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城市更新背景下古建筑保护数字化应用
发布时间:2025-08-25     来源:《中华民居》2025年3月     浏览:32次

随着城市化进程的持续推进,古建筑保护与城市发展之间时常会产生矛盾和冲突。如何在推进城市更新的同时保护好古建筑这一历史文化遗产,成为亟须深入探讨的问题。数字化技术的兴起为破解这一难题提供了契机。数字化应用有望突破古建筑保护的瓶颈,开创保护利用的新局面。本文在梳理古建筑保护所面临的主要问题的基础上,从数字化信息采集与建模、数字化信息管理与分析、数字化展示与传播三个维度,探讨数字化技术在古建筑保护中的应用路径,以期为古建筑保护实践提供新的思路,并为古建筑的活化利用注入新的活力。

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图1 古建筑数字化展示 图片来源于网络

数字化技术在古建筑保护中的应用前景

数字化技术利用自身高效性、精准性、集成性的特点,为开发利用古建筑资源提供了全新的工具和方法。从古建筑信息的采集与管理来看,研究者使用先进的数字化设备对古建筑进行全方位、多角度地扫描和记录,可以获取古建筑的几何信息、材质特征、病害数据等各类信息,从而构建完备、系统的古建筑数据库。在此基础上运用大数据分析、数据挖掘等技术手段,可以深入发掘古建筑所蕴含的历史价值、文化内涵、艺术特色,揭示古建筑的时代风貌与文化属性,为古建筑保护策略的优化完善提供坚实的数据支撑和科学的依据。从古建筑的展示与传播来看,数字化技术为创新古建筑的展示模式、提升古建筑的社会影响力开辟了广阔的空间。借助虚拟现实、增强现实等数字化展示手段,可以更加生动、直观地展示古建筑,人们可以在虚拟场景中漫游,身临其境地感受古建筑的历史风貌与文化魅力,进一步唤醒人们对古建筑的兴趣和保护意识。

当前古建筑保护工作中存在的问题

一是信息采集维度单一且记录精度不足。

在当前的古建筑保护工作中,技术策略主要依赖于人工测绘和二维影像记录,具有数据采集维度限制与物理接触式作业的双重缺陷,导致保护工作长期以表象修复为主,难以明确深层机理,缺少全生命周期、全要素的保护数据链条。一方面,手工测量会受到工具精度的高度制约,难以捕捉古建筑毫米级别的材质老化、变形等一些微观性特征。例如,建筑应力传导及古建筑墙体内部隐蔽的裂缝,这些关键信息经常因为采集手段落后而被忽略。另一方面,二维图纸和照片仅能显示古建筑的外观形态,难以有效记录结构的力学性能及环境气候带来的隐性影响,导致研究者在制定保护方案时往往缺乏对建筑内在缺陷的深度认知。例如,以砖石构造的建筑,其温度和风化速率有着耦合关系,建筑内墙体彩画颜料层的老化环境湿度有着深层关联,但因为记录信息的单一性,这些数据长期处于缺失的状态,导致修缮的工作容易陷入“经验主义”误区。

二是数据管理碎片化且缺少动态的分析。

目前,古建筑保护的数据管理长期以较为分散的电子文档和纸质档案作为主要载体,缺乏动态的更新机制及标准化的整合机制。在古建筑保护过程中,由于不同机构、不同地域的调研资料存在着存储形式分散、格式不统一的问题,研究者难以对同类病害开展跨区域对比和分析。例如,一些古建筑处于南方地域,梅雨季节导致南方古建筑需要面临木质构件腐朽问题,而不同地域数据管理具有差异化,由此形成的数据壁垒导致研究者难以统一开展区域性规律的研究,从而无法获得系统性的结论。与此同时,人工统计方式和人工检索已经无法满足海量历史数据的分析需求。当前对于古建筑病害发展的趋势,研究者长期高度依赖个体的经验而非数据的驱动。例如,某古建筑群存在虫蛀病害,但因为缺乏对历史数据的量化分析,保护部门无法掌握虫蛀病害蔓延的速度,造成防护措施的滞后。此外,目前数据的管理模式具有静态存储、被动使用的特点,古建筑的保护决策长期处于“事后应对”的状态,即在发现病害后再耗较长的时间去翻阅过往的历史数据,难以实现前瞻性的分析,限制了资源的优化配置。综合而言,目前的数据管理存在数据利用效率低、决策过程依赖经验的结构性矛盾。

三是古建筑展示传播内容浅表化。

目前,古建筑的展示严重受限于建筑物实体空间、开放时间、维护成本及地理位置,公众接触古建筑的机会存在显著的地域性差异。处于偏远地区的古建筑,其文化价值常因为路途偏远而造成了“养在深闺人未识”的问题。与此同时,线下展览期间静态的呈现方式,受建筑物外观复原、文字说明的局限,难以让参观者深入了解建筑物的工艺原理、文化内涵。例如,徽州民居所应用的“风水堪舆”逻辑、山西古建筑内的“减柱造”结构的深层价值,均无法以实体展示的形式向公众传播。此外,目前古建筑文物的传播方式主体具有单一化的特征,长期以政府机构为主,公众参与的路径十分有限,文化传承长期处于“单向输出”的状态,难以有效激发社会力量对于古建筑的保护、关注和传播,从而使古建筑的传播长期陷于“专业圈自循环”的困境。

