世界文化和自然遺產數字化保護及國際新動向

楊晨 陳徵羽

作為全球最具影響力的遺產保護體系，世界遺產在過去的半個世紀為保護人類最重要的文化和自然寶藏做出了關鍵引領，具有不可替代的作用[1]。然而，當前世界遺產保護外部環(huán)境和內在理念的不斷變化對相關實踐提出了新要求[2]。其中，技術變革始終伴隨著世界遺產的發(fā)展，并在數字時代越來越多地影響著遺產認知和行動。1972年《世界遺產公約》（下文簡稱《公約》）頒布時，正是互聯(lián)網和家用電腦興起的時代，之后萬維網和智能手機的普及開啟了世界通信的新紀元，為世界遺產理念的全球化推廣提供了重要支持。近年來，民用航天技術以及多種新型測繪設備的快速發(fā)展，人工智能、云、物聯(lián)網等技術的深度產業(yè)滲透和5G網絡的持續(xù)建設，都使人們能夠以前所未有的視角觀察和體驗世界遺產，并加深對歷史和未來的理解。數字化保護已成為21世紀世界遺產領域最為重要的議題之一[3]。

世界遺產數字化保護是指以世界文化和自然遺產的有效保護和永續(xù)傳承為目標，利用現代數字技術開展的記錄與檔案、監(jiān)測與管理、闡釋與展示、國際合作和能力建設等一系列行動及獲得的成果。自《公約》頒布以來，聯(lián)合國教科文組織以及世界遺產咨詢機構開展了大量有關數字化保護的研討和實踐。從1992年聯(lián)合國教科文組織運用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術幫助柬埔寨政府保護吳哥窟，到2003年頒布《保存數字遺產憲章》[4]，再到2011年成立“國際自然與文化遺產空間技術中心”，直至2021年“信息技術的變革效應”成為“我們的世界遺產”（Our World Heritage Initiative）全球行動十二大議題之首①，世界遺產數字化保護逐漸成為一個獨立的領域。在《公約》頒布51周年之際，回顧數字技術為世界遺產保護帶來的變革效應，梳理數字化保護的重大議題和發(fā)展脈絡，不僅對推進世界遺產保護工作的數字化轉型具有重要意義，也對中國世界遺產保護的現代化發(fā)展具有重要啟示。

1 世界遺產保護機構數字資源檢索與分析

筆者搜集和整理了1972年以來與世界遺產保護相關的重要國際政策文件、官方決議、研究成果、項目報告等資料，分析數字化保護相關概念、政策和技術的發(fā)展和革新，并對照不同時期的世界遺產保護理念進行綜合解讀。

1.1 資源檢索范圍

筆者選取聯(lián)合國教科文組織數字圖書館（United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Digital Library, UNESDOC）以及世界遺產三大技術咨詢機構，即世界自然保護聯(lián)盟（The International Union for Conservation of Nature, IUCN）、國際文化財產保護與修復研究中心（The International Centre for the Study of the Preservation and Restoration of Cultural Property, ICCROM）和國際古跡遺址理事會（International Council on Monuments and Sites,ICOMOS）的官方數據平臺作為信息資源，全面獲取世界遺產保護數字資源。UNESDOC是聯(lián)合國教科文組織最重要的網絡信息發(fā)布平臺，包含共計350 000個條目，包括聯(lián)合國教科文組織出版文件、總干事演講、理事機構文件等；世界自然保護聯(lián)盟圖書館系統(tǒng)（IUCN Library System）主要針對自然保護提供開放知識和指導建議，包含近6 000份出版物、決議和建議書等；國際文化財產保護與修復研究中心圖書館（ICCROM Library）是全球領先的文化遺產保護專題圖書館，包含約128 000個條目；國際古跡遺址理事會開放檔案館（ICOMOS Open Archive）是專門服務于古跡、遺址和景觀保護的在線檔案系統(tǒng)，包含約2 080個條目。以上平臺是世界遺產保護領域的權威信息資源，能夠全面反映該領域的發(fā)展狀況和趨勢。

