基于GIS的南京城墻檔案管理平臺研究

王南南 張琪 王天文 王珊珊

摘 要：南京明城墻是世界現存規模最大、保存原真性最好的古代城垣。文章基于GIS空間數據與屬性數據管理、空間分析和可視化等技術，提出以城墻本體的空間位置和屬性信息為載體，構建基于GIS的南京城墻檔案管理平臺，達到檔案信息的空間圖形與文檔信息圖文互動，實現南京城墻檔案信息的精準化、可視化管理。

關鍵詞：南京城墻；檔案管理；GIS

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）是一種在許多領域得到廣泛應用的地理空間信息系統，同時具備集成數據庫操作功能和地理空間分析功能。國外有學者根據檔案自身的空間分布特點，以GIS為工具，用點、線、面等空間形態將檔案定位信息在背景上表現出來，將GIS應用于文化遺產制圖和檔案管理中。[1]國內一些學者和研究人員根據檔案管理的特點和需求，將檔案管理與GIS技術相結合，構建了檔案空間數據庫，對檔案數據實施分類管理[2-3]；有學者基于GIS技術，構建了文化遺存數據平臺[4]；部分檔案管理人員將GIS技術應用到規劃審批檔案管理和城建檔案智能化管理等。[5-6]

南京城墻檔案包含全線城墻本體及甕城城門建筑的空間地理位置信息、檔案資料和病害屬性等，結合南京明城墻的特殊地理分布情況，應用GIS技術能夠對檔案的地理空間信息進行有效管理，為南京城墻檔案管理提供了巨大便利。

一、 南京城墻與檔案管理現狀

南京城墻指明初營建的明城墻，城墻本體多為磚石結構，是現存規模最大的古城垣建筑。本文所研究的南京城墻檔案是指南京明城墻參照世界文化遺產進行保護與運營管理所涉及的各類檔案，檔案形式包括紙質檔案和影像檔案，如城墻本體及其修繕過程的文本材料和影像資料，安全巡查及展陳演出的影像資料等。主要內容包括明城墻現存的十三個城門信息、各段城墻本體保護與修繕歷史、全線病害種類及分布、藏品保管、展陳研究、散落舊城磚回收及使用、宣傳教育、申遺推進、文旅事業發展與運營管理檔案等。

1. 南京城墻現狀

南京城墻建成時全長35.267千米，現存25.091千米。[7]南京城墻文化遺產要素主要由城墻墻身系統、城墻城門系統、護城河系統三大部分構成。城墻墻身系統主要包括中華門—東水關、東水關—標營門等9個區段；城墻城門系統主要包括中華門及甕城、豐潤門、神策門及城樓、石城門及甕城、清涼門5個城門；護城河總長約22.9千米。南京城墻的保護研究與運營管理等工作目前由南京城墻保護管理中心負責。

2. 南京城墻檔案管理現狀

南京城墻檔案種類繁多復雜，且相關各機構辦公地點分散，各類檔案均由各部門自行歸檔管理，沒有統一的檔案管理標準及檔案管理負責人。城墻全線地理位置涉及南京市鼓樓區、玄武區、秦淮區等，各機構部門、管理辦分設在城墻沿線辦公，目前也尚未有專業、統一的檔案管理系統。南京城墻檔案管理工作量大且復雜，專業性、跨學科性強，檔案類型以原始紙質檔案為主，保存少量電子表格、視頻影像等，檔案數字化程度僅限于拍照掃描存儲等方式。結合南京城墻的空間地理情況，檔案管理基本無法實現城墻空間資料與檔案信息的圖文互動等，不利于南京城墻保護研究與申遺等工作開展。

二、 基于GIS的南京城墻檔案管理平臺模型

南京城墻檔案涉及文檔、影像以及實時監測記錄等多種類型數據，管理平臺模型采用GIS技術構建，充分發揮GIS的地理空間定位、管理、分析和展示等功能，管理和展示檔案中有關地理空間信息和屬性信息，對涉及空間地理信息的檔案資料開展空間分析和輔助決策分析。其設計原則遵循：一是系統性，設計實現功能時按照標準編碼方式和國際標準化設計規范進行，保證南京城墻檔案管理平臺為前后一致、功能協調的整體。二是集成性，將南京城墻檔案資源專題數據庫劃分成多個模塊，盡可能地提高各模塊間獨立性，模塊功能劃分清晰，根據需求實現一項或多項功能，盡量減少相互依賴，提高其可維護性。三是安全性，包括平臺技術安全、計算機軟件系統安全、檔案實體資料安全，在對南京城墻實體檔案整合時首先保障檔案安全，謹慎處理檔案數據整合工作。

