文物建筑數(shù)字化保護的思考

孫 勇，許正佳

皖西學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，安徽 六安 237000

現(xiàn)階段，隨著我國社會的快速發(fā)展以及國內(nèi)外文化交流的日益頻繁，社會各界也日益關(guān)注起文物建筑的文化歷史價值和相關(guān)保護措施的實施。我國的文物建筑其中就包括了近現(xiàn)代重要史跡建筑部分、文物中的古建筑以及近現(xiàn)代的代表性建筑等等。這些建筑有著不可再生、脆弱性以及獨特性等特征，因此，采取數(shù)字化保護這種新型的技術(shù)手段還是很有必要的。

1 數(shù)字化保護在文物建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 預(yù)防安全系數(shù)高

我國的文物建筑由于建造年限較久的原因，其中木質(zhì)建筑占有較高的比例，所以一旦發(fā)生火災(zāi)就會產(chǎn)生難以預(yù)料的后果。因此，在對于文物建筑的保護上，可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)，應(yīng)用可視化科技手段，及時獲得數(shù)字化信息數(shù)據(jù)，采取調(diào)取攝像圖像的方式來實時實地掌握文物建筑內(nèi)部的水電情況、基礎(chǔ)安全設(shè)施以及電梯運保等等場景。通過對數(shù)字信息數(shù)據(jù)的顯示，提前預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，合理安裝滅火設(shè)備以及自動報警設(shè)備，以此來提高文物建筑的安全系數(shù)。

1.2 保存質(zhì)量較佳，數(shù)據(jù)資源全面

對于文物建筑相關(guān)資料信息的保存方式來說，傳統(tǒng)的紙質(zhì)保存方式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)階段發(fā)展的需求，且紙質(zhì)保存還有著易變色、易被蟲咀爛以及易發(fā)生火災(zāi)等等一系列問題。而數(shù)字化的保存方式則能有效避免這些問題的發(fā)生，并能夠?qū)崿F(xiàn)多地區(qū)多范圍保存[1]。數(shù)字化保護能夠利用云數(shù)據(jù)、測繪新技術(shù)等等，通過收集和歸總文物建筑的原始數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，記錄建筑物的保存現(xiàn)狀以及存在的安全隱患，及時上報給相關(guān)部門進行處理。

1.3 降低操作難度，精確測繪誤差

數(shù)字化信息技術(shù)的測繪相對來說有著難度低、數(shù)據(jù)精確的特征。傳統(tǒng)的人工測繪方式獲得到測繪誤差通常以厘米為單位進行計算的，而數(shù)字化的測繪誤差以毫米級別為計量，這樣得到的數(shù)據(jù)誤差會更精確細化[2]。在以往人工測繪過程中，往往會受到文物建筑的狹長度或是高度等等的影響，導(dǎo)致測繪過程復(fù)雜、操作難度大，利用機器人或者無人機等先進設(shè)備，則能做到人工無法完成的程度和范圍，在一定程度上降低了操作難度。

2 文物建筑數(shù)字化保護面臨的問題

2.1 人為因素

在文物建筑的破壞力中人為活動也是重要的因素之一，現(xiàn)在仍然存在重視經(jīng)濟發(fā)展，忽視環(huán)境保護，在各種媒體中經(jīng)?？匆姯h(huán)境污染的惡性時間，其實建筑也受到空氣中酸性物質(zhì)、PM2.5、重金屬等污染。現(xiàn)在有部分地區(qū)以及個人為了追求經(jīng)濟利益，會過度 “消費” 文物建筑，不但沒有重視對文物建筑的保護，反而還利用其開展營利活動，經(jīng)常出現(xiàn)破壞文物建筑的事件。

