(shù)據(jù)，為歷史文化名城保護(hù)展示及研究提供支撐[5]。

應(yīng)用服務(wù)層主要包括支撐系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的平臺軟件和基于數(shù)據(jù)服務(wù)及平臺軟件構(gòu)建的平臺服務(wù)體系接口。這些平臺軟件主要包括地理信息服務(wù)平臺、工作流引擎、規(guī)則引擎、應(yīng)用開發(fā)報表表單、Web中間件及搜索引擎等等[6]。GIS平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對地理空間數(shù)據(jù)的高效索引和分析，為歷史文化名城保護(hù)數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。工作流引擎、規(guī)則引擎、應(yīng)用開發(fā)報表表單、Web中間件和搜索引擎是各個應(yīng)用子系統(tǒng)的功能支撐，為復(fù)雜的業(yè)務(wù)功能提供底層基礎(chǔ)服務(wù)。

表現(xiàn)服務(wù)層主要采用以B/S為主的系統(tǒng)架構(gòu)，前端封裝的開發(fā)框架及控件主要包括：JS控件、全景控件、視頻控件、虛擬場景控件、地圖瀏覽空間等等。

2.4.2 功能設(shè)計

歷史文化名城保護(hù)管理信息系統(tǒng)功能（圖4）。

圖4 系統(tǒng)功能模塊示意圖

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)歸納

3.1 基于 GIS 的多因子評價的歷史建筑價值評定

歷史建筑是歷史文化名城重要構(gòu)成要素，對于歷史文化名城的保護(hù)而言起著至關(guān)重要的作用，然而對于各類歷史建筑的價值該如何判斷，歷史建筑的分布情況對整個城市造成的影響如何判斷是歷史文化保護(hù)信息化工作的一個重要部分[7]。目前全國各地對歷史文化名城中歷史建筑的價值判斷的技術(shù)手段還比較落后，普遍存在以下幾個問題：

（1）規(guī)劃編制人員在對于基礎(chǔ)資料的收集及分析是都是從主觀感性的角度，使得歷史文化街區(qū)保護(hù)與更新規(guī)劃不能綜合的考慮多源相關(guān)資料及其相互的影響，因此不能對街區(qū)的現(xiàn)狀做出科學(xué)的分析而導(dǎo)致規(guī)劃設(shè)計成果缺乏整體性和科學(xué)性。

（2）在使用 CAD 技術(shù)處理大量的數(shù)據(jù)是會產(chǎn)生較大的工作量，也無法處理大量的屬性數(shù)據(jù)，從而造成了人力物力資源的浪費(fèi)。

（3）規(guī)劃成果中大都數(shù)以圖形文件為主體，文字資料為輔助，現(xiàn)狀資料和數(shù)據(jù)卻不能系統(tǒng)的統(tǒng)計在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。

在大數(shù)據(jù)時代的背景下，歷史建筑的價值需要有更加理性的權(quán)重評價體系，歷史建筑的機(jī)制評定應(yīng)該以GIS 數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，整理出歷史街區(qū)內(nèi)建筑相關(guān)信息，并在后期規(guī)劃設(shè)計和分析過程中通過多因子疊加分析，實(shí)現(xiàn)對建筑價值的綜合評估,為具體建筑的實(shí)施策略和保護(hù)、整治模式提供參考依據(jù)[8]?？筛鶕?jù)歷史文化名城的特色針對歷史建筑選取歷史價值評定因子，例如建筑風(fēng)貌、建筑年代、建筑外觀質(zhì)量、與歷史關(guān)聯(lián)度、建筑典型性等多個影響因子，根據(jù)因子的權(quán)重確定歷史建筑的歷史價值（表2、3），將多種價值評定影響因子的權(quán)值疊加，得出歷史建筑價值的綜合評價結(jié)果（圖5、6），旨在更好的在定性定量兩個方面為歷史文化街區(qū)的保護(hù)與更新規(guī)劃提供參考依據(jù)，為管理者提供更精確的數(shù)據(jù)結(jié)果。

表2 歷史建筑價值評定因子權(quán)重一覽表

表3 歷史建筑典型因子權(quán)值表

圖5 歷史建筑風(fēng)貌評定分布圖

圖6 歷史建筑人文歷史價值評價示意圖

3.2 三維仿真技術(shù)應(yīng)用

歷史風(fēng)貌建筑三維仿真是運(yùn)用計算機(jī)圖形圖像技術(shù)，結(jié)合歷史風(fēng)貌建筑詳細(xì)測繪成果、歷史照片、歷史圖紙等資料，建立詳實(shí)三維物體模型，對歷史風(fēng)貌建筑的內(nèi)外部場景和周圍環(huán)境予以仿真再現(xiàn)，并使建筑模型在三維空間不同角度予以展示。相對于傳統(tǒng)的實(shí)景拍攝影片和照片而言，三維仿真有如下優(yōu)勢:

