文物建筑数字化保护的思考
时间：2023-02-16 16:10:10 来源：千叶帆 本文已影响人
孙 勇，许正佳
皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237000
现阶段，随着我国社会的快速发展以及国内外文化交流的日益频繁，社会各界也日益关注起文物建筑的文化历史价值和相关保护措施的实施。我国的文物建筑其中就包括了近现代重要史迹建筑部分、文物中的古建筑以及近现代的代表性建筑等等。这些建筑有着不可再生、脆弱性以及独特性等特征，因此，采取数字化保护这种新型的技术手段还是很有必要的。
1.1 预防安全系数高
我国的文物建筑由于建造年限较久的原因，其中木质建筑占有较高的比例，所以一旦发生火灾就会产生难以预料的后果。因此，在对于文物建筑的保护上，可以利用现代信息技术，应用可视化科技手段，及时获得数字化信息数据，采取调取摄像图像的方式来实时实地掌握文物建筑内部的水电情况、基础安全设施以及电梯运保等等场景。通过对数字信息数据的显示，提前预防火灾的发生，合理安装灭火设备以及自动报警设备，以此来提高文物建筑的安全系数。
1.2 保存质量较佳，数据资源全面
对于文物建筑相关资料信息的保存方式来说，传统的纸质保存方式已经难以适应现阶段发展的需求，且纸质保存还有着易变色、易被虫咀烂以及易发生火灾等等一系列问题。而数字化的保存方式则能有效避免这些问题的发生，并能够实现多地区多范围保存[1]。数字化保护能够利用云数据、测绘新技术等等，通过收集和归总文物建筑的原始数据和运行数据，记录建筑物的保存现状以及存在的安全隐患，及时上报给相关部门进行处理。
1.3 降低操作难度，精确测绘误差
数字化信息技术的测绘相对来说有着难度低、数据精确的特征。传统的人工测绘方式获得到测绘误差通常以厘米为单位进行计算的，而数字化的测绘误差以毫米级别为计量，这样得到的数据误差会更精确细化[2]。在以往人工测绘过程中，往往会受到文物建筑的狭长度或是高度等等的影响，导致测绘过程复杂、操作难度大，利用机器人或者无人机等先进设备，则能做到人工无法完成的程度和范围，在一定程度上降低了操作难度。
2.1 人为因素
在文物建筑的破坏力中人为活动也是重要的因素之一，现在仍然存在重视经济发展，忽视环境保护，在各种媒体中经常看见环境污染的恶性时间，其实建筑也受到空气中酸性物质、PM2.5、重金属等污染。现在有部分地区以及个人为了追求经济利益，会过度 “消费” 文物建筑，不但没有重视对文物建筑的保护，反而还利用其开展营利活动，经常出现破坏文物建筑的事件。
2.2 数字化展示以及管理的考量
其实以往保护文物建筑的理念就是围绕怎样保护文物的物质载体即可，但是不同于传统的保护观念，现在保护文物建筑的理念更加重视保护文物的本体性质，就是全方位保护以及凸显文物物质载体承载的文化意义。这其实需要深入研究文物建筑数据采集技术，因为该技术在展示方面有至关重要的意义。数字化展示就是保护文物建筑信息以及传播最有效且最直接的渠道，可以打破传统游览文物建筑的时候受时间以及物理空间的约束。应用数字化展示方式可以避免因为接触伤害文物建筑，所以还是要强化对不可移动文物的全方位保护，实现大众可以不受限制的目标，可以应用各种先进技术游览感兴趣的建筑物体。有关工作人员采用数字化成果整合数据资料，创建平台，使大众可以在平台上查询、检索想要了解的内容，通过高清的图像资料研究信息内容。特别需要注意的是采集文物建筑基础数据是文化建筑数值化的基础，通过处理有关数据资料以后构建模型，再次保存数据资料，但是数据采集资料的质量会直接决定数据的质量。
2.3 结合三维点与多光谱摄影技术构建文物建筑模型
