歷史街區(qū)文化景觀的智慧治理技術(shù)應(yīng)用研究

柯春鵬?喻紅剛?葉昌東

摘要：為促進歷史街區(qū)文化景觀的保護利用中的智慧治理技術(shù)應(yīng)用，分析了歷史街區(qū)文化景觀智慧化治理中數(shù)據(jù)高效采集、信息分析管理、實時監(jiān)控監(jiān)測、文化景觀展示和公眾參與監(jiān)督的五大方面技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)存的問題，提出了歷史街區(qū)文化景觀全周期保護利用的多元智慧治理技術(shù)總體框架，包括文化景觀數(shù)字化體系、信息分析管理體系、智能監(jiān)測監(jiān)管體系、公眾參與監(jiān)督體系和文化景觀展示體系五大技術(shù)體系，闡述了不同智慧治理技術(shù)在歷史街區(qū)文化景觀保護利用中作用和適用性，為加強歷史街區(qū)文化景觀保護利用智慧治理提供了支持。

關(guān)鍵詞：歷史街區(qū)文化景觀;保護利用;智慧治理技術(shù)

中圖分類號：TU986

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2022）03-0039-05

收稿日期：2022-01-10

修回日期：2022-02-22

Abstract：In order to promote the application of intelligent governance technology in the protection and utilization of cultural landscape in historical blocks， the existing problems of five aspects of technical application in the intelligent governance of cultural landscape in historical blocks are analyzed， including efficient data collection， information analysis， and management， real-time monitoring and surveillancing， cultural landscape display and supervision of public participation. The general framework of multi-intelligent governance technology for the full-cycle protection and utilization of cultural landscape in historical blocks is proposed， containing five technical systems： cultural landscape digital system， information analysis and management system， intelligent monitoring and supervision system， public participate in supervision system， and cultural landscape display system. This paper expounds the role and applicability of different intelligent governance technologies in the protection and utilization of cultural landscape in historical blocks， and provides support for strengthening the intelligent governance of the protection and utilization of cultural landscape in historical blocks.

Key words：Historical blocks; Cultural landscape; Protection and utilization; Smart governance technology

文化景觀指的是人類在社會發(fā)展過程中所創(chuàng)造的具有歷史性和地域性特征的有形的物質(zhì)景觀和無形的非物質(zhì)景觀[1～2]。歷史街區(qū)是文化景觀中的重要組成部分，經(jīng)過不同歷史時期社會、經(jīng)濟、文化等方面的共同積淀，承載了城市記憶，并蘊含著大量歷史文化信息，具有豐富的歷史價值、藝術(shù)價值和科學價值。隨著歷史街區(qū)保護利用政策要求的逐年強化，歷史街區(qū)文化景觀消減的趨勢在一定程度上得到了遏制，但目前在歷史街區(qū)保護利用過程中依然存在歷史建筑建設(shè)性破壞、非物質(zhì)文化景觀消失、文化宣傳和展示空間不足等問題。另一方面，3S、人工智能等智慧治理技術(shù)在城市建設(shè)管理等方面獲得較好的應(yīng)用成效，為解決歷史街區(qū)文化景觀保護利用問題提供了新的思路及技術(shù)支持，但目前智慧治理技術(shù)在歷史街區(qū)的應(yīng)用深度不足。因此，筆者通過對歷史街區(qū)文化景觀保護利用現(xiàn)存問題和現(xiàn)有技術(shù)進行系統(tǒng)化梳理分析，構(gòu)建歷史街區(qū)文化景觀全周期保護利用的多元智慧治理技術(shù)體系，以促進歷史街區(qū)文化景觀保護，優(yōu)化文化景觀資源利用和提升文化景觀空間服務(wù)功能。

1 歷史街區(qū)智慧治理技術(shù)現(xiàn)存問題及應(yīng)用進展

1.1 數(shù)據(jù)采集方面

歷史街區(qū)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式如傳統(tǒng)測繪，以全站儀定點測量為主，存在數(shù)據(jù)測量費時費力且成本較高、后期數(shù)據(jù)處理煩瑣和數(shù)據(jù)采集效率較低等問題。同時，具有高綜合價值的歷史街區(qū)往往游客流量較大，給文化景觀信息采集帶來了諸多困難。因此，在快速變化的歷史街區(qū)環(huán)境中，亟需利用高效的數(shù)據(jù)采集工具。在近期研究中，數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要包括采用遙感技術(shù)進行歷史街區(qū)的衛(wèi)星影像采