1.2 資源檢索和分析的方法

本研究采用digital heritage（數字遺產）、data（數據）、data analysis（數據分析）、database（數據庫）、information service（信息服務）、information system（信息系統(tǒng)）、information technology（信息技術）7組關鍵詞進行檢索，共獲得相關條目1 473個。分析并剔除版本重復和關聯(lián)性較弱的項目，得到數字化保護強相關性條目649個，包括政策文件與決議、專著與論文集、學術論文與研究報告3個大類。借助CiteSpace文獻計量分析軟件對文件內容進行統(tǒng)計分析，運用聚類算法（likelihood ratio）分析關鍵詞共現性和聚類關系，得出各領域焦點議題，識別數字化保護的發(fā)展歷程，利用加權平均聚類輪廓值（weighted mean silhouette，即S值）和模塊值（modularity，即Q值）評價聚類合理性；選取對數似然性（log-likelihood）最高的關鍵詞代表聚類主題，歸納高頻關鍵詞特征，總結各聚類的細分方向；采用突現詞分析功能解讀各階段的前沿議題。

2 世界遺產數字化保護的發(fā)展狀況及重點議題

2.1 整體發(fā)展狀況

世界遺產領域最早的數字化保護文件出現在20世紀70年代。1972年世界自然保護聯(lián)盟環(huán)境法中心（IUCN Centre for Environmental Law）出版了《國際環(huán)境法信息系統(tǒng)：研究項目報告》，5年后，環(huán)境信息數據庫INFOTERRA正式投入使用[5-6]。20世紀90年代以后，數字化保護相關電子文件數量明顯上升，并在2005年左右進入快速增長階段（圖1）。詞頻分析顯示，自然遺產領域多使用“數據”“信息”等關鍵詞，而“數字化”一詞主要出現在文化遺產領域。從主題來看，遺產記錄與修復、研究與傳播、監(jiān)測與管理是數字化保護的3個主要方向。

自然遺產和文化遺產的數字化保護呈現出不同的發(fā)展曲線（圖1）。自然遺產數字化保護的高峰期出現在20世紀90年代，并在2000年后趨于平穩(wěn)。IUCN最早應用數字技術，除INFOTERRA之外，IUCN自20世紀80年代開始使用“自然遺產全球數據庫”監(jiān)測物種和生態(tài)系統(tǒng)狀況[7]。1986—2000年，IUCN發(fā)布了數據庫構建、數據共享標準和保存、信息管理服務等多項行動指南或原則。而文化遺產數字化保護在2000年以后迅速崛起，在“世界記憶項目”（Memory of the World Programme）的推動下，文化遺產數字化保護持續(xù)升溫，并在近15年來極為活躍。2003年出臺的《保存數字遺產憲章》是聯(lián)合國教科文組織開展數字化遺產保護的里程碑，正式將數字資源納入遺產保護的范圍，標志著數字遺產國際規(guī)范制定工作拉開序幕[8]。

2.2 自然和文化遺產數字化保護重點議題

筆者分析了在IUCN Library System檢索出的85個相關條目，共得到7個聚類，無突現詞（表1）。1986年出現了關于保護地監(jiān)測管理和信息服務的聚類；1991—1994年出現了基因資源、物種資料庫、信息系統(tǒng)的聚類；1997年出現了關于保護地建設和社區(qū)參與聚類；最新聚類則是2011年出現的關于野生動物可持續(xù)利用和信息獲取以及保護科學相關的聚類。這些關鍵詞反映了自然遺產數字化保護領域的重點實踐方向：1）生物與環(huán)境信息調查管理方法；2）自然資源分析與可持續(xù)利用；3）通過信息共享促進社區(qū)參與、保護研究和國際合作。

表1 IUCN Library System、ICCROM Library、ICOMOS Open Archive檢索結果關鍵詞聚類及突現關鍵詞Tab.1 Keyword clustering and keyword burst reflected by the search results of IUCN Library System, ICOROM Library, and ICOMOS Open Archive

文化遺產保護方面，ICCROM Library檢索結果共生成9個聚類和10個突現詞（表1）。1987—2007年，該領域開始廣泛運用計算機圖像處理與建模、激光掃描等技術，但主題較分散。2007年首次出現聚類，保護對象聚焦壁畫與巖畫、建筑遺產等；技術層面，數字測繪、圖像處理、虛擬重建、視聽或數字格式、攝影與圖像、航空攝影與遙感、數字攝影測量等技術受關注程度高；保護主題方面，自20世紀90年代以來，遺產記錄和檔案就一直是熱點，2014年以后，遺產地旅游管理、經濟分析等主題逐步進入數字化實踐的范圍。

