福建省歷史風貌資源信息系統構建研析

許勇鐵

(廈門理工學院 福建廈門 361024)

1 概述

歷史文化名城、名鎮、名村等歷史風貌資源，是城鄉歷史文化資源保護體系的重要組成部分。截至2019年年底，福建省已有4個國家級歷史文化名城，31條歷史文化街區、76個國家級歷史文化名鎮名村(數量位列全國第2位)、中國傳統村落229個(數量位列全國第6位)，如圖1所示。

圖1 福建省歷史文化名城與名鎮名村分布圖

城鄉歷史風貌資源基礎數據，目前采用的大多是傳統的方法和手段，主要從感性的角度來分析收集現狀基礎數據，缺乏對現狀基礎數據的快速準確分析，使得名城名鎮名村保護規劃無法在綜合考慮相關數據相互影響的基礎上做出科學的分析，影響了保護規劃實施效果。同時，規劃管理部門在規劃實施過程的控制和管理，是一項長期的、動態的過程，需要全過程的動態控制和調整，這就要求規劃設計和管理部門及時掌握各種能反映現狀的動態資料，并將此作為管理部門保護和管理的依據[1]。為滿足形勢發展的需要，探索用新技術、新手段來解決名城名鎮名村保護規劃與管理中遇到的問題成了當務之急。而計算機技術和信息技術的發展，特別是信息系統技術的應用，給這些問題的解決帶來了新的契機。近年來，福建省各級政府對名城名鎮名村保護工作高度重視，社會公眾與輿論對保護工作的關注度也逐步提升，保護管理的技術性需求與歷史風貌資源的展示性需求與日俱增。但目前福建省尚未建立起一套覆蓋全省范圍、標準統一、可持續更新的數據平臺與信息管理系統，全省層面的城鄉歷史風貌資源數據與基礎信息資源尚無統一的管理標準與數據格式，海量的信息無法有效整合與應用。實現名城、名鎮、名村資源的動態化與精細化管理、數據化操作、信息及時披露與共享十分必要與緊迫。

基此，福建省歷史風貌資源信息系統以構建全省范圍的基礎數據 “一張圖”、 活化利用“一平臺”、監測管理“一張網”為總目標，通過標準化、體系化和模塊化的框架設計，梳理充實全省歷史風貌資源，形成了數字化工作底圖，并以此為基礎通過標準化、體系化和模塊化的框架設計，建設動態監測監管體系，進而生成了以促進傳統村落和歷史建筑活化利用為目標的租養平臺，實現對全省城鄉歷史文化資源保護利用狀態的信息化、數字化監管職能，實現全省歷史文化資源的信息化展示與管理，支撐名城鎮村的保護監管與相關業務職能(圖2)。

圖2 福建省歷史風貌資源信息系統首頁門戶設計

2 福建省歷史風貌資源信息系統建設

2.1 系統構架設計

福建省歷史風貌資源信息系統，由基礎數據、活化利用、監測管理三大板塊構成，旨在通過建立基礎數據庫，系統掌握福建省歷史文化資源保護利用現狀，并以此為基礎構建基于保護監管、日常監測、租養交易以及動態反饋的歷史文化資源“全周期”體系構架(圖3)。

圖3 福建省歷史風貌資源信息系統框架

2.1.1基礎數據“一張圖”

以實現城鄉歷史文化資源的信息化、數字化為建設目標。以國家測繪局的“天地圖”地理信息數據為工作地圖，實現PAD端和網頁端瀏覽與操作，其中PAD端為行政管理部門專用，主要用于展示、查詢與標繪。其主要工作內容包括：城鄉歷史文化資源管理一張圖，將圖像、測繪檔案、保護規劃等系統疊加，共同構建統一的綜合數據平臺，實現資源開發利用的“天上看、網上管、地上查”，從而實現資源動態監管的目標。同時，可以實現全景影像展示、查詢、統計；基本信息、圖像等內容的社會化查詢二維碼化；歷史街區、名鎮名村和歷史建筑網上申報-審核功能；為民辦實事、省級重點改善提升等項目月報表網上填報、監管系統(圖4)。

