研究前沿

科技手段在南京城墙保护中的应用

摘要: 来源:中国文物报作者:郑孝清当前,受经济、文化全球化高速发展的影响,深入挖掘、解读和传递文化遗产价值,促进社会高质量发展,已成为国家文化复兴的重要引领。聚焦当下,科技创新与应用普及使得传统遗产保护手段的局限性不断被突破,文保工作整体水平迈上了新的台阶,为优秀文化遗产展示、传播与活化利用提供了重要技术支撑。南京城墙作为世界上现存规 ...
 来源:中国文物报
作者:郑孝清

当前,受经济、文化全球化高速发展的影响,深入挖掘、解读和传递文化遗产价值,促进社会高质量发展,已成为国家文化复兴的重要引领。聚焦当下,科技创新与应用普及使得传统遗产保护手段的局限性不断被突破,文保工作整体水平迈上了新的台阶,为优秀文化遗产展示、传播与活化利用提供了重要技术支撑。

南京城墙作为世界上现存规模最大、保存最完好的城市城墙,1988年被国务院列为全国重点文物保护单位,2012年作为“中国明清城墙”联合申遗重要组成,被国家文物局列入中国申报世界文化遗产预备名单。为加强对南京城墙保护、管理与利用,南京城墙保护管理中心在筑牢文物安全底线的基础上,积极借助科技力量对文化遗产保护作出创新尝试,夯实文旅深度融合高质量发展的基础。

自2018年以来,南京城墙保护管理中心通过对南京城墙文物数据资源管理核心技术的攻关,构建了南京城墙数据资源时空多维管理体系,实现了南京城墙从模拟管理向数字化管理的飞跃,成功保障了南京城墙砖文信息采集、明故宫大遗址文物数据信息采集等重大工程项目的开展,多次支撑相关项目获得省部级科技奖励。

守正创新 科技赋能

2022年建设完成的南京城墙文物资源数据库是在前期开展的重大工程项目的基础上又一次创新尝试,具体内容包括:

利用无人机倾斜摄影、机载+地面三维激光扫描、360度全景摄影等多种融合的技术,获取城墙各类文物资源信息数据,实现了南京城墙及周围环境空地一体化三维数据采集。充分融合多源、多维空间数据,开发了南京城墙实景三维管理平台,实现了南京城墙相关数据的高精度三维信息化与可视化。

通过构建结构化三维实景BIM构件库,实现了三维实景数据与城墙BIM数据的融合与无缝衔接。将实景三维模型构建的城墙实景三维GIS场景与城墙重点城门建筑BIM两者结合,开展BIM和GIS集成融合,可以实现城墙建筑信息模型与地理信息技术的融合互补,形成重点城墙建筑微观模型信息和周围环境宏观信息的关联整合,构建包含了城墙的建筑材质、规格、构建信息、藏兵洞地理空间位置信息以及城墙周边环境信息等真实地理空间信息,实现城墙空间位置相关信息和属性的管理,同时利用GIS的分析评估方法,推演复原南京城墙的建造过程,助推明清城墙文化的深入研究、分析。

通过应用二三维一体化技术,对海量、多源、异构、多维度、多尺度的文物时空信息大数据进行管理,形成时空信息统一资源管理、共享、分发及服务,建立南京城墙文物资源基础信息数据库,实现文物数据资源的集中管理,形成南京城墙文物数据资源“一张图”模式的智慧应用平台。

通过高度集成采集数据为城墙的维护工程、保护研究等业务提供强大助力。数据库集成高精度的地形数据、历史影像数据、倾斜摄影模型数据、三维激光点云数据、INSAR数据、文物本体测绘图件数据、规划图纸、文物维修工程档案、文物病害监测数据、重点段落城墙BIM数据以及铭文砖数据等,将二、三维数据融合在一个平台中,使得二维的宏观展现与三维的微观具现巧妙地融合在一起,既可展现南京城墙一定场景下的平面图,又可展现真实的仿真三维环境。

多效并举 成效凸显

南京城墙文物资源数据库通过技术手段创新和管理方式创新,解决了南京城墙数据资源种类多、数量大等特点所带来的资源留取、表达、共享、管理等方面的难题,项目的实施真实完整地保存了南京城墙的多维时空信息,为南京城墙的保护、研究、申遗打下了坚实的基础。

为文化遗产长期保存提供方法路径。数字化是文化遗产保护的一种重要手段,而并非其最终的目标,文化遗产数字化不仅要有利于传承与传播,更要注重创新与利用。南京城墙文物数据库将全面发挥南京城墙文化遗产数字资源的价值,保障文化遗产“可拥有”和“可获取”的信息长期保存。

为南京城墙文化遗产留存人类社会共同文化与记忆。文化遗产数字化长期保存,着重保存技术的选择、保存方式的确定以及保存系统的建立,其受众群体主要是文化遗产保护工作人员以及对历史文化有特殊需求、偏好的群体,受众范围较窄。而文化遗产数字资源开发与利用则聚焦文化遗址复原、文化活动体验等,内容更加贴近民众,同时支持民众共建、共享,具有更广泛的受众群体。项目采用大众认可的文化遗产长期保存方式,受众能够接触文化资源、促进其传播,同时开展进一步的开发与利用。

为南京城墙文化遗产保护与开发利用提供优质数据来源。面对用户不断泛化的资源保存需求,各类文化机构为主体的文化遗产数字资源建设所涉及对象也更为宽泛,其类型及表现形态更加复杂,资源类型逐步由单一的图像、文本类型向包括音视频、影像及模型资源等在内的结构化与非结构化数据拓展。项目对这些海量、多源、异构的文化遗产数字资源进行精确化的语义描述、多维度的语义关联以及深度的语义聚合,并在此基础上对其进行长期保存。

南京城墙文物数据资源管理平台研制和部署运行,通过科技手段有效破解了南京城墙多维时空数据“收-管-存-用”的难题,支撑了南京城墙精细化管理需求,创新了全国文化遗产数字化保护方法,促进了南京城墙监测预警平台精细化监测能力,提升了南京城墙文化遗产保护管理水平。 (作者单位:南京市文物局)

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