(1) 實(shí)拍不能完成的鏡頭可通過三維仿真來模擬完成;

(2) 能夠表現(xiàn)已損壞的歷史建筑與歷史街區(qū)內(nèi)外場景，即通過已掌握的歷史圖紙、歷史照片等歷史資料進(jìn)行仿真復(fù)原，展示歷史原貌;

(3) 相對于錄像片、照片的單薄表現(xiàn)力而言，三維仿真具備電影般的畫面品質(zhì)和震撼效果,可具備珍藏的價值[9-10]。

對于歷史文化名城綜合管理信息系統(tǒng)，增加三維展示模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對于歷史建筑的二三維一體化管理，可以實(shí)現(xiàn)的功能有：三維漫游（圖7）、場景定位（圖8）、歷史街區(qū)改造前后對比（圖9）、歷史街區(qū)周邊規(guī)劃項目報建方案審批（圖10）等功能，表達(dá)方式更為直觀，三維仿真技術(shù)能讓歷史文化名城保護(hù)信息系統(tǒng)發(fā)揮更大的效力，極大地改變了傳統(tǒng)二維平面圖的陳舊管理模式，讓規(guī)劃審批決策的過程變得更加科學(xué)和高效。

4 結(jié)語

在當(dāng)今中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入“新常態(tài)”的背景下，城鎮(zhèn)化的步伐仍然在不斷加快，歷史文化資源的保護(hù)變得越來越重要。面對信息化時代海量數(shù)據(jù)的沖擊，各種新的技術(shù)手段不斷涌現(xiàn)，為了加快落實(shí)歷史文化名城保護(hù)工作，建立高效的、具有針對性的管理信息平臺尤為重要，運(yùn)用三維GIS技術(shù)、多因子歷史價值評價技術(shù)等新技術(shù)能夠助推歷史文化名城保護(hù)信息化建設(shè)更快、更好地發(fā)展。然而，歷史文化名城保護(hù)同時具有很強(qiáng)的地域性特征，如何針對各種不同類別的歷史文化名城實(shí)施適宜的建設(shè)方案仍值得規(guī)劃師去探討。

圖7 歷史街區(qū)三維場景展示示意圖

圖10 歷史街區(qū)周邊規(guī)劃項目報建方案審批示意圖

[1]王林,王駿.歷史街區(qū)保護(hù)規(guī)劃編制方法研究[J].城市規(guī)劃,1998,(3):37-39.

[2]胡明星,董衛(wèi).基于GIS的鎮(zhèn)江西津渡歷史街區(qū)保護(hù)管理信息系統(tǒng)[J].規(guī)劃師,2002,(3):71-73.

[3]胡明星,董衛(wèi).GIS技術(shù)在歷史街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J].建筑學(xué)報,2004,(12):63-65.

[4]中華人民共和國建設(shè)部歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃規(guī)范,GB50357-2005. [M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[5]張松.歷史性城市保護(hù)學(xué)導(dǎo)論——文化遺產(chǎn)和歷史環(huán)境保護(hù)的一種整體性方法 [M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[6]趙勇,張捷,盧松,劉澤華.歷史文化村鎮(zhèn)評價指標(biāo)體系的再研究——以第二批中國歷史文化名鎮(zhèn)(名村)為例[J].建筑學(xué)報,2008,(3).64-69.

[7]陳薇,王承慧,吳曉.道路遺產(chǎn)與歷史城市保護(hù)——以南京為例[J].建筑學(xué)報,2008,(3):64-69.

[8]張捷.歷史城市空間的變遷研究-以南京為例[D].南京:東南大學(xué),2009.

[9]李肖,徐佑成,江紅南,等.實(shí)時三維技術(shù)在交河故城遺址保護(hù)中的應(yīng)用[J].文物保護(hù)與考古科學(xué),2013,(1):25-28.

[10]趙勇,張捷,盧松,劉澤華.歷史文化村鎮(zhèn)評價指標(biāo)體系的再研究-以第二批中國歷史文化名鎮(zhèn)(名村)為例[J].建筑學(xué)報,2008,(3).64-69.

責(zé)任編輯：張吉明

Historical and cultural cities are precious resources with regional characteristics. They resulted from the accumulation of history and culture, containing great cultural and artistic value. Under the background of “New Normal” of Chinese economic development,these precious resources require program managers to further discover and protect. With the arrival of the time of big data, the technologies for urban and rural planning informatization are rapidly developed. The informatization of protection of historical and cultural cities requires the support of various new technologies. Through the cognition of current information platform for historical and cultural cities and the research and analysis of related new technologies, the article put forward some new ideas on the protection of historical and cultural cities in the information time.

historical and cultural city ; information ; system

TU-86

A

1674-4144（2016）-02-38（5）

管雯君，佛山市城市地理信息中心工程師。

曾鋼良，佛山市城市地理信息中心系統(tǒng)分析師。