圖4 福建省歷史建筑與傳統村落分布圖

2.1.2活化利用“一平臺”

建設一個以傳統風貌建筑使用權交易為核心功能的線上平臺。為歷史建筑檔案管理、建筑租養與審核監督、成果展示宣傳提供系統支撐，理清管理、運營、村委、租養人等各類用戶使用邏輯，以傳統風貌建筑租養為核心，打通產業鏈條，帶動相關產業發展，其中包括傳統工匠、規劃設計、建筑設計、園林設計、建筑施工、村落運營等。其主要工作內容包括：租養工作策劃與設計、平臺建設和運維、法律專項服務、宣傳推廣專項服務、運營服務五大部分(圖5)。

圖5 傳統村落建筑租養線上平臺

2.1.3監測管理“一張網”

以監測管理系統為借鑒，通過部署各種傳感器，應用日益成熟的5G技術，搭建物聯監管網絡，實現對全省歷史建筑的養護、修繕、管理等監管和保護的有效結合，讓歷史建筑監管保護工作更信息化、智能化、透明化、便捷化[2]。主要功能包括：防火、防盜、防雷的監測及報警；整體穩定性及局部構件監測以及環境監測等。

2.2 系統框架設計

城鄉歷史文化資源信息系統框架設計，針對不同使用權限分為管理、公眾兩大板塊(圖6)。其中管理板塊主要涵蓋信息統計、動態監測、行政管理、科研教育、重大專項五大核心功能，公眾板塊突出名城鎮村的資源展示和共享。總體上，旨在構建基于名城鎮村保護監管、日常監測、數據分析以及動態反饋的“全周期”體系構架。系統建設遵循標準統一、分層分級、安全穩定、操作便捷、動態擴展的原則，研發與建設過程中將根據名城名鎮名村保護需求對具體功能進行擴展。

圖6 系統總體設計框架

信息系統納入了歷史文化名城、歷史文化街區、歷史文化名鎮名村、傳統村落、歷史建筑等歷史文化資源點位信息及基礎信息(圖7)。數據類型包括屬性信息、CAD數據、影像數據、傾斜攝影數據、保護規劃、圖元信息等。數據的錄入采用國家最新坐標系，并構建了數據采集與錄入標準。

圖7 系統各層次全要素數據體系構建

2.3 系統關鍵技術應用

系統采用B/S架構，融合WEBGLS技術，實現網頁端瀏覽與操作，突出實用性與便捷性。WEBGLS綜合全球互聯網和地理信息系統的優勢，具有地理數據采集、管理、查詢、計算、分析與可視表現等多種功能，可科學地管理和綜合分析各種地理空間和屬性數據，提供管理、模擬、決策、規劃等任務所需要的各種地理信息的計算機技術系統。 基于WEBGIS、多媒體、數據庫等技術的數字化系統，可全面、形象、生動、準確地將歷史文化名城名鎮名村的特征要素及其研究成果展現出來，實現傳承、保護和研究。

功能應用上，利用GIS、RS、傾斜攝影、二三維一體化等技術豐富名城、名鎮、名村保護與監管的手段。數據管理上，通過多源數據聚合、時空數據管理以及空間數據庫技術的應用，確保數據的高效存儲、處理與管理。

3 系統的核心功能

福建省歷史風貌資源信息系統，以實現城鄉歷史風貌資源的信息化、數字化為建設目標，通過收集整理基礎文字介紹信息、坐標信息、相關圖片、規劃信息、影像數據等，構建基礎數據中心；并將這些信息整理落圖，圖表結合，實現全省名城街區、名鎮名村、傳統村落和歷史建筑可視化、直觀化和適時更新，并實現與相關系統銜接、互聯互通；系統可對歷史建筑和傳統村落的分布、建筑年代、保存狀況、修繕情況等進行統計，便于管理決策；系統以“天地圖”地理信息數據為工作底圖，采用B/S架構，融合WebGL技術，實現平板端和網頁端瀏覽與操作、后臺管理系統進行數據管理與審批工作。 同時，信息庫是動態的和逐步完善發展的。在建立信息管理系統基本框架后，隨著資源本身的保護利用等變化，信息庫也將隨之進行動態更新，且對每次更新進行記錄和迭代，從而確保系統信息可以較準確反映建筑的當前狀態，同時保留的原信息亦可作為信息比較的依據，便于管理部門的監管，提高管理實施效率和水平。