集[3～6]，利用三維掃描建模技術(shù)（無人機攝影測量技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)）對歷史街區(qū)文化景觀進行普查建檔[7]、測繪[8～9]、建模[10]、數(shù)字化[11～12]、景觀修復[13～14]等，為歷史街區(qū)文化景觀數(shù)據(jù)高效采集提供了技術(shù)支撐。

1.2 信息分析管理方面

隨著信息化建設(shè)推進，歷史街區(qū)文化景觀數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)，存在數(shù)據(jù)類型多樣、數(shù)據(jù)格式相互獨立和難以高效整合利用等問題。高效的數(shù)據(jù)分析是有效提升歷史街區(qū)動態(tài)情形認知的重要途徑，是智慧治理的管理趨勢，亟須建立針對歷史街區(qū)文化景觀的數(shù)據(jù)管理分析體系?，F(xiàn)有研究及實踐中，信息分析主要涉及大數(shù)據(jù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和建筑信息模型（BIM）技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可對歷史街區(qū)進行規(guī)劃設(shè)計分析[15]、績效評估[16～18]和活力定量研究[19～23];GIS技術(shù)具有規(guī)劃設(shè)計[24]、系統(tǒng)建設(shè)[25]、評估[26]、風貌評價[27]、平臺構(gòu)建[28]、災(zāi)害風險評估[29～30]等功能;BIM技術(shù)則可以應(yīng)用在歷史建筑協(xié)同更新設(shè)計及修繕方面[31～34]。

1.3 實時監(jiān)測監(jiān)控方面

歷史街區(qū)文化景觀的開發(fā)利用使得人流、車流等威脅文化景觀的因素不斷增加，人力監(jiān)管保護力量有限，難以及時發(fā)現(xiàn)并阻止損壞行為，導致歷史街區(qū)文化景觀損壞事件頻發(fā)。在歷史街區(qū)文化景觀保護監(jiān)測監(jiān)控中，存在監(jiān)控設(shè)施不足、監(jiān)控對象局限、監(jiān)控針對性不強等問題?，F(xiàn)有研究主要從宏觀層面采用遙感和GIS技術(shù)進行歷史街區(qū)的監(jiān)測分析[3～6]，從管理體系層面總結(jié)了“城市-街區(qū)-重點區(qū)域”的監(jiān)控體系[35]，但對監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)及其適用對象尚未有系統(tǒng)梳理。

1.4 文化景觀展示方面

文化景觀展示是目前提升公眾文化景觀保護意識的重要途徑。歷史街區(qū)文化景觀主要通過景觀實體、展覽館、影視作品、宣教解說系統(tǒng)和導游推介等方式展示，形式以文字和圖像為主，存在文化景觀互動體驗差、內(nèi)容質(zhì)量不高、文教屬性不突出等問題。在實際中主要應(yīng)用的新型展示技術(shù)有虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）和增強現(xiàn)實技術(shù)（AR），可實現(xiàn)歷史街區(qū)三維虛擬平臺開發(fā)[36]、重現(xiàn)數(shù)字景觀和展示創(chuàng)意[37～38]等功能，豐富了文化景觀展示的內(nèi)容和形式。

1.5 公眾參與監(jiān)督方面

在歷史街區(qū)文化景觀保護更新改造的公共參與實踐中，存在公眾參與渠道缺失、參與反饋不完善和公眾參與不積極等問題，如公眾對管理者的文化景觀改造規(guī)劃方案或者現(xiàn)實的空間環(huán)境問題，缺乏有效的反饋渠道。另一方面，公眾積極參與保護，但是提出的意見和建議卻沒有收到反饋，公眾參與機制形同虛設(shè)。在歷史街區(qū)文化景觀保護實踐中的“公眾參與”大多只停留在民意調(diào)查和訪談，離真正的公眾參與相差甚遠[39]。目前，互聯(lián)網(wǎng)平臺逐漸成為了公眾參與的主要渠道，最新研究利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等信息技術(shù)推動著公眾參與和監(jiān)督的實現(xiàn)[40～42]，但尚未有研究系統(tǒng)梳理歷史街區(qū)文化景觀保護中公眾參與需求及其信息技術(shù)支撐體系。

