福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)構建研析

許勇鐵

(廈門理工學院 福建廈門 361024)

1 概述

歷史文化名城、名鎮(zhèn)、名村等歷史風貌資源，是城鄉(xiāng)歷史文化資源保護體系的重要組成部分。截至2019年年底，福建省已有4個國家級歷史文化名城，31條歷史文化街區(qū)、76個國家級歷史文化名鎮(zhèn)名村(數(shù)量位列全國第2位)、中國傳統(tǒng)村落229個(數(shù)量位列全國第6位)，如圖1所示。

圖1 福建省歷史文化名城與名鎮(zhèn)名村分布圖

城鄉(xiāng)歷史風貌資源基礎數(shù)據(jù)，目前采用的大多是傳統(tǒng)的方法和手段，主要從感性的角度來分析收集現(xiàn)狀基礎數(shù)據(jù)，缺乏對現(xiàn)狀基礎數(shù)據(jù)的快速準確分析，使得名城名鎮(zhèn)名村保護規(guī)劃無法在綜合考慮相關數(shù)據(jù)相互影響的基礎上做出科學的分析，影響了保護規(guī)劃實施效果。同時，規(guī)劃管理部門在規(guī)劃實施過程的控制和管理，是一項長期的、動態(tài)的過程，需要全過程的動態(tài)控制和調整，這就要求規(guī)劃設計和管理部門及時掌握各種能反映現(xiàn)狀的動態(tài)資料，并將此作為管理部門保護和管理的依據(jù)[1]。為滿足形勢發(fā)展的需要，探索用新技術、新手段來解決名城名鎮(zhèn)名村保護規(guī)劃與管理中遇到的問題成了當務之急。而計算機技術和信息技術的發(fā)展，特別是信息系統(tǒng)技術的應用，給這些問題的解決帶來了新的契機。近年來，福建省各級政府對名城名鎮(zhèn)名村保護工作高度重視，社會公眾與輿論對保護工作的關注度也逐步提升，保護管理的技術性需求與歷史風貌資源的展示性需求與日俱增。但目前福建省尚未建立起一套覆蓋全省范圍、標準統(tǒng)一、可持續(xù)更新的數(shù)據(jù)平臺與信息管理系統(tǒng)，全省層面的城鄉(xiāng)歷史風貌資源數(shù)據(jù)與基礎信息資源尚無統(tǒng)一的管理標準與數(shù)據(jù)格式，海量的信息無法有效整合與應用。實現(xiàn)名城、名鎮(zhèn)、名村資源的動態(tài)化與精細化管理、數(shù)據(jù)化操作、信息及時披露與共享十分必要與緊迫。

基此，福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)以構建全省范圍的基礎數(shù)據(jù) “一張圖”、 活化利用“一平臺”、監(jiān)測管理“一張網(wǎng)”為總目標，通過標準化、體系化和模塊化的框架設計，梳理充實全省歷史風貌資源，形成了數(shù)字化工作底圖，并以此為基礎通過標準化、體系化和模塊化的框架設計，建設動態(tài)監(jiān)測監(jiān)管體系，進而生成了以促進傳統(tǒng)村落和歷史建筑活化利用為目標的租養(yǎng)平臺，實現(xiàn)對全省城鄉(xiāng)歷史文化資源保護利用狀態(tài)的信息化、數(shù)字化監(jiān)管職能，實現(xiàn)全省歷史文化資源的信息化展示與管理，支撐名城鎮(zhèn)村的保護監(jiān)管與相關業(yè)務職能(圖2)。

圖2 福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)首頁門戶設計

2 福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)建設

2.1 系統(tǒng)構架設計

福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)，由基礎數(shù)據(jù)、活化利用、監(jiān)測管理三大板塊構成，旨在通過建立基礎數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)掌握福建省歷史文化資源保護利用現(xiàn)狀，并以此為基礎構建基于保護監(jiān)管、日常監(jiān)測、租養(yǎng)交易以及動態(tài)反饋的歷史文化資源“全周期”體系構架(圖3)。

圖3 福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)框架

2.1.1基礎數(shù)據(jù)“一張圖”