采用静态图像，借助像素级别的精度以及分辨率转变成三维点云以及多光谱摄影技术取得被覆盖图像，重新构建一个三维立体的模型。就比如众所周知的敦煌壁画，在采集壁画以及彩塑数据的时候，还是采用静态图像转变成三维点云以及多光谱摄影技术创建三维立体的模型。在后期要添加适当的模型形成完整的文物三维数字模型，在工作期间应用的仪器传感器，在可见光以及近红外区域有几个波段，主要是为了将敦煌所处的沙漠、石窟中光线较暗的情况凸显出来。
2.4 考量数据采集技术标准化
深入研究文物建筑数据采集技术，同时根据采集结果制定各种典型的文物建筑数据采集技术要求，为采集以及保护类似的文物建筑提供方便，缩减采集数据投入资金，可以适当提升采集的效率以及缩减每个文物的时间。因为数据采集技术标准化对数据的标准化有一定的帮助，可以解决文物建筑之前数据存在的问题。首先是数据标准的问题。因为缺乏统一的信息要求，不同的应用系统以及数据并不能提供统一的数据端口，更没有基础以及通用标准，甚至难以落实内部的要求。其次是数据共享存在的问题。其实文物建筑的数据共享以及交换比较混乱，导致数据局部设计与全局共享之间有较大的矛盾，且不同系统之间的共享难度在不断增加。最后是数据源存在的问题。相同数据在不同信息系统中就会以不同的形式出现，很多数据并不权威，且难以保证数据的精准度，基于众多庞杂信息的基础上，针对性及精准度得不到保障。不论组织数据的问题，还是缺乏全局的数据视图，这对整个数字空间的内部关联以及实体行业之间的衔接准确度不足，将导致数据形成孤岛，切断各个部门之间的联系。
3.1 加强财政支持力度，采用多种方式筹资
文物建筑要想真正实现数字化保护，其中就离不开资金的投入使用，这就要求了社会各界多方进行共同筹资。在筹资过程中，可以结合文物建筑的不同特性，采用不同的方法来筹资，坚持公益性和商业性互相结合，以保障资金的顺利到位。除此之外，相关的财政管理部门应积极鼓励和支持文物建筑的数字化保护，对于文物建筑的引进资金的投向和规模制定科学合理的标准和要求。构建政府部门引导发展、企业实施管理、市场运营发展的运营体制。与此同时，相关的政府部门应出台相关补贴和优惠政策等等来拓宽支持途径，采用多种筹资方式来提升筹资的整体质量，以有效推动文物建筑的数字化保护措施的顺利开展[3]。也可向喜爱文物建筑的个人或者企业单位进行募集，并建立起相关的管理资金协会。通过以上多种方式筹集到的保护资金，能够有效解决文物建筑数字保护中的重难点问题，以保障能够高效实现文物建筑的数字化保护。
3.2 规范管理标准和要求，完善行业管理
文物建筑的数字化保护对于文物遗产的源远流长发展有着重要的作用。但在现阶段文物建设发展中，虽然相关的文物部门发布了一些局部的数字化规范，但由于还没有较为规范系统的数字化技术标准和要求，致使数字化技术的管理系统一直不够规范化。因此，为了能够完善和优化文物建筑数字化保护的技术手段和管理方式，文物的管理部门可以邀请建筑物专业设计的企业、信息技术企业以及文物管理机构等等共同完成相关保护标准的编写，以保障能够在文物建筑中应用到科学合理的数字化技术保护。另外，建筑企业也可以结合文物建筑的发展现状，充分发挥自身的设计作用，引领技术的发展。这种企业、政府和市场多方面合作的方式，以及编写规范合理的管理标准和要求，能够有效提高行业的管理质量和管理效率，并进一步推动文物建筑的可持续保护和发展。
3.3 树立数字化理念，提升认知能力和水平