3.1 信息統計與多維分析

信息的統計與多維分析，是該系統建設研究的一項基礎性功能，支持對全省范圍內歷史文化名城、名鎮、名村和歷史建筑信息的多層級、多維度及綜合性的展示、查詢和統計分析，有助于推進全省名城鎮村體系的“一張圖”可視化表達[3]，并進行快速定位與查詢，一定程度上填補了全省范圍內數據查詢與匯總的空白。

3.1.1全省范圍統計分析

全省范圍除歷史建筑數據以外，還包括了歷史文化街區、傳統村落、名城、名鎮、名村及文化線路等其他歷史文化資源信息。基于大尺度、跨區域線性文化遺產，可以設定線路緩沖區(10km、50km、100km等)進行歷史文化資源的關聯性查詢、統計與分析。

3.1.2市、縣級范圍統計分析

進行分省、市信息統計和省際、市際之間數據對比分析。統計內容包括名城名鎮名村數量、歷史文化街區面積、歷史文化街區數量、歷史建筑數量、歷史建筑面積等信息，統計分析的內容可以隨著數據的不斷錄入更新而拓展，逐步實現復雜的交叉數據統計分析，以便于快速調取、分析相關數據結論。例如，歷史建筑資源信息管理部分(圖8)，如同為歷史建筑“建立戶口”，使每處歷史建筑資源“有案可查”。掌握第一手歷史建筑的基礎信息資料，使之成為歷史建筑價值評估與保護再利用設計的基本依據，從而指導歷史建筑保護和開發利用，完善歷史建筑保護管理機制[4]。采用WEBGLS技術的新型數據庫方式的歷史建筑資源信息管理系統，將具有豐富的數據檢索路徑和表達維度。根據管理部門實際使用需要，信息庫可以位置坐標、建筑類型、建成年代、建筑高度、外觀特色、建筑師信息、建筑規模等多個維度的信息為檢索和分類的路徑，此外，通過關鍵詞的檢索，甚或依靠大數據進行關鍵信息的排序、整理，管理者和查詢者可以宏觀且直觀地掌握歷史建筑信息資料和特點。

圖8 歷史建筑統計界面

3.1.3全要素信息展示與分析

以國家名城福州市為例，依照統一的數據錄入標準，針對國家名城保護的不同層次進行數據展示與分析，分別包含了市域、歷史城區、歷史文化街區3個空間層級，對福州市名城保護體系現狀進行了多層次“全要素”的展示與管理。名城中的重要保護與管理要素，諸如保護區劃、文物、歷史建筑、歷史街巷等均為“矢量”要素，可進行選取、編輯等操作，有助于進行細化分析。

3.1.4數據導出與報表快速創建

通過選定空間層次或范圍內的數據或圖片，支持數據統計導出與報表的快速創建，極大程度支撐管理部門的相關業務需求與科研需求(圖9)。

圖9 報表內容展示

3.2 傳統村落建筑租養信息

租養工作以社會力量通過互聯網平臺認租建筑為起點，整理傳統村落中空置蕭條的建筑，經由互聯網平臺推向市場，由自然人租養，為村落延續老傳統注入新生命。

通過將欲被租養的歷史建筑信息，包括詳細描述每座建筑的負責人、結構、風格、認領要求、用途等信息發布在互聯網平臺上進行認租。若認租方對某一建筑有意向的，則可發起認租邀約。當然，其間必須對有意向的認租人要實名認證，并進行真實性信息的核實，確認其資質、資金實力、認租方案等。經該傳統村落的業主或負責人同意后，則可進行實地考察交流認租方案，雙方同意后則完成認租流程(圖10)。認租完成后，將會對認租信息跟蹤反饋，對認租后的運營維護進行跟蹤反饋，監督認領工作的持續進行。