以實現(xiàn)城鄉(xiāng)歷史文化資源的信息化、數(shù)字化為建設目標。以國家測繪局的“天地圖”地理信息數(shù)據(jù)為工作地圖，實現(xiàn)PAD端和網(wǎng)頁端瀏覽與操作，其中PAD端為行政管理部門專用，主要用于展示、查詢與標繪。其主要工作內容包括：城鄉(xiāng)歷史文化資源管理一張圖，將圖像、測繪檔案、保護規(guī)劃等系統(tǒng)疊加，共同構建統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)資源開發(fā)利用的“天上看、網(wǎng)上管、地上查”，從而實現(xiàn)資源動態(tài)監(jiān)管的目標。同時，可以實現(xiàn)全景影像展示、查詢、統(tǒng)計；基本信息、圖像等內容的社會化查詢二維碼化；歷史街區(qū)、名鎮(zhèn)名村和歷史建筑網(wǎng)上申報-審核功能；為民辦實事、省級重點改善提升等項目月報表網(wǎng)上填報、監(jiān)管系統(tǒng)(圖4)。

圖4 福建省歷史建筑與傳統(tǒng)村落分布圖

2.1.2活化利用“一平臺”

建設一個以傳統(tǒng)風貌建筑使用權交易為核心功能的線上平臺。為歷史建筑檔案管理、建筑租養(yǎng)與審核監(jiān)督、成果展示宣傳提供系統(tǒng)支撐，理清管理、運營、村委、租養(yǎng)人等各類用戶使用邏輯，以傳統(tǒng)風貌建筑租養(yǎng)為核心，打通產(chǎn)業(yè)鏈條，帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其中包括傳統(tǒng)工匠、規(guī)劃設計、建筑設計、園林設計、建筑施工、村落運營等。其主要工作內容包括：租養(yǎng)工作策劃與設計、平臺建設和運維、法律專項服務、宣傳推廣專項服務、運營服務五大部分(圖5)。

圖5 傳統(tǒng)村落建筑租養(yǎng)線上平臺

2.1.3監(jiān)測管理“一張網(wǎng)”

以監(jiān)測管理系統(tǒng)為借鑒，通過部署各種傳感器，應用日益成熟的5G技術，搭建物聯(lián)監(jiān)管網(wǎng)絡，實現(xiàn)對全省歷史建筑的養(yǎng)護、修繕、管理等監(jiān)管和保護的有效結合，讓歷史建筑監(jiān)管保護工作更信息化、智能化、透明化、便捷化[2]。主要功能包括：防火、防盜、防雷的監(jiān)測及報警；整體穩(wěn)定性及局部構件監(jiān)測以及環(huán)境監(jiān)測等。

2.2 系統(tǒng)框架設計

城鄉(xiāng)歷史文化資源信息系統(tǒng)框架設計，針對不同使用權限分為管理、公眾兩大板塊(圖6)。其中管理板塊主要涵蓋信息統(tǒng)計、動態(tài)監(jiān)測、行政管理、科研教育、重大專項五大核心功能，公眾板塊突出名城鎮(zhèn)村的資源展示和共享?？傮w上，旨在構建基于名城鎮(zhèn)村保護監(jiān)管、日常監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析以及動態(tài)反饋的“全周期”體系構架。系統(tǒng)建設遵循標準統(tǒng)一、分層分級、安全穩(wěn)定、操作便捷、動態(tài)擴展的原則，研發(fā)與建設過程中將根據(jù)名城名鎮(zhèn)名村保護需求對具體功能進行擴展。

圖6 系統(tǒng)總體設計框架

信息系統(tǒng)納入了歷史文化名城、歷史文化街區(qū)、歷史文化名鎮(zhèn)名村、傳統(tǒng)村落、歷史建筑等歷史文化資源點位信息及基礎信息(圖7)。數(shù)據(jù)類型包括屬性信息、CAD數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、保護規(guī)劃、圖元信息等。數(shù)據(jù)的錄入采用國家最新坐標系，并構建了數(shù)據(jù)采集與錄入標準。