数字化技术在古建筑保护中的应用

随着城市化进程的持续推进,古建筑保护与城市发展之间时常会产生矛盾和冲突。如何在推进城市更新的同时保护好古建筑这一历史文化遗产,成为亟须深入探讨的问题。数字化技术的兴起为破解针对当前古建筑保护工作中存在的问题,为促进保护效率的提升,应积极推动数字化的信息采集与建模,同时积极改革数据管理方式,推进数字化的传播模式,形成数字化的古建筑保护技术链条,为古建筑保护主体注入数字化的“生机”。

一是数字化信息采集与建模。

数字化信息采集与建模技术的发展,为古建筑保护开辟了全新的路径。首先,研究者可以运用三维激光扫描、数字摄影测量等先进设备,对古建筑进行高精度、全方位的数据采集。这些海量数据为古建筑保护提供了翔实的第一手资料,是开展后续保护工作的基础。其次,处理分析采集到的数据,以构建精准度高、信息量大的古建筑数字模型。这些模型不仅可以真实再现古建筑的几何信息、材质性能、结构特点等,还可以模拟建筑内部的空间布局,甚至是建筑所处的地理环境。最后,借助数字模型,研究者可以在虚拟环境中从多角度、多层次审视古建筑,开展各类保护方案的推演和论证,从而制定出更加科学、更加精准的保护策略。此外,数字模型还是修缮、加固等保护工程实施的重要参考,可以指导保护工程的精细化、规范化开展。数字化采集与建模技术的引入,实现了由表及里、由点到面全方位记录古建筑信息,搭建起古建筑研究、保护、传承的数字化平台,从而拓展了古建筑保护工作的广度和深度。随着相关数字化这一难题提供了契机。数字化应用有望突破古建筑保护的瓶颈,开创保护利用的新局面。本文在梳理古建筑保护所面临的主要问题的基础上,从数字化信息采集与建模、数字化信息管理与分析、数字化展示与传播三个维度,探讨数字化技术在古建筑保护中的应用路径,以期为古建筑保护实践提供新的思路,并为古建筑的活化利用注入新的活力。技术的不断发展完善,其必将为破解古建筑保护难题、推动古建筑保护事业迈上新台阶注入强大动力。

二是数字化信息管理与分析。

当前数字化采集技术飞速发展,同时,研究者收集并分析了大量数据。如何对现有资源数据进行高效管理,也成了当前古建筑保护工作者亟待解决的问题。为有效解决现有难题,可在古建筑保护工作中引入数字化信息管理系统。在信息管理系统中,原本分散的古建筑信息及数据通过数字化技术完成了更为集中的数据采集和信息录入,并在不断检索和更新过程中,提升了保护工作的准确性。在大数据分析技术的帮助下,研究者得以挖掘和处理古建筑数据中蕴藏的规律及价值。特别是对古建筑历史、材料工艺、结构特征的研究,进一步揭示了古建筑近年来的发展特点及规律,有助于相关从业者更精准地发掘影响古建筑的关键因素,并以此为据,为古建筑保护工作的开展制定更为严谨和有效的应对方案。借助科学统筹或动态监管等现代化技术手段,大数据分析技术还能完成对不同地区古建筑保护工作的全面监测和实时数据分析,实现优化古建筑保护的资源配置,进而更好地保障我国古建筑保护工作的有序推进。

三是数字化展示与传播。

数字化展示技术的发展为古建筑的展示和传播开辟了新的途径。首先,虚拟现实、增强现实等沉浸式体验技术,让观众身临其境地游览古建筑,欣赏其精湛的建筑工艺,领略其深厚的文化底蕴。同时,三维动画、全息投影等数字化多媒体展示手段,生动再现了古建筑的建造过程和结构原理,使观众对古建筑有了更加直观、更加深入地认识和理解。其次,通过互联网平台,古建筑的数字化资源可以传播到线上,从而吸引更加广泛的受众群体。云 VR、在线展厅、互动社区等新型传播方式,让公众足不出户就能欣赏古建筑之美,并参与古建筑保护的讨论和互动。移动互联网、社交媒体等新媒体渠道,更是让古建筑走进普通百姓的日常生活,成为人们茶余饭后热议的话题。在数字化传播模式下,政府部门、社会组织、广大公众等多元主体通力合作,形成了古建筑传播的强大合力,不断增强古建筑的社会影响力。

综上所述,运用数字化信息采集与建模技术,可以对古建筑进行高精度、全方位的扫描和记录,获取古建筑的几何信息、材质特征、病害数据等各类数据,构建起完备、精准的古建筑数字档案,有效打破传统保护手段的瓶颈。因此,积极推动数字化技术在古建筑保护领域的应用,不断探索创新的保护模式,对于实现城市历史文脉的传承、历史文化遗产的活化利用具有十分重要的意义。

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