圖10 福建傳統村落建筑海峽租養平臺界面

3.3 動態監測與識別

利用空間識別與大數據技術，在日常巡查、監測管理與動態評價等業務中的應用已十分廣泛(圖11)。信息系統集成動態監測領域的相關技術，應用于名城鎮村的日常保護管理與動態監管督查等工作中，為名城鎮村的精細化管理提供有力的技術支撐。

圖11 歷史文化名村監測對象信息查詢

3.3.1歷時監測與實時監測

歷時監測，主要利用同一區域多期高清正射影像與數據資源進行對比來實現監測管理，其優勢在于更為快速、直觀地反映一定時段內的資源變化情況。例如，歷史文化街區內歷年建設情況和周邊環境變化情況，可以通過監測系統的圖斑比照識別，認定出拆除、新建、改造以及自然環境破壞等行為，為名城保護監管、評估提供依據。

實時監測將利用攝像頭、成像儀等設備進行實時動態監控，一般多用于重要歷史地段、歷史建筑的實時監控，便于及時掌握人口流動情況、建筑受損情況等。

3.3.2保護規劃疊合

保護規劃，是歷史城鎮、地段保護監管的主要法定依據。通過對已批復的保護規劃圖紙調取、圖紙與高清影像底圖的疊加對比等手段，對保護管理要求與現狀情況進行對比，輔助保護管理與相關分析判斷。

3.3.3三維監測

三維監測，利用傾斜攝影技術快速、高效地生成高精度三維點云模型，并進行實景渲染(圖12)，以最直觀、真實的展現方式進行監測管理，重點針對歷史文化街區及其周邊環境、重要歷史建筑、街區保護范圍內的建筑風貌和建筑高度進行多維度的監測和識別。在三維監測的同時，還可以實現建筑高度、面積測量以及可視域等分析功能。

圖12 歷史文化名村傾斜攝影模型展示

3.4 行政業務輔助管理

行政業務輔助功能，主要以標準統一、系統全面的全省范圍數據庫為基礎，結合網絡在線辦公、云服務等技術，輔助名城鎮村相關主管部門的業務管理職能，可以涵蓋名城名鎮名村的申報評選、規劃備案、資金管理、法規瀏覽等行政業務工作。

3.5 科研教育與宣傳推廣

科研教育與宣傳推廣功能，是促進公眾認知、參與名城名鎮名村保護工作的重要窗口。在研究設計框架中，通過發布有關名城鎮村保護的重要會議視頻、在線培訓課程、行業資訊動態等內容，來促進保護領域的信息推廣與交流。

3.6 重大專項支撐

為省級層面的一些專項工作提供技術服務接口，拓展信息系統的服務與技術支撐能力。例如結合歷史文化街區劃定和歷史建筑確定工作、歷史文化名城體檢評估、為民辦實事等專項工作進行數據與技術服務支撐。

3.7 公眾參與與監督

通過構建公眾電子問卷調研、公眾實時評價、公眾投票、違法行為舉報等功能，為社會大眾提供名城鎮村保護的實時參與、監督與反饋的渠道。

4 結語

基于國土空間尺度、全要素數據統計范疇和綜合性保護管理職能的福建省歷史風貌資源信息系統建設，一方面，旨在為歷史名城、名鎮、名村資源建立規范的信息化檔案，對歷史文化名城、名鎮、名村管理所需的各類信息進行數字化存儲，實現信息整合與重復利用，提高管理效率；另一方面，遵循標準化與可擴展性原則，對所需信息按管理需求及存儲方式進行分類，有序適用，形成模塊化標準，具有可擴展性，利于主管部門對資源信息共享、協同共建[5]。

福建省歷史風貌資源信息系統建設是一項系統性工程， 目前已經上線試運行。下一步，將進一步完善可拓展的技術框架，在未來大數據、云管理與可視化等信息技術迅猛發展的背景下，系統的建設將融合更多的拓展模塊與技術載體，有效支撐福建省歷史風貌的保護、監管與展示，最大程度地適應復雜多樣化的政策環境與管理需求，為未來新模塊功能構建和新技術應用提供豐富的可能性，為進一步融入市場化應用奠定好框架基礎。