圖7 系統(tǒng)各層次全要素數(shù)據(jù)體系構建

2.3 系統(tǒng)關鍵技術應用

系統(tǒng)采用B/S架構，融合WEBGLS技術，實現(xiàn)網(wǎng)頁端瀏覽與操作，突出實用性與便捷性。WEBGLS綜合全球互聯(lián)網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，具有地理數(shù)據(jù)采集、管理、查詢、計算、分析與可視表現(xiàn)等多種功能，可科學地管理和綜合分析各種地理空間和屬性數(shù)據(jù)，提供管理、模擬、決策、規(guī)劃等任務所需要的各種地理信息的計算機技術系統(tǒng)。 基于WEBGIS、多媒體、數(shù)據(jù)庫等技術的數(shù)字化系統(tǒng)，可全面、形象、生動、準確地將歷史文化名城名鎮(zhèn)名村的特征要素及其研究成果展現(xiàn)出來，實現(xiàn)傳承、保護和研究。

功能應用上，利用GIS、RS、傾斜攝影、二三維一體化等技術豐富名城、名鎮(zhèn)、名村保護與監(jiān)管的手段。數(shù)據(jù)管理上，通過多源數(shù)據(jù)聚合、時空數(shù)據(jù)管理以及空間數(shù)據(jù)庫技術的應用，確保數(shù)據(jù)的高效存儲、處理與管理。

3 系統(tǒng)的核心功能

福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)，以實現(xiàn)城鄉(xiāng)歷史風貌資源的信息化、數(shù)字化為建設目標，通過收集整理基礎文字介紹信息、坐標信息、相關圖片、規(guī)劃信息、影像數(shù)據(jù)等，構建基礎數(shù)據(jù)中心；并將這些信息整理落圖，圖表結合，實現(xiàn)全省名城街區(qū)、名鎮(zhèn)名村、傳統(tǒng)村落和歷史建筑可視化、直觀化和適時更新，并實現(xiàn)與相關系統(tǒng)銜接、互聯(lián)互通；系統(tǒng)可對歷史建筑和傳統(tǒng)村落的分布、建筑年代、保存狀況、修繕情況等進行統(tǒng)計，便于管理決策；系統(tǒng)以“天地圖”地理信息數(shù)據(jù)為工作底圖，采用B/S架構，融合WebGL技術，實現(xiàn)平板端和網(wǎng)頁端瀏覽與操作、后臺管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理與審批工作。 同時，信息庫是動態(tài)的和逐步完善發(fā)展的。在建立信息管理系統(tǒng)基本框架后，隨著資源本身的保護利用等變化，信息庫也將隨之進行動態(tài)更新，且對每次更新進行記錄和迭代，從而確保系統(tǒng)信息可以較準確反映建筑的當前狀態(tài)，同時保留的原信息亦可作為信息比較的依據(jù)，便于管理部門的監(jiān)管，提高管理實施效率和水平。

3.1 信息統(tǒng)計與多維分析

信息的統(tǒng)計與多維分析，是該系統(tǒng)建設研究的一項基礎性功能，支持對全省范圍內歷史文化名城、名鎮(zhèn)、名村和歷史建筑信息的多層級、多維度及綜合性的展示、查詢和統(tǒng)計分析，有助于推進全省名城鎮(zhèn)村體系的“一張圖”可視化表達[3]，并進行快速定位與查詢，一定程度上填補了全省范圍內數(shù)據(jù)查詢與匯總的空白。

3.1.1全省范圍統(tǒng)計分析

全省范圍除歷史建筑數(shù)據(jù)以外，還包括了歷史文化街區(qū)、傳統(tǒng)村落、名城、名鎮(zhèn)、名村及文化線路等其他歷史文化資源信息?；诖蟪叨取⒖鐓^(qū)域線性文化遺產(chǎn)，可以設定線路緩沖區(qū)(10km、50km、100km等)進行歷史文化資源的關聯(lián)性查詢、統(tǒng)計與分析。

