歷史街區文化景觀的智慧治理技術應用研究

柯春鵬?喻紅剛?葉昌東

摘要：為促進歷史街區文化景觀的保護利用中的智慧治理技術應用，分析了歷史街區文化景觀智慧化治理中數據高效采集、信息分析管理、實時監控監測、文化景觀展示和公眾參與監督的五大方面技術應用現存的問題，提出了歷史街區文化景觀全周期保護利用的多元智慧治理技術總體框架，包括文化景觀數字化體系、信息分析管理體系、智能監測監管體系、公眾參與監督體系和文化景觀展示體系五大技術體系，闡述了不同智慧治理技術在歷史街區文化景觀保護利用中作用和適用性，為加強歷史街區文化景觀保護利用智慧治理提供了支持。

關鍵詞：歷史街區文化景觀;保護利用;智慧治理技術

中圖分類號：TU986

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2022）03-0039-05

收稿日期：2022-01-10

修回日期：2022-02-22

Abstract：In order to promote the application of intelligent governance technology in the protection and utilization of cultural landscape in historical blocks， the existing problems of five aspects of technical application in the intelligent governance of cultural landscape in historical blocks are analyzed， including efficient data collection， information analysis， and management， real-time monitoring and surveillancing， cultural landscape display and supervision of public participation. The general framework of multi-intelligent governance technology for the full-cycle protection and utilization of cultural landscape in historical blocks is proposed， containing five technical systems： cultural landscape digital system， information analysis and management system， intelligent monitoring and supervision system， public participate in supervision system， and cultural landscape display system. This paper expounds the role and applicability of different intelligent governance technologies in the protection and utilization of cultural landscape in historical blocks， and provides support for strengthening the intelligent governance of the protection and utilization of cultural landscape in historical blocks.

Key words：Historical blocks; Cultural landscape; Protection and utilization; Smart governance technology

文化景觀指的是人類在社會發展過程中所創造的具有歷史性和地域性特征的有形的物質景觀和無形的非物質景觀[1～2]。歷史街區是文化景觀中的重要組成部分，經過不同歷史時期社會、經濟、文化等方面的共同積淀，承載了城市記憶，并蘊含著大量歷史文化信息，具有豐富的歷史價值、藝術價值和科學價值。隨著歷史街區保護利用政策要求的逐年強化，歷史街區文化景觀消減的趨勢在一定程度上得到了遏制，但目前在歷史街區保護利用過程中依然存在歷史建筑建設性破壞、非物質文化景觀消失、文化宣傳和展示空間不足等問題。另一方面，3S、人工智能等智慧治理技術在城市建設管理等方面獲得較好的應用成效，為解決歷史街區文化景觀保護利用問題提供了新的思路及技術支持，但目前智慧治理技術在歷史街區的應用深度不足。因此，筆者通過對歷史街區文化景觀保護利用現存問題和現有技術進行系統化梳理分析，構建歷史街區文化景觀全周期保護利用的多元智慧治理技術體系，以促進歷史街區文化景觀保護，優化文化景觀資源利用和提升文化景觀空間服務功能。

1 歷史街區智慧治理技術現存問題及應用進展

1.1 數據采集方面

歷史街區傳統的數據采集方式如傳統測繪，以全站儀定點測量為主，存在數據測量費時費力且成本較高、后期數據處理煩瑣和數據采集效率較低等問題。同時，具有高綜合價值的歷史街區往往游客流量較大，給文化景觀信息采集帶來了諸多困難。因此，在快速變化的歷史街區環境中，亟需利用高效的數據采集工具。在近期研究中，數據采集技術主要包括采用遙感技術進行歷史街區的衛星影像采

集[3～6]，利用三維掃描建模技術（無人機攝影測量技術和三維激光掃描技術）對歷史街區文化景觀進行普查建檔[7]、測繪[8～9]、建模[10]、數字化[11～12]、景觀修復[13～14]等，為歷史街區文化景觀數據高效采集提供了技術支撐。

1.2 信息分析管理方面

隨著信息化建設推進，歷史街區文化景觀數據不斷涌現，存在數據類型多樣、數據格式相互獨立和難以高效整合利用等問題。高效的數據分析是有效提升歷史街區動態情形認知的重要途徑，是智慧治理的管理趨勢，亟須建立針對歷史街區文化景觀的數據管理分析體系。現有研究及實踐中，信息分析主要涉及大數據技術、地理信息系統（GIS）技術和建筑信息模型（BIM）技術。大數據技術可對歷史街區進行規劃設計分析[15]、績效評估[16～18]和活力定量研究[19～23];GIS技術具有規劃設計[24]、系統建設[25]、評估[26]、風貌評價[27]、平臺構建[28]、災害風險評估[29～30]等功能;BIM技術則可以應用在歷史建筑協同更新設計及修繕方面[31～34]。

1.3 實時監測監控方面

歷史街區文化景觀的開發利用使得人流、車流等威脅文化景觀的因素不斷增加，人力監管保護力量有限，難以及時發現并阻止損壞行為，導致歷史街區文化景觀損壞事件頻發。在歷史街區文化景觀保護監測監控中，存在監控設施不足、監控對象局限、監控針對性不強等問題。現有研究主要從宏觀層面采用遙感和GIS技術進行歷史街區的監測分析[3～6]，從管理體系層面總結了“城市-街區-重點區域”的監控體系[35]，但對監測監控技術及其適用對象尚未有系統梳理。