随着信息技术的快速发展以及普遍应用，社会各界都受到了信息技术改革的影响作用。在文物建筑中应用到信息技术手段，能够使文物建筑的保护适应环境以及时代发展的需求，这也是文物建筑必将经历的一个发展趋势。随着信息技术的深度和广度发展，这就需要除了树立数字保护的观念之外，还应该有整合相关跨界的观念。文物建筑作为文化遗产中最重要的一部分，其中就包括了建筑范畴，而文物建筑的数字化保护就需要信息企业、建筑企业以及文物管理机构的共同协作努力[4]。目前很多专业、管理以及技术产业的边界不再清晰明确，这就需要在文物建筑数字化保护中既要有本专业理念，还要有其他专业以及相近专业的理念，以便实现跨界思维发展。通过树立高度的数字化保护理念，把在线智能化、信息化等等应用到文物建筑保护中去，构建新型的信息数字化保护技术，从而形成新时代环境下的文物建筑数字化保护。此外，应加大对于信息技术知识的学习力度，并对此有一个清楚明确的认知，建立起信息技术和文化建筑数字化保护互相融合的理念。
3.4 加大培养人才力度，拓展培养人才途径
文物建筑数字化因其自身就包括建筑范畴又有信息技术的双重特征，所以和其他建筑存在着管理理念、专业设计和实施方向等等多方面的差异性。伴随着国内外文化交流的日益增多，文化遗产也受到人们的日益关注和重视。国家也开始注重文物建筑数字化保护的优秀专业人才的培养工作。在建筑专业设计领域中，缺少能够胜任文物建筑数字化保护的专业技术工作人员，在建设设计企业单位中，也缺少和数字化有关的智能化建筑人才。文物建筑现阶段最需要的是拥有专业信息技术以及专业建筑设计的跨界优秀人才。由于目前我国关于文化遗产的数字信息相关课程开设较少，所以可以针在大学课程中增添相关的专业课程，在大学中培养一批文化建筑数字化的专业优秀人才。与此同时，相关的建筑设计企业应注重招揽和培养专业人才，从本企业的设计人才中选择那些有信息技术基础或是热爱信息技术的工作人员，去发展和培养符合社会需求的文物建筑数字化保护人才。同时，要定期组织员工去信息企业、文物单位以及大学中去学习和培养相关的知识技能，通过多种方式和渠道培养出文物建筑数字化保护需要的优秀人才。
3.5 构建信息平台，实现全面保护范畴
利用互联网技术构建文物建筑数字化保护平台系统。在前期设计过程中，应结合文物建筑的发展现状以及发展特征，基于文物建筑整体的保护范畴，严格依照文物建筑管理部门的标准和要求，利用信息数字技术手段，深入分析和研究数字技术发展的动态，以此来建立文物建筑数字化保护的信息技术平台。关于信息技术保护平台，应从平台的多方位上来充分考虑，创建一个能够覆盖国家、各省各市各县及文物建筑的大网络平台，形成规范系统的大规模数字化平台，以保障能够全面的呈现文物建筑的实时保护状态[5]。完善和优化平台的管理结构，从技术结构的基础上来实施，比如实时摄像头、GPS 定位系统和终端传感器网络等等，应用这些信息技术来收集归纳信息，以便能够重点掌握文物建筑的实时情况。科学合理应用技术层，充分发挥信息设备与数字技术的优势，从而实现对文物建筑的智能广泛应用和保护功能，以最终实现对文物建筑的全面立体保护。创建文物建筑数字化保护的信息技术平台，对文物建筑的长久保存和发展有着重要的意义，让文物建筑中科学艺术价值及历史文化价值完整的呈现人们的视野中，并适应社会时代发展的需求，实现文物建设的数字化保护目标，有效推动国家文化遗产建设的可持续发展。
综上所述，文物建筑的数字化保护工作是一项长期艰巨的任务，这就要求了多方齐心协力共同完成，随着信息技术的不断发展和变革，文物建筑的数字化保护已经成为了势在必行的发展趋势。文物建筑的数字化保护需要政府部门的财政支持，社会各界的共同筹资，规范系统的管理标准和要求，以及信息技术大平台的构建和完善，这样多方面的全力配合才能够有效推动文物建筑的数字化建设发展，有效提高文物建筑保护的整体管理水平。
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