3.1.2市、縣級范圍統(tǒng)計分析

進行分省、市信息統(tǒng)計和省際、市際之間數(shù)據(jù)對比分析。統(tǒng)計內容包括名城名鎮(zhèn)名村數(shù)量、歷史文化街區(qū)面積、歷史文化街區(qū)數(shù)量、歷史建筑數(shù)量、歷史建筑面積等信息，統(tǒng)計分析的內容可以隨著數(shù)據(jù)的不斷錄入更新而拓展，逐步實現(xiàn)復雜的交叉數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，以便于快速調取、分析相關數(shù)據(jù)結論。例如，歷史建筑資源信息管理部分(圖8)，如同為歷史建筑“建立戶口”，使每處歷史建筑資源“有案可查”。掌握第一手歷史建筑的基礎信息資料，使之成為歷史建筑價值評估與保護再利用設計的基本依據(jù)，從而指導歷史建筑保護和開發(fā)利用，完善歷史建筑保護管理機制[4]。采用WEBGLS技術的新型數(shù)據(jù)庫方式的歷史建筑資源信息管理系統(tǒng)，將具有豐富的數(shù)據(jù)檢索路徑和表達維度。根據(jù)管理部門實際使用需要，信息庫可以位置坐標、建筑類型、建成年代、建筑高度、外觀特色、建筑師信息、建筑規(guī)模等多個維度的信息為檢索和分類的路徑，此外，通過關鍵詞的檢索，甚或依靠大數(shù)據(jù)進行關鍵信息的排序、整理，管理者和查詢者可以宏觀且直觀地掌握歷史建筑信息資料和特點。

圖8 歷史建筑統(tǒng)計界面

3.1.3全要素信息展示與分析

以國家名城福州市為例，依照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)錄入標準，針對國家名城保護的不同層次進行數(shù)據(jù)展示與分析，分別包含了市域、歷史城區(qū)、歷史文化街區(qū)3個空間層級，對福州市名城保護體系現(xiàn)狀進行了多層次“全要素”的展示與管理。名城中的重要保護與管理要素，諸如保護區(qū)劃、文物、歷史建筑、歷史街巷等均為“矢量”要素，可進行選取、編輯等操作，有助于進行細化分析。

3.1.4數(shù)據(jù)導出與報表快速創(chuàng)建

通過選定空間層次或范圍內的數(shù)據(jù)或圖片，支持數(shù)據(jù)統(tǒng)計導出與報表的快速創(chuàng)建，極大程度支撐管理部門的相關業(yè)務需求與科研需求(圖9)。

圖9 報表內容展示

3.2 傳統(tǒng)村落建筑租養(yǎng)信息

租養(yǎng)工作以社會力量通過互聯(lián)網(wǎng)平臺認租建筑為起點，整理傳統(tǒng)村落中空置蕭條的建筑，經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)平臺推向市場，由自然人租養(yǎng)，為村落延續(xù)老傳統(tǒng)注入新生命。

通過將欲被租養(yǎng)的歷史建筑信息，包括詳細描述每座建筑的負責人、結構、風格、認領要求、用途等信息發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)平臺上進行認租。若認租方對某一建筑有意向的，則可發(fā)起認租邀約。當然，其間必須對有意向的認租人要實名認證，并進行真實性信息的核實，確認其資質、資金實力、認租方案等。經(jīng)該傳統(tǒng)村落的業(yè)主或負責人同意后，則可進行實地考察交流認租方案，雙方同意后則完成認租流程(圖10)。認租完成后，將會對認租信息跟蹤反饋，對認租后的運營維護進行跟蹤反饋，監(jiān)督認領工作的持續(xù)進行。

圖10 福建傳統(tǒng)村落建筑海峽租養(yǎng)平臺界面

3.3 動態(tài)監(jiān)測與識別

利用空間識別與大數(shù)據(jù)技術，在日常巡查、監(jiān)測管理與動態(tài)評價等業(yè)務中的應用已十分廣泛(圖11)。信息系統(tǒng)集成動態(tài)監(jiān)測領域的相關技術，應用于名城鎮(zhèn)村的日常保護管理與動態(tài)監(jiān)管督查等工作中，為名城鎮(zhèn)村的精細化管理提供有力的技術支撐。

圖11 歷史文化名村監(jiān)測對象信息查詢

3.3.1歷時監(jiān)測與實時監(jiān)測

歷時監(jiān)測，主要利用同一區(qū)域多期高清正射影像與數(shù)據(jù)資源進行對比來實現(xiàn)監(jiān)測管理，其優(yōu)勢在于更為快速、直觀地反映一定時段內的資源變化情況。例如，歷史文化街區(qū)內歷年建設情況和周邊環(huán)境變化情況，可以通過監(jiān)測系統(tǒng)的圖斑比照識別，認定出拆除、新建、改造以及自然環(huán)境破壞等行為，為名城保護監(jiān)管、評估提供依據(jù)。