ICOMOS Open Archive的數字化保護文件出現在2000年以后，2010年首次出現聚類，突現詞僅有“非物質遺產”（表1）。這一時期，數字化保護幾乎成了每屆ICOMOS全體會議的重要專題，2017年更是將“數字賦能時代的文化遺產保護與闡釋”設為第19屆全體會議暨科學研討會的四大主題之一，體現了ICOMOS對數字化保護的高度重視。保護主題除了巖畫保護和遺產記錄以外，出現了更多對綜合性問題的數字化解決方案，例如應對自然災害、開展數字化闡釋、提升游客體驗、分析與修復遺產材料、提供信息開源、社區(qū)與文化管理等。

綜合ICCROM和ICOMOS的數字資源分析結果來看，保護對象大多數聚焦壁畫、巖畫、古建筑、考古遺址、歷史城鎮(zhèn)傳統(tǒng)文化遺產類型，而對文化景觀、遺產運河、遺產線路的數字化保護研究和實踐仍存在上升空間。技術方面，盡管電子顯微鏡、航空影像、數字攝影測量、激光掃描等遺產測繪和記錄技術發(fā)展迅猛，但信息管理和分析仍舊以地理信息系統(tǒng)等傳統(tǒng)手段為主，對遺產闡釋及地方能力建設技術的研發(fā)和應用相對較少。從保護主題來看，材料分析、風險評估、防災減災仍舊是數字化技術應用的主戰(zhàn)場，隨著數字旅游的升溫，世界遺產數字化解說和虛擬體驗等議題呈現出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 世界自然與文化遺產數字化保護的發(fā)展階段與特征

3.1 世界自然遺產數字化保護的發(fā)展階段與特征

1）數據庫技術支持下的物種保護（1972—1990年）。自20世紀80年代開始，基于生態(tài)學、地理學、測量學等學科中的數據采集和分析技術，自然遺產數據庫建設與應用蓬勃發(fā)展，出現了以GIS技術為核心的數據集成和管理工具，建立了一批以“IUCN保護地監(jiān)測中心”為代表的瀕危物種和保護區(qū)名錄數據庫。與此同時，IUCN整合了多方數據并建立了“世界保護地數據庫”（World Database on Protected Areas, WDPA）。1986年國際自然保護聯(lián)盟保護監(jiān)測中心（IUCNConservation Monitoring Centre）發(fā)布的《建立世界保護數據庫》報告是自然遺產數字化保護的里程碑，標志著物種和保護區(qū)基礎數據建設是這一時期的重點。

2）生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)數字化監(jiān)測與管理（1991—2005年）。1992年在《生物多樣性公約》的推動下，自然遺產數字化保護的重點轉向了對生物多樣性的數字化監(jiān)測與管理。這一時期是自然遺產數字化保護的高峰期，數字化實踐也從單個保護地向地區(qū)性擴展，逐漸開始了以國際組織和機構為平臺的全球性數據共享與合作交流，生物多樣性監(jiān)測技術、自然遺產信息管理系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)服務監(jiān)測技術和標準等不斷出現。例如聯(lián)合國環(huán)境計劃署（United Nations Environment Programme, UNEP）發(fā)布的《國家生物多樣性研究指南》②為自然遺產的數字化監(jiān)測和管理提供了指導。

3）自然遺產保護效能評估與能力建設（2006—2013年）。隨著新世紀通信技術、社交媒體、智能手機等技術的普及，自然保護的重點逐漸從資源保護拓展到與社區(qū)生存發(fā)展協(xié)同等綜合議題，相應的數字化探索也從記錄、監(jiān)測、管理技術應用開始向效能評估和地方能力建設延伸。2006年，“管理有效性數據庫”（The Global Database on Protected Area Management Effectiveness, GD-PAME）以及“原住民和當地社區(qū)保護區(qū)域”（Indigenous Cultural Communities, ICCSs）相繼建立，是技術應用轉向的重要標志。2010年，IUCN、UNEP、ICCROM、ICOMOS、德國國際合作機 構（Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit, GIZ）、聯(lián)合國開發(fā)計劃署（United Nations Development Programme,UNDP）等12個 國 際 機 構 聯(lián) 合 建 成了PANORAMA全景-健康地球解決方案國際合作平臺③，以跨部門、全球學習和交流為宗旨，借助案例開放數據推動地方能力建設，展現了世界遺產數字化資源利用的新趨勢。

