2018, Vol. 35
2. 同济大学 建筑与城市规划学院，上海 200092
2. School of Architecture and Urban Planning, Tongji University, Shanghai 200092, China
“文化遗产”的提出丰富了我国文物(可移动与不可移动文物)、历史文化街区和历史文化名城保护体系的内涵，加强了对非物质文化遗产(以下简称非遗)的重视与保护[1]. 在数字时代背景下运用GIS技术在城乡建筑遗产与历史文化名城、名镇、名村的保护与管理已逐渐成熟，对历史文化遗产进行信息采集、资源数字化建档、数据管理、数据分析与保护预警、公众参与等全过程可进行有效管理[2-3]. 而文化遗产的活化利用作为促进我国社会经济建设的可持续力量，同时承载着公众对美好生活的热切期盼. 因此，以保育并举的文化遗产保护理念，充分挖掘和利用文化遗产的社会效益，成为人们日益关注的问题.
本文以梳理全要素的文化遗产保护对象为基础，结合城市地理信息数据与GIS空间分析技术，构建动态更新的城市历史文化遗产管理信息系统(Urban Historical and Cultural Heritage Management Information System，以下简称UHCHMIS)，以强化城镇发展建设与文化遗产保护中信息管理、现状反馈与行动决策间的沟通，统筹协调各项工作的开展. 探索全要素文化遗产联动评估机制，可促进城市历史文化遗产保护管理的高效、动态与全面化的发展，也有利于文化遗产的活化利用.
1 需求分析本系统针对三大用户进行研究，一是城市级各历史文化遗产相关行政管理部门，以住房与城乡建设局为主，其他相关部门(文物局、市政园林局等)为辅，是系统建构的主要目标用户；二是规划设计研究机构；三是社会公众. 系统的建设以挖掘和梳理三大用户的需求为基础，着重满足文化遗产的协调联动管理、科学评估、规划设计等保护需求以及资源供给等活化利用需求.
分析各部门日常管理业务，有以下特点：在信息管理方面，城市历史文化因资源种类多、范围广、档案资料多部门留存，系统关联性不足；各类管理标准规范不一、数据反馈滞后，需提升信息化程度与工作效率，各部门信息共享与协同管理. 在保护管理与规划方面，核心的工作围绕着文化遗产价值评估、紫线保护控制与控规等相关规划的协调等问题，需综合运用定性与定量分析相结合的方法提升其科学性. 在遗产活化利用方面，则着重关注物质文化遗产的活态保护，非物质文化遗产及其空间载体相结合的整体性保护利用、文旅产业中的文化资源供给等问题，因此需要探索多种途径激发公众参与，以及以人为本的数字化活化利用模式.
UHCHMIS通过数字化信息技术，一方面整合空间与非空间数据资源，以图属一体化的原则实现动态更新的文化遗产信息管理的基础功能[4]；另一方面，开发相关的数据统计分析子系统，实现规划管理部门对城市文化遗产的动态管理与决策辅助；挖掘文化遗产数据内涵，提高规划设计研究机构历史文化资源的保护和利用的科学规划能力；同时提供公众展示功能，通过端口共享的方式，实现城市历史文化遗产信息展示(如视频播放、旅游地图、参观线路、社交分享等功能)，建立历史文化遗产展示专题，加强公众参与和共治共享的可操作性.
2 系统功能设计UHCHMIS首先基于对图属信息(城市历史文化遗产资源属性、空间数据、各类规划与工程项目数据等)进行整合，包括“点—线—面”的物质文化遗产实体与非遗，建成系统全面、拓展更新的GIS数据库；继而完善历史文化遗产的价值评估体系与空间分析模型，定性与定量评估各历史要素价值与周边开发压力，为文化遗产管理与活化更新策略提供依据[5]. 依照历史文化遗产保护与发展并重，政府主导、多方参与的保护策略，可建立“多层级全要素历史文化遗产保护体系”.
2.1 数据整合与信息管理充分运用数字化采集技术与管理信息系统，以政务内网为基础将各类历史文化遗产标签化，关联各个信息的空间、属性数据，形成相应的二维空间数据以实现各种历史文化资源数据的录入、存储与查询. 整合业务主体数据、非结构化数据(基本信息、图纸册页、视频、文史资料)等，形成系统完整的数据库保证信息管理的工作需要.