依據GIS技術與南京城墻保護與檔案管理工作需要，平臺具備讓多個主體進行實時分布式相互操作的功能。為將GIS強大的數據統計與分析特性更好應用到檔案管理中，高效展示檔案數據地理空間特性和屬性信息，采用了B/S模式對系統進行架構設計，SQL Server 2016作為數據庫存儲檔案數據。利用Arc SDE空間數據引擎對南京城墻檔案數據進行管理，支持多用戶同時訪問。在瀏覽器端口，用戶利用Web應用程序進入系統交互界面，訪問數據庫并對數據進行檢索、管理、統計分析與可視化展示。平臺由三部分組成，分別為檔案數據采集、檔案數據展示和檔案監控與保護系統。

1. 檔案數據采集系統

檔案數據是南京城墻檔案管理平臺模型構建的基礎，南京城墻檔案數據采集包括文檔信息采集、影像音頻信息采集和地理地形空間信息采集。有關GIS的數據主要包括城墻現存影像及空間位置坐標數據、城墻建筑結構數據、周邊地理位置數據、地形屬性數據、地圖地貌掃描等。檔案數據采集系統平臺充分應用GIS的圖形顯示、管理、分析和文字描述等功能，將采集的檔案數據信息應用GIS空間分析技術與計算機AR技術進行分析、處理、融合，采用三維影像技術將檔案數據以更為立體化的形式展示出來。城墻影像數據采集主要包括歷史影像數據采集和實時影像數據采集，歷史影像數據依據檔案資料進行數字化處理，變成GIS系統能夠管理與可視化的柵格類型；實時影像采用傳感設備將影像遠程傳輸到平臺。城墻地理數據和周邊地形數據采用矢量格式進行采集與管理。該平臺可將不同時期南京城墻檔案中的各種信息類型，通過數字化轉換手段與GIS空間數據融合，編繪出不同歷史時期南京城墻地理與地形變化圖。

2. 檔案數據展示系統

檔案數據庫建設與檔案數據展示是南京城墻檔案管理平臺的主要功能，該平臺能夠全面展現南京城墻檔案，立體化展示南京城墻本體的空間地理信息、城墻影像和歷史變遷等。平臺開發可以參考相關GIS平臺進行建設，如“絲綢之路歷史地理信息系統”。[8]在具體數據可視化展示方面，平臺可提供基于南京城墻空間地理位置的多元數據展示，包括城墻周邊地形風貌展示、城墻本體建筑展示、影像展示等，從多層面多角度展示南京城墻從古至今的變化過程。展示系統具有查詢檢索功能，能夠對檔案數據檢索查詢，篩選出符合檢索條件的檔案信息，包括文檔、影像和音頻等。

3. 檔案監控與保護系統

檔案監控與保護系統模塊是南京城墻檔案管理平臺的保障系統，主要包括南京城墻本體實時數據采集與分析、數據庫信息更新、監控預警和平臺運維等功能。[9]由于南京城墻周邊環境相對復雜，部分區段極易受到裂縫、坍塌、雨水滲漏等災害影響，檔案監控與保護系統可與南京城墻監測預警系統相連接，實時獲取城墻本體監測信息，結合城墻地理位置與周邊自然環境狀況，應用GIS空間數據分析模擬功能，預測南京城墻發生危害的可能性，為城墻設置防災預警閾值。該模塊通過數據調用及可視化顯示，從時空層面展示南京城墻本體空間位置與屬性信息的變化，為南京城墻檔案提供翔實、可靠和準確的數據支撐，實現分類保護。

注釋與參考文獻

[1]Bitelli G Gatta G Guccini A M et al. GIS and Geomatics for archive documentation of an architectural project：The case of the big Arc of entrance to the Vittorio Emanuele II Gallery of Milan by Giuseppe Mengoni[J].Journal of Cultural Heritage，2019（38）：204-212.

[2]黃歡宏，陳啟文.基于 GIS 的城建檔案管理系統研究與開發——以城建檔案空間導視管理系統建設項目為例[J].城建檔案，2018（11）：36-38.

[3]錢鋒，喬文清，韓金美，等.淺談基于GIS的測繪檔案數據建庫和系統開發[J].測繪技術裝備，2004（4）：35-38.

[4][9]任越，劉思嘉.基于GIS的傳統村落文化建檔式保護模型構建[J].檔案學研究，2020（4）：69-74.

[5]施仲添，姚葉.運用GIS技術創新規劃審批檔案管理的實踐[J].浙江檔案，2021（1）：58-59.

[6]賀頌華.BIM+GIS城建檔案管理平臺建設的設想與探索[J].檔案與建設，2019（9）：46-48+64.

[7]楊國慶，王志高.南京城墻志[M] .南京：鳳凰出版社，2008.

[8]張萍.絲綢之路歷史地理信息系統建設的構想及其價值與意義[J].陜西師范大學學報（哲學社會科學版），2016（1）：5-11.