2.2 數(shù)字化展示以及管理的考量

其實以往保護文物建筑的理念就是圍繞怎樣保護文物的物質(zhì)載體即可，但是不同于傳統(tǒng)的保護觀念，現(xiàn)在保護文物建筑的理念更加重視保護文物的本體性質(zhì)，就是全方位保護以及凸顯文物物質(zhì)載體承載的文化意義。這其實需要深入研究文物建筑數(shù)據(jù)采集技術(shù)，因為該技術(shù)在展示方面有至關(guān)重要的意義。數(shù)字化展示就是保護文物建筑信息以及傳播最有效且最直接的渠道，可以打破傳統(tǒng)游覽文物建筑的時候受時間以及物理空間的約束。應(yīng)用數(shù)字化展示方式可以避免因為接觸傷害文物建筑，所以還是要強化對不可移動文物的全方位保護，實現(xiàn)大眾可以不受限制的目標，可以應(yīng)用各種先進技術(shù)游覽感興趣的建筑物體。有關(guān)工作人員采用數(shù)字化成果整合數(shù)據(jù)資料，創(chuàng)建平臺，使大眾可以在平臺上查詢、檢索想要了解的內(nèi)容，通過高清的圖像資料研究信息內(nèi)容。特別需要注意的是采集文物建筑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是文化建筑數(shù)值化的基礎(chǔ)，通過處理有關(guān)數(shù)據(jù)資料以后構(gòu)建模型，再次保存數(shù)據(jù)資料，但是數(shù)據(jù)采集資料的質(zhì)量會直接決定數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

2.3 結(jié)合三維點與多光譜攝影技術(shù)構(gòu)建文物建筑模型

采用靜態(tài)圖像，借助像素級別的精度以及分辨率轉(zhuǎn)變成三維點云以及多光譜攝影技術(shù)取得被覆蓋圖像，重新構(gòu)建一個三維立體的模型。就比如眾所周知的敦煌壁畫，在采集壁畫以及彩塑數(shù)據(jù)的時候，還是采用靜態(tài)圖像轉(zhuǎn)變成三維點云以及多光譜攝影技術(shù)創(chuàng)建三維立體的模型。在后期要添加適當?shù)哪Ｐ托纬赏暾奈奈锶S數(shù)字模型，在工作期間應(yīng)用的儀器傳感器，在可見光以及近紅外區(qū)域有幾個波段，主要是為了將敦煌所處的沙漠、石窟中光線較暗的情況凸顯出來。

2.4 考量數(shù)據(jù)采集技術(shù)標準化

深入研究文物建筑數(shù)據(jù)采集技術(shù)，同時根據(jù)采集結(jié)果制定各種典型的文物建筑數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求，為采集以及保護類似的文物建筑提供方便，縮減采集數(shù)據(jù)投入資金，可以適當提升采集的效率以及縮減每個文物的時間。因為數(shù)據(jù)采集技術(shù)標準化對數(shù)據(jù)的標準化有一定的幫助，可以解決文物建筑之前數(shù)據(jù)存在的問題。首先是數(shù)據(jù)標準的問題。因為缺乏統(tǒng)一的信息要求，不同的應(yīng)用系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)并不能提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)端口，更沒有基礎(chǔ)以及通用標準，甚至難以落實內(nèi)部的要求。其次是數(shù)據(jù)共享存在的問題。其實文物建筑的數(shù)據(jù)共享以及交換比較混亂，導(dǎo)致數(shù)據(jù)局部設(shè)計與全局共享之間有較大的矛盾，且不同系統(tǒng)之間的共享難度在不斷增加。最后是數(shù)據(jù)源存在的問題。相同數(shù)據(jù)在不同信息系統(tǒng)中就會以不同的形式出現(xiàn)，很多數(shù)據(jù)并不權(quán)威，且難以保證數(shù)據(jù)的精準度，基于眾多龐雜信息的基礎(chǔ)上，針對性及精準度得不到保障。不論組織數(shù)據(jù)的問題，還是缺乏全局的數(shù)據(jù)視圖，這對整個數(shù)字空間的內(nèi)部關(guān)聯(lián)以及實體行業(yè)之間的銜接準確度不足，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)形成孤島，切斷各個部門之間的聯(lián)系。