4）自然遺產保護數字化綜合賦能（2014年至今）。自然遺產數字化保護逐漸走向多類型、多尺度遺產和大數據集成應用，關注科技賦能背景下保護和管理質量的提升。近10年來，該領域高度關注自然-文化遺產協(xié)同保護和發(fā)展議題。2014年“世界遺產領導力”和“世界遺產展望”等項目陸續(xù)出現，突顯了世界自然遺產相對于其他自然保護地的重要意義?！癐UCN綠色名單”“保護地球”（Protected Planet）、“自然科技”（Tech4Nature）等數據平臺相繼建立，體現了綜合運用多樣數字技術服務于自然遺產保護的特征，也展示了科技賦能和數據共享的重要趨勢。

3.2 世界文化遺產數字化保護的發(fā)展階段與特征

1）數字技術支持下文化遺產物質性保護（1980—2005年）。這一時期數字化保護主要針對考古遺跡、建筑遺產、石質遺產等類型，關注對文化遺產物質本體的記錄和遺產壽命的延續(xù)。技術手段以傳統(tǒng)測繪工具為主，激光掃描、三維建模、遺產數據庫等新工具作為補充。2000年以后，隨著文化遺產數字化程度的提高，數據保護和管理逐漸成為遺產保護領域的新議題?！稊底诌z產保存憲章》首次將遺產數據納入遺產保護的范圍[4]，數字化技術不再只是服務于遺產保護的工具，其過程中產生的“數字遺產”被認定為遺產保護的重要對象。中國“數字敦煌”項目即是數字遺產工作的杰出代表。項目借助數字技術實現了敦煌石窟世界遺產資源的全維度數字化，先后建成了莫高窟數字展示中心、“數字敦煌”資源庫、“數字藏經洞”等一系列具有國際影響力的成果。

2）數字技術支持下的文化遺產多維度保護（2006—2016年）。文化遺產數字化保護的實踐內容不斷豐富，不僅將保護對象延伸到文化景觀、歷史城鎮(zhèn)和遺產周邊環(huán)境，還涉及遺產旅游、氣候變化、社會參與等相關主題。2010年以后，攝影測量技術和消費級無人機逐漸成熟并被更廣泛地應用于文化遺產領域，加深了遺產數字化的程度。遺產保護者對數字化保護標準和行動規(guī)范的需求逐漸增強，對相關標準規(guī)范的探索經歷了從技術指南到原則標準、從個體經驗到國際導則、從具體技術應用到綜合數字系統(tǒng)的發(fā)展歷程。2006年《倫敦憲章》首次系統(tǒng)闡述了計算機可視化技術在遺產保護領域的規(guī)范性和實用性，提出計算機可視化技術的實施準則[9]；2008年《文化遺產闡釋與展示憲章》將計算機建模、多媒體展示、數字媒體等技術和方法納入了文化遺產闡釋的框架[10]；2009年《變化的世界與遺產觀點：技術變革和文化遺產建議書》從記錄與檔案、非物質遺產、建設與能源技術、通信和教育等層面探討了各領域的技術變革給遺產保護帶來的機遇和威脅[11]。這一時期數字化遺產保護項目百花齊放，出現了一系列遺產數字資源系統(tǒng)，例如歐洲的Europeana文化遺產數據平臺、3DPAST世界遺產平臺、ACCORD考古資源平臺、中東和非洲地區(qū)的EAMENA考古項目、安卡計劃（Project Anqa）、敘利亞遺產檔案項目（Syrian Heritage Archive Project）等。