信息管理注重高效、全面、动态的管理模式. 为了用户能够精确查询数据资料，系统以地图窗口为底图，提供多种属性信息和空间信息查询方式，包括关键字、条件、任意框(圈)选、可视范围查询和已知精确坐标点位查询等(见图1)，以查看相关历史文化遗产的保护状态及描述信息、警示级别、现场图片、周边环境与保护状态等信息. 保证系统拓展性以动态维护数据资源，对其进行全生命周期管理.
|
图 1 珠海市UHCHMIS查询界面 来源：团队绘制 Figure 1 UHCHMIS query interface in Zhuhai (Source: team drawing) |
历史文化遗产保护的目的是通过技术和管理措施真实、完整地保存其历史信息及其价值. 整合行政部门已有保护规划与历史档案数字化成果，结合城市现有的地理空间信息，可生成专题图对其进行保护管理与规划，支持管理部门内部业务功能与规划设计机构的工作.
2.2.1 辅助决策冲突检测，利用数据库各历史文化遗产已有的保护区划信息与规划图件，绘制现状保护区划专题图，可对比分析现行控制性规划，通过叠加分析进行冲突检测，出示分析报告，辅助规划审批. 同时也为各工程项目提供清晰的法定的控制范围线，提升历史文化遗产保护的准确性.
保护区划定，各(点、线)历史遗产要素按评估价值设计相应缓冲区，辅助划定保护区边界，出示分析报告可对规划编制单位划定的保护范围(核心保护区、建设控制地带、环境协调区等)做出分析评估[6].
2.2.2 数据统计与分析历史文化遗产动态价值评估，结合现行历史文化村镇评价体系构建价值评估模型，为管理部门提供历史村镇的动态保护监测及可视化管理. 将已完成价值评价的历史村镇评分细则录入系统，定期更新影响其评分因子的数据(如保护措施的完善情况或因自然灾害、人为因素影响历史要素价值指标等)，客观评价历史与当前的保护状态，维持历史村镇的真实性、完整性、延续性. 科学预测未来保护趋势，及时施加保护手段对调控效果等方面具有重要意义(见图2)[7].
|
图 2 珠海市UHCHMIS统计分析 来源：团队绘制 Figure 2 UHCHMIS statistical analysis in Zhuhai (Source: team drawing) |
现状图数据统计分析，支持保护状态、利用现状、文化类型与密度等功能在范围内统计分析，并以图表形式呈现[8]. 如可检索筛选各类保护规划中不同控制线的控高数据进行统计，直观显示高度控制区域及限高极限；利用古树名木专题数据库内树群分布与保护范围区域等信息，统计其与各线、面状保护区的协同度，科学评估城市古树名木价值，制定相应的保护策略等.
专题图分析，针对各面属性类历史文化遗产(历史镇区、历史文化街区、传统村落)，进行空间特征与历史层积性等分析，如利用GIS的缓冲区分析的功能，进行叠加空间分析. 对历史文化遗产的类型、年代、等级的分布等专题信息分析得出相应的数据图表，解构其历史层级性，包括历史久远度、文化类型丰富度等，发掘历史内涵，支撑保护规划的编制.
2.3 遗产活化历史文化遗产的可持续开发与利用是其适应当代社会生活与创造经济效益重要途径，也是保护与延续遗产价值的重要举措. 运用GIS可自上而下从规划策略、功能定位到合理规划资源供给，明确设施配套等参与到历史文化遗产的活化利用. 本系统将非遗与南粤古驿道纳入保护体系，本文将集中阐述二者在系统中的应用研究.
2.3.1 非物质文化遗产文化空间重构非遗是古村镇的灵魂，而古村镇作为非遗空间载体[9]，为其保护与传承提供物质条件而形成文化空间(文化空间指定期举行传统文化活动或集中展现传统文化表现形式的场所).
非遗影响范围因地理区域、价值认同等因素的差异造成非遗文化空间的模糊. 通过定量评估不同类型、等级的非遗影响范围，结合其与村镇空间分布分析二者协同性可明确文化空间结构体系，为整体性保护利用历史文化遗产提供科学依据(见图3).
|
图 3 珠海市文化空间结构体系分析 来源：团队绘制 Figure 3 Analysis of cultural spatial structure system in Zhuhai (Source: team drawing) |
以古驿道为纽带，结合城市绿道与道路，将旅游业、户外体育产业相结合，活化利用沿线历史文化资源，促进南粤古驿道的保护与传承[10-11]，为周边古村镇修复与小城镇发展提供新动力. 服务设施系统作为保障南粤古驿道正常使用的重要基础，其区域服务中心—一级驿站—二级驿站的结构体系将全面覆盖古驿道服务范围.