3 文物建筑數(shù)字化保護的相關(guān)建議和措施

3.1 加強財政支持力度，采用多種方式籌資

文物建筑要想真正實現(xiàn)數(shù)字化保護，其中就離不開資金的投入使用，這就要求了社會各界多方進行共同籌資。在籌資過程中，可以結(jié)合文物建筑的不同特性，采用不同的方法來籌資，堅持公益性和商業(yè)性互相結(jié)合，以保障資金的順利到位。除此之外，相關(guān)的財政管理部門應(yīng)積極鼓勵和支持文物建筑的數(shù)字化保護，對于文物建筑的引進資金的投向和規(guī)模制定科學(xué)合理的標準和要求。構(gòu)建政府部門引導(dǎo)發(fā)展、企業(yè)實施管理、市場運營發(fā)展的運營體制。與此同時，相關(guān)的政府部門應(yīng)出臺相關(guān)補貼和優(yōu)惠政策等等來拓寬支持途徑，采用多種籌資方式來提升籌資的整體質(zhì)量，以有效推動文物建筑的數(shù)字化保護措施的順利開展[3]。也可向喜愛文物建筑的個人或者企業(yè)單位進行募集，并建立起相關(guān)的管理資金協(xié)會。通過以上多種方式籌集到的保護資金，能夠有效解決文物建筑數(shù)字保護中的重難點問題，以保障能夠高效實現(xiàn)文物建筑的數(shù)字化保護。

3.2 規(guī)范管理標準和要求，完善行業(yè)管理

文物建筑的數(shù)字化保護對于文物遺產(chǎn)的源遠流長發(fā)展有著重要的作用。但在現(xiàn)階段文物建設(shè)發(fā)展中，雖然相關(guān)的文物部門發(fā)布了一些局部的數(shù)字化規(guī)范，但由于還沒有較為規(guī)范系統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)標準和要求，致使數(shù)字化技術(shù)的管理系統(tǒng)一直不夠規(guī)范化。因此，為了能夠完善和優(yōu)化文物建筑數(shù)字化保護的技術(shù)手段和管理方式，文物的管理部門可以邀請建筑物專業(yè)設(shè)計的企業(yè)、信息技術(shù)企業(yè)以及文物管理機構(gòu)等等共同完成相關(guān)保護標準的編寫，以保障能夠在文物建筑中應(yīng)用到科學(xué)合理的數(shù)字化技術(shù)保護。另外，建筑企業(yè)也可以結(jié)合文物建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，充分發(fā)揮自身的設(shè)計作用，引領(lǐng)技術(shù)的發(fā)展。這種企業(yè)、政府和市場多方面合作的方式，以及編寫規(guī)范合理的管理標準和要求，能夠有效提高行業(yè)的管理質(zhì)量和管理效率，并進一步推動文物建筑的可持續(xù)保護和發(fā)展。

3.3 樹立數(shù)字化理念，提升認知能力和水平

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及普遍應(yīng)用，社會各界都受到了信息技術(shù)改革的影響作用。在文物建筑中應(yīng)用到信息技術(shù)手段，能夠使文物建筑的保護適應(yīng)環(huán)境以及時代發(fā)展的需求，這也是文物建筑必將經(jīng)歷的一個發(fā)展趨勢。隨著信息技術(shù)的深度和廣度發(fā)展，這就需要除了樹立數(shù)字保護的觀念之外，還應(yīng)該有整合相關(guān)跨界的觀念。文物建筑作為文化遺產(chǎn)中最重要的一部分，其中就包括了建筑范疇，而文物建筑的數(shù)字化保護就需要信息企業(yè)、建筑企業(yè)以及文物管理機構(gòu)的共同協(xié)作努力[4]。目前很多專業(yè)、管理以及技術(shù)產(chǎn)業(yè)的邊界不再清晰明確，這就需要在文物建筑數(shù)字化保護中既要有本專業(yè)理念，還要有其他專業(yè)以及相近專業(yè)的理念，以便實現(xiàn)跨界思維發(fā)展。通過樹立高度的數(shù)字化保護理念，把在線智能化、信息化等等應(yīng)用到文物建筑保護中去，構(gòu)建新型的信息數(shù)字化保護技術(shù)，從而形成新時代環(huán)境下的文物建筑數(shù)字化保護。此外，應(yīng)加大對于信息技術(shù)知識的學(xué)習(xí)力度，并對此有一個清楚明確的認知，建立起信息技術(shù)和文化建筑數(shù)字化保護互相融合的理念。