2 基于智慧治理技術(shù)的歷史街區(qū)保護利用體系構(gòu)建

基于歷史街區(qū)文化景觀保護利用中智慧治理技術(shù)的的五大問題，從全生命周期管理角度，串聯(lián)文化景觀數(shù)字化、信息分析管理、實時監(jiān)控監(jiān)測、文化景觀展示和公眾參與監(jiān)督五大系統(tǒng)，構(gòu)建歷史街區(qū)文化景觀保護利用智慧治理技術(shù)體系框架。文化景觀保護利用體系以文化景觀數(shù)字化體系和智能監(jiān)測監(jiān)控體系為基礎(chǔ)，通過信息分析管理和文化景觀再創(chuàng)作，為歷史街區(qū)文化景觀管理決策、展示和公眾參與提供信息技術(shù)支持，最終實現(xiàn)歷史街區(qū)文化景觀保護利用提升（圖1）。

2.1 文化景觀數(shù)字化體系

文化景觀數(shù)字化是指快速、高效、智能地完成文化景觀原真性和整體性信息的采集記錄工作，并以電子數(shù)據(jù)的方式存儲，其有助于加強文化景觀信息保護、展示和傳播[43]。隨著數(shù)字化技術(shù)發(fā)展，文化景觀信息的采集技術(shù)變得更加智能便利，內(nèi)容形式也從二維圖像視頻轉(zhuǎn)變成以三維模型和全景視頻為主，大大增強了文化景觀信息的豐富度和可靠性。

歷史街區(qū)文化景觀的數(shù)字化主要包括信息分類評估、信息采集、信息加工和信息儲存4大環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的支撐技術(shù)及功能如表1所示?；跉v史街區(qū)文化景觀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，利用GIS技術(shù)進行評估，確定重點文化景觀保護區(qū)，根據(jù)文化景觀的保護等級和尺度等因素，將歷史街區(qū)文化景觀數(shù)字化對象分為全范圍歷史街區(qū)、重點保護文化景觀、非物質(zhì)性文化景觀、遺損文化景觀4種。其中，歷史街區(qū)全范圍的文化景觀信息量較大，信息采集宜采用基于無人機的三維實景孿生技術(shù)進行全貌記錄。重點保護文化景觀宜采用基于激光掃描的三維實景孿生技術(shù)，再利用三維建模渲染技術(shù)對模型進行修正，保證信息采集高效、全面且精細。非物質(zhì)文化景觀宜采用全景視頻攝影技術(shù)，記錄時空信息，更完整地重現(xiàn)動態(tài)文化景觀場景。遺損文化景觀基于歷史資料分析，宜采用三維建模渲染技術(shù)復原。最后，利用GIS數(shù)據(jù)庫技術(shù)和云儲存技術(shù)，將信息數(shù)字化永久儲存（圖2）。

2.2 信息分析管理體系

針對歷史街區(qū)文化景觀保護利用需求和智慧治理實踐現(xiàn)狀，基于GIS、BIM、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，建立歷史街區(qū)文化景觀保護利用管理平臺（圖3），其包含感知層、數(shù)據(jù)層、平臺層和應(yīng)用層。基于歷史街區(qū)的地理空間信息數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史信息數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)評價數(shù)據(jù)等（表2），信息分析管理體系利用模型對文化景觀進行分析、識別、評價和模擬預測（表3），更科學精確地認知歷史街區(qū)文化景觀，有利于加強文化景觀保護利用和提升歷史街區(qū)服務(wù)效能。

2.3 智能監(jiān)測監(jiān)控體系

歷史街區(qū)文化景觀保護流程為監(jiān)控監(jiān)測、智能識別、自動預警、人為干預（圖4）?；趥鞲衅骱臀锫?lián)網(wǎng)技術(shù)建立的“天空地一體”、動靜結(jié)合的智能監(jiān)控監(jiān)測體系，利用遙感、無人機、固定式監(jiān)控設(shè)備和移動機器人等技術(shù)（表4），實現(xiàn)歷史街區(qū)文化景觀運行狀態(tài)24 h無間斷智能監(jiān)測感知，監(jiān)測監(jiān)控對象主要包括文化歷史建筑、設(shè)施運行情況、人流、車流等。通過監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)問題并反饋給歷史街區(qū)管理人員對其進行干預，避免引發(fā)更嚴重的文化景觀損毀事故。