3）數字賦能背景下遺產保護的文化轉向（2017年至今）。隨著遺產領域以人為本理念的興起，現代數字技術被認為是支持人們平等享有遺產資源最為重要的賦能手段。ICOMOS在2017年全體會議期間提出的“數字賦能時代的文化遺產保護與闡釋”議題，強調了數字技術在記錄、保護、社區(qū)參與、闡釋和傳播、災害管理等方面的重要作用。在“文化-自然融合聯(lián)合實踐計劃”（Connecting Culture-Nature Practice Project）的推動下，文化遺產與自然遺產之間的壁壘逐漸被打破，數字技術為世界自然與文化遺產保護提供了更全面的信息支撐。同時，數字化保護的規(guī)范化和專題化趨勢仍在持續(xù)，2017年《國際虛擬考古的塞維利亞原則》是首部針對特定遺產類型的數字化保護準則，為新技術在考古遺產的應用提供了技術標準[12]。本時期全民共享是數字化實踐項目的重要主題，CyArk數據庫致力于運用數字建檔和數字遺產體驗促進公眾對遺產的思考、保護和想象，展示了從“數字記錄”到“數字共享”的數字化保護理念發(fā)展。近年來，隨著中國實施國家文化數字化戰(zhàn)略的不斷深入，運用數字技術推廣和傳播世界遺產成為國內遺產保護的熱點，數字故宮、數字中軸線、云游長城等一系列世界遺產數字產品不斷出現，體現了數字賦能時代世界遺產保護和傳播的前沿動態(tài)。

4 世界遺產數字化保護技術體系及其變革性影響

經歷了50余年的積累，世界遺產保護領域初步形成了以遺產記錄與檔案、監(jiān)測與管理、展示與解說、國際合作與能力建設為主題的數字化保護技術體系[7]，包含12個技術類別和62個數字工具集群，為世界遺產保護體系帶來了變革性的影響（表2）。

表2 世界遺產數字化保護技術體系Tab.2 Technological system for digital conservation of world heritage

4.1 遺產數字化記錄和檔案技術革新觀測視角

在世界遺產保護的歷史中，人們從未像當前一樣擁有如此豐富的技術方法來獲取遺產信息并精準識別遺產的特征、變化和價值。數字化、智能化測繪推動了遺產數據的自動化采集和處理方式，數字孿生及計算機可視化的成熟使遺產檔案進入全三維時代，為觀測遺產提供了前所未有的視角和自由度，并通過多維度地理信息跨越時空來解析遺產。更重要的是，技術的變革使得遺產記錄和建檔不再只是專家工作，更重要的是，技術變革為多學科專家和多方利益相關者共同參與遺產記錄和建檔工作提供了更加有力的支持，推進了世界遺產檔案去中心化和去專業(yè)化時代的到來。

4.2 遺產數字化監(jiān)測與管理技術革新決策程序

世界遺產委員會、聯(lián)合國衛(wèi)星中心、國際自然與文化遺產空間技術中心等機構正在穩(wěn)步提升衛(wèi)星圖像的品質，以快速準確地發(fā)現世界遺產的威脅、擴展監(jiān)測的范圍和精度。遠程監(jiān)控和傳感器、地理空間地圖系統(tǒng)、建筑信息模型等數字技術提供了在不同尺度上監(jiān)測和管理世界遺產的新方法，并通過信息資源的系統(tǒng)化建構支持科學決策。在人工智能技術的加持下，未來遺產文化的自動化監(jiān)測、實時響應和動態(tài)管理將成為可能，越來越多的開源平臺解決了遺產地對數字化系統(tǒng)的需求，并有效地整合了自然和文化遺產資源。

4.3 遺產闡釋與展示技術革新體驗方式

數字化方法和工具，諸如三維建模、混合現實、數字孿生等，為人們帶來了全新的世界遺產體驗。技術的發(fā)展擴展了人們參觀世界遺產的形式，使遺產的展示和解說從以遺產對象為中心向以受眾為中心轉化。越來越多的自然遺產地開始使用在線平臺提供直播服務，增強現實技術把文化遺產地搬進人們的生活空間，并更加真實地模擬遺產特征和體驗。數字游戲技術為人們帶來了更有趣的遺產學習方式，讓遺產知識更快地融入年輕人的現代生活。