根据《广东省南粤古驿道线路保护与利用总体规划》要求，二级驿站由各县市根据实际使用需求，依托沿线古村落、特色村、古驿铺遗址、古茶亭等进行设置，主要承担售卖、休憩和交通换乘等功能[5]. 本系统可整合利用城市已有公交站点、绿道驿站、景区服务点等现有设施，结合城市道路、周边古村镇资源，分析二级驿站的选点布局(见图4)、衔接交通系统，为其分类建设提供指引. 同时该系统也可用于古驿道旅游及特色产业发展、周边村镇精准扶贫等规划及实施.
|
图 4 珠海市古驿道驿站选址分析 来源：团队绘制 Figure 4 Analysis on site selection of historical trail in Zhuhai (Source: team drawing) |
运用互联网技术手段，在政务内网信息系统构建的基础上以接共享的方式调用，以权限管理的方式设置展示窗口，供电脑端如城市行政单位门户网站、地方文保数据库网站、城市展览馆网上虚拟展示平台增加专栏提供历史文化公众服务内容管理展示与互动服务.
|
图 5 澳门旅游线路分析 来源：团队绘制 Figure 5 Analysis of Macao tourist routes (Source: team drawing) |
在移动端上实现历史文化遗产信息展示、视频播放、旅游地图、参观线路、互动游戏、热点推荐(图5)、社交分享等功能，建立历史文化遗产展示专题，加强公众参与、丰富用户体验方式，满足公众历史文化旅游、教育等使用需求，达到城市历史文化公众创意传播目的[12].
3 系统建设实施步骤 3.1 系统构架通过需求分析与功能设计，以历史文化遗产数据为核心构建UHCHMIS，采用ORACLE数据库且数据库应支持GIS空间地理信息，建立完善的历史资源档案，实现信息化管理. 系统架构主要由基础设施、数据资源、应用支撑、应用服务、展现层5个层面构成(见图6).
|
图 6 珠海市UHCHMIS系统构架 来源：团队绘制 Figure 6 UHCHMIS system architecture in Zhuhai (Source: team drawing) |
基础设施层包括硬件、软件设施与网络. 其中硬件设施与软件设施应匹配系统建设要求，通过网络端口共享实现部门协调工作[13].
数据资源层对收集到的数据按标准化进行分类、整理与入库. 主要包括业务主题、基础资源数据库与其他数据库. 其中其他数据库包括非结构化数据(文化遗产图表类数据、测绘与模型结构数据等)与空间地理信息数据库(数字线划地形图、政务电子地图、互联网地图、地名地址数据等). 结合开发的组件库与基础服务的应用支撑后续的应用服务.
应用服务层是本系统平台的专业应用核心，可结合城市管理部门已建成的办公平台，开发相应的子系统(如对内开放的信息管理子系统、数据展示子系统、数据统计分析子系统、运维管理子系统、对外开放的保护管理子系统等)与共享交换接口. 通过展现层的电脑与移动终端的媒介支持为三大用户提供联动、高效的人机交互方式.
3.2 历史文化遗产数据库技术框架UHCHMIS数据库主要由城市空间地理信息数据库与历史文化遗产数据库构成，空间地理信息数据库作为城市基础地理空间信息的底图为后续一系列数据集的数据完整性规则和空间行为进行定义以满足专题图绘制. 历史文化遗产数据库将抽象记录其实体的属性信息与空间信息，为系统直观、高效、规范地使用奠定了基础. 针对不同类型的数据制定不同的采集、处理、入库方案形成一套完整的技术标准与工作规范.
3.2.1 城市空间地理信息数据库基于城市现有物质和社会空间形态和属性数据集合进行收集后，将空间地理信息数据进行数据的矢量化、坐标匹配、格式转换、数据规整、数据关联、数据入库等工作，明确基本的空间参照，完成城市的GIS空间地理信息数据库建设[14].