實時監(jiān)測將利用攝像頭、成像儀等設備進行實時動態(tài)監(jiān)控，一般多用于重要歷史地段、歷史建筑的實時監(jiān)控，便于及時掌握人口流動情況、建筑受損情況等。

3.3.2保護規(guī)劃疊合

保護規(guī)劃，是歷史城鎮(zhèn)、地段保護監(jiān)管的主要法定依據(jù)。通過對已批復的保護規(guī)劃圖紙調取、圖紙與高清影像底圖的疊加對比等手段，對保護管理要求與現(xiàn)狀情況進行對比，輔助保護管理與相關分析判斷。

3.3.3三維監(jiān)測

三維監(jiān)測，利用傾斜攝影技術快速、高效地生成高精度三維點云模型，并進行實景渲染(圖12)，以最直觀、真實的展現(xiàn)方式進行監(jiān)測管理，重點針對歷史文化街區(qū)及其周邊環(huán)境、重要歷史建筑、街區(qū)保護范圍內的建筑風貌和建筑高度進行多維度的監(jiān)測和識別。在三維監(jiān)測的同時，還可以實現(xiàn)建筑高度、面積測量以及可視域等分析功能。

圖12 歷史文化名村傾斜攝影模型展示

3.4 行政業(yè)務輔助管理

行政業(yè)務輔助功能，主要以標準統(tǒng)一、系統(tǒng)全面的全省范圍數(shù)據(jù)庫為基礎，結合網(wǎng)絡在線辦公、云服務等技術，輔助名城鎮(zhèn)村相關主管部門的業(yè)務管理職能，可以涵蓋名城名鎮(zhèn)名村的申報評選、規(guī)劃備案、資金管理、法規(guī)瀏覽等行政業(yè)務工作。

3.5 科研教育與宣傳推廣

科研教育與宣傳推廣功能，是促進公眾認知、參與名城名鎮(zhèn)名村保護工作的重要窗口。在研究設計框架中，通過發(fā)布有關名城鎮(zhèn)村保護的重要會議視頻、在線培訓課程、行業(yè)資訊動態(tài)等內容，來促進保護領域的信息推廣與交流。

3.6 重大專項支撐

為省級層面的一些專項工作提供技術服務接口，拓展信息系統(tǒng)的服務與技術支撐能力。例如結合歷史文化街區(qū)劃定和歷史建筑確定工作、歷史文化名城體檢評估、為民辦實事等專項工作進行數(shù)據(jù)與技術服務支撐。

3.7 公眾參與與監(jiān)督

通過構建公眾電子問卷調研、公眾實時評價、公眾投票、違法行為舉報等功能，為社會大眾提供名城鎮(zhèn)村保護的實時參與、監(jiān)督與反饋的渠道。

4 結語

基于國土空間尺度、全要素數(shù)據(jù)統(tǒng)計范疇和綜合性保護管理職能的福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)建設，一方面，旨在為歷史名城、名鎮(zhèn)、名村資源建立規(guī)范的信息化檔案，對歷史文化名城、名鎮(zhèn)、名村管理所需的各類信息進行數(shù)字化存儲，實現(xiàn)信息整合與重復利用，提高管理效率；另一方面，遵循標準化與可擴展性原則，對所需信息按管理需求及存儲方式進行分類，有序適用，形成模塊化標準，具有可擴展性，利于主管部門對資源信息共享、協(xié)同共建[5]。

福建省歷史風貌資源信息系統(tǒng)建設是一項系統(tǒng)性工程， 目前已經(jīng)上線試運行。下一步，將進一步完善可拓展的技術框架，在未來大數(shù)據(jù)、云管理與可視化等信息技術迅猛發(fā)展的背景下，系統(tǒng)的建設將融合更多的拓展模塊與技術載體，有效支撐福建省歷史風貌的保護、監(jiān)管與展示，最大程度地適應復雜多樣化的政策環(huán)境與管理需求，為未來新模塊功能構建和新技術應用提供豐富的可能性，為進一步融入市場化應用奠定好框架基礎。