4.4 國際合作與能力建設技術改變著世界遺產知識的生產機制

國際合作與能力建設是當前世界遺產國際機構關注的重點方向。除了本研究關注的4個平臺以外，大量國際組織和機構借助網絡技術、社交媒體和智能終端等提供世界遺產理論資源、技術支持和政策參考。針對地方能力建設，聯(lián)合國教科文組織以及各地區(qū)相關機構廣泛地利用數字化技術來推進知識共享與項目實施。數字技術極大地提高了世界遺產知識在全球的流通速度和范圍，在參與者、遺產活動和遺產地三者之間形成全新的數字生態(tài)系統(tǒng)，改變了世界遺產知識的生產機制。

5 世界遺產數字化保護展望

數字技術的應用推動著世界遺產認知的深化和工作方法的變革，它支持人們跨越文化和自然、有形與無形之間的鴻溝，更加全面地認知世界遺產的價值、特征和需求，也讓人們聽到更多來自遺產地的聲音，更完整地理解世界遺產與可持續(xù)環(huán)境、社會之間的關系，還使得《公約》的實施變得更加包容和透明。本研究梳理了世界遺產數字化保護從一個以技術應用為核心的前沿方向逐步發(fā)展成為以數字遺產為核心的全新領域的發(fā)展過程。展望下一個50年，世界遺產數字化保護面臨以下4個重要議題。

1）文化景觀視野下世界遺產數字化保護技術的整合與創(chuàng)新。文化和自然價值的融合是當下世界遺產領域的前沿方向，也將是未來數字化保護研究和實踐的重要議題。文化景觀遺產作為連接自然和文化價值的橋梁，在過去的30年里已經逐漸成為世界遺產數量增長最快的類別之一。文化景觀保護強調以整體視野審視世界遺產的文化和自然價值，利用數字技術連接所有的遺產要素，實現對遺產的動態(tài)性和整體性保護。然而，現有數字化手段更多是專門針對自然或文化遺產，缺少面向文化景觀的保護技術整合與創(chuàng)新。因此，架構世界遺產文化景觀保護技術方法體系，借助數字工具實現保護從理念到實踐的升級是未來發(fā)展的重要方向。

2）強化世界遺產數字資源和數字工具建設。目前獲取世界遺產地信息和相關評估技術信息的途徑仍舊非常有限，國家、地區(qū)和遺產地多層次基礎信息平臺建設有待加強；世界遺產實踐者對于遺產評價工具和技術的掌握還十分有限，需要更加充分地發(fā)揮數字技術在公眾參與遺產保護中的作用，完善世界遺產保護網絡；在世界遺產的提名、評價和管理過程中，仍需要進一步加強數字技術支持，并建立具有操作性的保護技術工具包。

3）建立和完善世界遺產數字化保護倫理框架和行動指南。數字化保護應嵌入特定的文化、社會、政治和經濟環(huán)境之中，因此需要構建相應的行動規(guī)范。更具包容性的數據收集工具能夠確保利益相關者、游客和社區(qū)居民在數字化保護過程中的參與度；數字化保護策略設計能夠支持世界遺產地有效進行數據收集、數據處理和數據闡釋，確保數字化工作流程的透明度，保護隱私數據的安全性；相應的專業(yè)規(guī)范和行為準則能夠確保對數據的恰當使用，避免知識產權爭端和利益沖突、濫用數據等情況的出現。

4）全面推進世界遺產數字化保護的可持續(xù)性。數字化保護的可持續(xù)性是近年來世界遺產領域關注的重點，需要全面考慮數字技術的快速更新?lián)Q代，確保數據庫等資源在項目生命周期之后能夠持續(xù)可用，開展相應的機制設計和資源供給及技術支撐研究，避免資源浪費；對應聯(lián)合國提出的2030年可持續(xù)發(fā)展議程的17項可持續(xù)發(fā)展目標，更好地發(fā)揮數字化技術在遺產保護、旅游活動監(jiān)測、氣候變化應對等方面的巨大潛力。

注釋(Notes)：

① “我們的世界遺產”倡議是2021年發(fā)起的年度最大規(guī)模的世界遺產全球行動，通過一系列全球性對話研討世界遺產關鍵議題，展望世界遺產的下個50年?！靶畔⒓夹g的變革效應”是該行動首個專題。詳見https://www.ourworldheritage.org/。

② 詳見https://wedocs.unep.org/20.500.11822/29790。

③ 詳見https://panorama.solutions/en。

圖表來源(Sources of Figure and Tables)：

文中圖表均由作者繪制。