3.2.2 历史文化遗产数据库梳理确定城市全要素历史文化遗产清单，分级分类对各对象进行登记、复核、补充，并最终实现一物一表，将其空间信息和属性信息(包括位址、四至、相应保护范围)等进行采集.
将保护对象的空间信息抽象成符号并与其属性数据的集合，按照图属一体化、对象完整性、标准化等原则，对入库数据从点、线、面状要素等编码、定义与符号设计并进行检查[15]最终入库.
4 问题与解决在UHCHMIS建设过程中会有一些现实和具体的问题必须得到充分的重视并加以分析和解决.
4.1 数据来源与统一城市历史文化遗产内容丰富，相关的信息数据也是海量的，而管理信息系统就是要对这些海量信息予以整合，其中数据来源与统一是关键问题.
首先作为政府管理部门可以直接委托专业公司进行现场数据采集，这无疑是最直接的数据来源，但是其效率也是最低的，因此该方法只适用于采集一些动态和突发的数据，例如自然或人为灾害以后对城市历史文化遗产的影响.
更多时候，大量基础数据应该依靠政府各个相关部门已经掌握的数据. 经过多年发展，如今政府各部门内部的信息化水平已经有很大的提高，大量的数据在各种审核审批过程中被集中到了这些部门，所以在系统设计和建设中要着重考虑如何将分散在政府各部门的数据收集利用起来(见表1).
|
表 1 珠海市历史文化遗产数据分类 来源：团队绘制 Table 1 Classification of historical and cultural heritage data in Zhuhai(Source: team drawing) |
而将政府各个相关部门作为数据来源就会面临数据统一问题. 由于政府各部门不是统一设计建设，其数据形式也就很难统一，需要建立一个标准解决数据统一问题. 从数据的内容出发，对数据的格式、精度直至命名方式上予以明确，以便于自动或人工的转换并录入数据库(见表2~表3).
|
|
表 2 珠海市非遗数据处理 来源：团队绘制 Table 2 Data processing of intangible cultural heritage in Zhuhai (Source: team drawing) |
|
|
表 3 珠海市非遗数据转译 来源：团队绘制 Table 3 Data translation of intangible cultural heritage in Zhuhai (Source: team drawing) |
将城市的历史文化遗产通过一个信息系统进行管理是一个总体需求，而在实际工作中还必须将其具体为各项功能. 当然首先是满足传统的管理需求，也就是可以递交、审核、批复和存档备查各类规划设计. 如今政府管理部门都已经基本建立起了规范的工作流程，也会有一些办公自动化系统(Office Automation，简称OA)予以支持，前期调研一定要掌握这些已有的功能需求.
新系统建设还必须要有创新，城市历史文化遗产保护需要全民参与，政府也要提高管理工作的公开透明性. 因此在功能需求方面要考虑到在条件具备时让更多的人能够使用到这个系统，从专业的研究设计人员直至普通市民. 而不同的使用者就会有相应的功能需求，调研和分析这类需求是十分必要和有意义的.
系统建设需要专业的信息技术公司从技术上予以实现. 由于专业分工不同，从事计算机程序开发的专业人员与从事政府管理和规划设计研究的人员之间的沟通就显得十分重要，要使得功能需求被明确转化为输入数据、处理方法和输出成果的技术要求，从而通过编制程序予以实现. 例如对于城市历史文化遗产脆弱性分析，就需要明确影响因素对应的基础数据(位置、规模、自然环境、社会环境、使用方式等)、数据统计的数学方法(平滑、过滤、变换、加权等)、最终图形化输出的样式(在地图上以位置为圆心，以规模为半径，以脆弱性为色阶输出显示).
4.3 使用与技术培训UHCHMIS的用户除了政府管理部门还有规划设计研究人员和普通公众，在使用方面也会有不同的要求. 政府管理部门需要对数据进行维护，规划设计研究人员更注重数据分析，而公众则希望了解和普及相关知识. 系统的用户界面是系统和用户之间交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换. 在系统设计时需要有足够的重视.
首先不同的用户会有不同的权限，也就需要有不同的界面. 政府管理部门的界面功能最全面，有专门维护和更新数据的界面；规划设计研究人员的界面则更强调专业性，可以多条件组合检索数据，并可以进行较为复杂的统计分析；而面向公众的界面则需要强调简单易用.