3.4 加大培養(yǎng)人才力度，拓展培養(yǎng)人才途徑

文物建筑數(shù)字化因其自身就包括建筑范疇又有信息技術(shù)的雙重特征，所以和其他建筑存在著管理理念、專業(yè)設(shè)計和實施方向等等多方面的差異性。伴隨著國內(nèi)外文化交流的日益增多，文化遺產(chǎn)也受到人們的日益關(guān)注和重視。國家也開始注重文物建筑數(shù)字化保護的優(yōu)秀專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。在建筑專業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中，缺少能夠勝任文物建筑數(shù)字化保護的專業(yè)技術(shù)工作人員，在建設(shè)設(shè)計企業(yè)單位中，也缺少和數(shù)字化有關(guān)的智能化建筑人才。文物建筑現(xiàn)階段最需要的是擁有專業(yè)信息技術(shù)以及專業(yè)建筑設(shè)計的跨界優(yōu)秀人才。由于目前我國關(guān)于文化遺產(chǎn)的數(shù)字信息相關(guān)課程開設(shè)較少，所以可以針在大學(xué)課程中增添相關(guān)的專業(yè)課程，在大學(xué)中培養(yǎng)一批文化建筑數(shù)字化的專業(yè)優(yōu)秀人才。與此同時，相關(guān)的建筑設(shè)計企業(yè)應(yīng)注重招攬和培養(yǎng)專業(yè)人才，從本企業(yè)的設(shè)計人才中選擇那些有信息技術(shù)基礎(chǔ)或是熱愛信息技術(shù)的工作人員，去發(fā)展和培養(yǎng)符合社會需求的文物建筑數(shù)字化保護人才。同時，要定期組織員工去信息企業(yè)、文物單位以及大學(xué)中去學(xué)習(xí)和培養(yǎng)相關(guān)的知識技能，通過多種方式和渠道培養(yǎng)出文物建筑數(shù)字化保護需要的優(yōu)秀人才。

3.5 構(gòu)建信息平臺，實現(xiàn)全面保護范疇

利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建文物建筑數(shù)字化保護平臺系統(tǒng)。在前期設(shè)計過程中，應(yīng)結(jié)合文物建筑的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展特征，基于文物建筑整體的保護范疇，嚴格依照文物建筑管理部門的標準和要求，利用信息數(shù)字技術(shù)手段，深入分析和研究數(shù)字技術(shù)發(fā)展的動態(tài)，以此來建立文物建筑數(shù)字化保護的信息技術(shù)平臺。關(guān)于信息技術(shù)保護平臺，應(yīng)從平臺的多方位上來充分考慮，創(chuàng)建一個能夠覆蓋國家、各省各市各縣及文物建筑的大網(wǎng)絡(luò)平臺，形成規(guī)范系統(tǒng)的大規(guī)模數(shù)字化平臺，以保障能夠全面的呈現(xiàn)文物建筑的實時保護狀態(tài)[5]。完善和優(yōu)化平臺的管理結(jié)構(gòu)，從技術(shù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上來實施，比如實時攝像頭、GPS 定位系統(tǒng)和終端傳感器網(wǎng)絡(luò)等等，應(yīng)用這些信息技術(shù)來收集歸納信息，以便能夠重點掌握文物建筑的實時情況?？茖W(xué)合理應(yīng)用技術(shù)層，充分發(fā)揮信息設(shè)備與數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，從而實現(xiàn)對文物建筑的智能廣泛應(yīng)用和保護功能，以最終實現(xiàn)對文物建筑的全面立體保護。創(chuàng)建文物建筑數(shù)字化保護的信息技術(shù)平臺，對文物建筑的長久保存和發(fā)展有著重要的意義，讓文物建筑中科學(xué)藝術(shù)價值及歷史文化價值完整的呈現(xiàn)人們的視野中，并適應(yīng)社會時代發(fā)展的需求，實現(xiàn)文物建設(shè)的數(shù)字化保護目標，有效推動國家文化遺產(chǎn)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，文物建筑的數(shù)字化保護工作是一項長期艱巨的任務(wù)，這就要求了多方齊心協(xié)力共同完成，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和變革，文物建筑的數(shù)字化保護已經(jīng)成為了勢在必行的發(fā)展趨勢。文物建筑的數(shù)字化保護需要政府部門的財政支持，社會各界的共同籌資，規(guī)范系統(tǒng)的管理標準和要求，以及信息技術(shù)大平臺的構(gòu)建和完善，這樣多方面的全力配合才能夠有效推動文物建筑的數(shù)字化建設(shè)發(fā)展，有效提高文物建筑保護的整體管理水平。