監(jiān)控終端根據(jù)歷史街區(qū)人流量、易受災(zāi)程度、保護等級和文化景觀價值等級布置，分為重點監(jiān)控監(jiān)測區(qū)和一般監(jiān)控監(jiān)測區(qū)。歷史街區(qū)多為街巷式布局，監(jiān)控應(yīng)以節(jié)約原則布置在交通要道上，特別是交通十字路口、分岔口和人流聚集的空間場所;移動監(jiān)控機器設(shè)備應(yīng)布置在以步行為主的空間中。根據(jù)歷史街區(qū)的特性，監(jiān)控監(jiān)測的內(nèi)容主要包括文化景觀、游客行為、交通情況和環(huán)境信息等（表5）。

2.4 文化景觀展示體系

文化景觀展示有利于提升歷史街區(qū)文化景觀的趣味性和互動性，增強公眾的文化景觀保護意識。根據(jù)文化景觀展示的現(xiàn)狀及問題，構(gòu)建文化景觀展示體系框架（圖5）。首先基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建文化景觀再創(chuàng)作平臺和展示宣教平臺，實現(xiàn)在平臺上共享文字、圖像、視頻、模型等歷史文化景觀數(shù)據(jù)，以供自由文化創(chuàng)意工作者充分融合歷史街區(qū)文化景觀的獨特符號要素，進行創(chuàng)意開發(fā)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)、增強現(xiàn)實（AR）和小程序等技術(shù)升級文化景觀展示方式，構(gòu)建線上線下結(jié)合的展示途徑。線上展示通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以網(wǎng)頁的方式展示歷史街區(qū)文化景觀，展示形式包括圖片、視頻和模型等，同時利用物聯(lián)網(wǎng)連接歷史街區(qū)中的移動機器人，可以實現(xiàn)遠程游覽的效果。線下智慧導覽通過應(yīng)用軟件（APP）或小程序，基于定位技術(shù)，在不同文化景觀景點自動播放景點介紹音頻和視頻，同時可以通過APP點擊查看重點文化景觀的三維模型和細節(jié)，還可通過AR終端，掃描歷史建筑等文化景觀，閱覽該文化景觀的所有信息。此外，在景觀空間中設(shè)立文化景觀展示的場所，包括展覽館、博物館和VR體驗中心，其中可應(yīng)用VR技術(shù)和全息投影技術(shù)創(chuàng)意展示，豐富文化景觀的展示形式。

2.5 公眾參與監(jiān)督體系

公眾參與監(jiān)督是加強歷史街區(qū)文化景觀保護利用的重要方式，利用智慧治理技術(shù)是提升公眾參與監(jiān)督效率的重要途徑。基于現(xiàn)存問題，利用二維碼、互聯(lián)網(wǎng)、GPS、GIS等技術(shù)搭建公共參與監(jiān)督平臺（圖6，表6），并實現(xiàn)手機移動端（APP、小程序）、電腦網(wǎng)頁端和VR設(shè)備端的互聯(lián)互通。管理者可通過社交網(wǎng)絡(luò)平臺、視頻平臺、電視頻道、線下公告和聽證會議等信息發(fā)布渠道，實現(xiàn)公眾滿意度調(diào)查、現(xiàn)狀保護利用問題反饋、歷史街區(qū)更新規(guī)劃設(shè)計實施方案意見調(diào)查和遺失文化景觀信息收集等功能。

3 結(jié)語

針對歷史街區(qū)文化景觀保護利用智慧治理技術(shù)應(yīng)用的五大問題，研究構(gòu)建了包括文化景觀數(shù)字化體系、信息分析管理體系、智能監(jiān)測監(jiān)控體系、文化展示宣教體系和公眾參與監(jiān)督體系的歷史街區(qū)文化景觀全周期保護利用智慧治理技術(shù)體系框架，為歷史街區(qū)文化景觀保護利用智慧治理實踐提供了技術(shù)應(yīng)用參考。智慧治理技術(shù)體系的應(yīng)用有望改進現(xiàn)有的歷史街區(qū)文化景觀保護的方法和模式，提高保護利用效率，釋放文化景觀的價值，進一步加強文化景觀的保護和利用。隨著智慧治理技術(shù)應(yīng)用的成本降低及普及化，歷史街區(qū)文化景觀的保護與科學化管理水平將得到進一步優(yōu)化提升。

注：圖片均為作者自繪。

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