5 结语随着计算机和空间技术的发展与运用，对历史文化遗产的保护在保护思路、保护方法、交互方式方面都出现了新的格局.
本文的保护思路由侧重定性和主观判断的传统保护转变为注重定量和客观的分析，对保护对象信息的管理、分析更为全面、系统，同时对新时代历史文化遗产系统性保护起到技术保障. 保护方法方面覆盖了传统静态保护的特征，运用数字化的技术达到为保护对象动态监测、保护预警等作用，突出动态特征与多层次联动管理. 交互方式则突出了数字化共享，整合信息之间关联与数据动态更新的优势，提供远距离的媒介支持，高效收集、共享信息，在信息管理、规划决策、公众推广方面都起到了重要作用.
| [1] |
阮仪三, 王景慧. 历史文化名城保护理论与规划[M].上海: 同济大学出版社, 1999, 230.
|
| [2] |
康勇卫, 梁志华. 我国GIS研究进展述评(2011-2015年)——兼谈GIS在城乡建筑遗产保护领域的应用[J].
测绘与空间地理信息, 2016(10): 24-27.
KANG Y W, LIANG Z H. The progress of GIS(2011-2015): The application and practice of GIS in urban and rural architectural heritage field[J]. Geomatics & Spatial Information Technology, 2016(10): 24-27. DOI: 10.3969/j.issn.1672-5867.2016.10.007. |
| [3] |
何韶颖, 汤众. 基于GIS的广州传统宗教信仰场所综合信息数据库建立研究[J].
华中建筑, 2013(2): 36-40.
HE S Y, TANG Z. Research on the creation of general message database of religious sites in Guangzhou based on GIS[J]. Huazhong Architecture, 2013(2): 36-40. DOI: 10.3969/j.issn.1003-739X.2013.02.010. |
| [4] |
杜建航. 数字城管系统建设项目的深化设计[D]. 北京: 北京邮电大学信息与通信工程学院, 2012.
|
| [5] |
何婧. 基于GIS的长沙市历史街巷保护评价模型研究[D]. 长沙: 湖南大学建筑学院, 2015.
|
| [6] |
胡明星, 金超. 基于GIS的历史文化名城保护体系应用研究[M]. 南京: 东南大学出版社, 2012, 105.
|
| [7] |
党元森. 我国非物质文化遗产数字化保护模式硏究—以陕北民间艺术为例[D]. 西安: 西安工业大学马克思主义学院, 2006.
|
| [8] |
张丹荔. 面向企业的WEB-GIS信息服务平台关键技术研发[D]. 青岛: 中国海洋大学信息科学与工程学院, 2012.
|
| [9] |
张艳玲. 历史文化村镇评价体系研究[D].广州: 华南理工大学建筑学院, 2011.
|
| [10] |
许瑞生. 线性遗产空间的再利用—以中国大运河京津冀段和南粤古驿道为例[J].
中国文化遗产, 2016(5): 76-87.
|
| [11] |
唐曦文, 梅 欣, 叶青. 探寻南粤文明复兴之路—《广东省南粤古驿道线路保护与利用总体规划》简介[J].
南方建筑, 2017(6): 5-12.
TANG X W, MEI X, YE Q. The pursuit of the road to the south China cultural renaissance: brief introduction of the Guangdong province south China historical trail conservation and utilization master plans[J]. South Architecture, 2017(6): 5-12. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0232.2017.06.005. |
| [12] |
杨爽. 城市叙事空间GIS数据库建构与应用研究[D]. 广州: 广东工业大学建筑与城市规划学院, 2016.
|
| [13] |
孙伟, 侯瑞霞, 唐小明. 荒漠化和沙化监测信息管理与应用服务系统架构[J].
浙江农林大学学报, 2012(6): 131-139.
SUN W, HOU R X, TANG X M. Desertification and sandification monitoring information management and application services system architecture[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2012(6): 131-139. |
| [14] |
时玮. 基于面向服务架构的企业级GIS平台的实现[D]. 南京: 南京邮电大学软件学院, 2015.
|
| [15] |
刘志辉, 肖海威, 梁子震. 浅析城市信息化地形图的入库数据质量检查[J].
城市勘测, 2012(5): 57-60.
DOI: 10.3969/j.issn.1672-8262.2012.05.014. |