1.4 文化景觀展示方面

文化景觀展示是目前提升公眾文化景觀保護意識的重要途徑。歷史街區文化景觀主要通過景觀實體、展覽館、影視作品、宣教解說系統和導游推介等方式展示，形式以文字和圖像為主，存在文化景觀互動體驗差、內容質量不高、文教屬性不突出等問題。在實際中主要應用的新型展示技術有虛擬現實技術（VR）和增強現實技術（AR），可實現歷史街區三維虛擬平臺開發[36]、重現數字景觀和展示創意[37～38]等功能，豐富了文化景觀展示的內容和形式。

1.5 公眾參與監督方面

在歷史街區文化景觀保護更新改造的公共參與實踐中，存在公眾參與渠道缺失、參與反饋不完善和公眾參與不積極等問題，如公眾對管理者的文化景觀改造規劃方案或者現實的空間環境問題，缺乏有效的反饋渠道。另一方面，公眾積極參與保護，但是提出的意見和建議卻沒有收到反饋，公眾參與機制形同虛設。在歷史街區文化景觀保護實踐中的“公眾參與”大多只停留在民意調查和訪談，離真正的公眾參與相差甚遠[39]。目前，互聯網平臺逐漸成為了公眾參與的主要渠道，最新研究利用互聯網、大數據、區塊鏈等信息技術推動著公眾參與和監督的實現[40～42]，但尚未有研究系統梳理歷史街區文化景觀保護中公眾參與需求及其信息技術支撐體系。

2 基于智慧治理技術的歷史街區保護利用體系構建

基于歷史街區文化景觀保護利用中智慧治理技術的的五大問題，從全生命周期管理角度，串聯文化景觀數字化、信息分析管理、實時監控監測、文化景觀展示和公眾參與監督五大系統，構建歷史街區文化景觀保護利用智慧治理技術體系框架。文化景觀保護利用體系以文化景觀數字化體系和智能監測監控體系為基礎，通過信息分析管理和文化景觀再創作，為歷史街區文化景觀管理決策、展示和公眾參與提供信息技術支持，最終實現歷史街區文化景觀保護利用提升（圖1）。

2.1 文化景觀數字化體系

文化景觀數字化是指快速、高效、智能地完成文化景觀原真性和整體性信息的采集記錄工作，并以電子數據的方式存儲，其有助于加強文化景觀信息保護、展示和傳播[43]。隨著數字化技術發展，文化景觀信息的采集技術變得更加智能便利，內容形式也從二維圖像視頻轉變成以三維模型和全景視頻為主，大大增強了文化景觀信息的豐富度和可靠性。

歷史街區文化景觀的數字化主要包括信息分類評估、信息采集、信息加工和信息儲存4大環節，各環節的支撐技術及功能如表1所示。基于歷史街區文化景觀基礎數據信息，利用GIS技術進行評估，確定重點文化景觀保護區，根據文化景觀的保護等級和尺度等因素，將歷史街區文化景觀數字化對象分為全范圍歷史街區、重點保護文化景觀、非物質性文化景觀、遺損文化景觀4種。其中，歷史街區全范圍的文化景觀信息量較大，信息采集宜采用基于無人機的三維實景孿生技術進行全貌記錄。重點保護文化景觀宜采用基于激光掃描的三維實景孿生技術，再利用三維建模渲染技術對模型進行修正，保證信息采集高效、全面且精細。非物質文化景觀宜采用全景視頻攝影技術，記錄時空信息，更完整地重現動態文化景觀場景。遺損文化景觀基于歷史資料分析，宜采用三維建模渲染技術復原。最后，利用GIS數據庫技術和云儲存技術，將信息數字化永久儲存（圖2）。

2.2 信息分析管理體系

針對歷史街區文化景觀保護利用需求和智慧治理實踐現狀，基于GIS、BIM、大數據和人工智能技術，建立歷史街區文化景觀保護利用管理平臺（圖3），其包含感知層、數據層、平臺層和應用層。基于歷史街區的地理空間信息數據、實時監控監測數據、歷史信息數據、網絡評價數據等（表2），信息分析管理體系利用模型對文化景觀進行分析、識別、評價和模擬預測（表3），更科學精確地認知歷史街區文化景觀，有利于加強文化景觀保護利用和提升歷史街區服務效能。

2.3 智能監測監控體系

歷史街區文化景觀保護流程為監控監測、智能識別、自動預警、人為干預（圖4）。基于傳感器和物聯網技術建立的“天空地一體”、動靜結合的智能監控監測體系，利用遙感、無人機、固定式監控設備和移動機器人等技術（表4），實現歷史街區文化景觀運行狀態24 h無間斷智能監測感知，監測監控對象主要包括文化歷史建筑、設施運行情況、人流、車流等。通過監測監控系統，及時發現問題并反饋給歷史街區管理人員對其進行干預，避免引發更嚴重的文化景觀損毀事故。

監控終端根據歷史街區人流量、易受災程度、保護等級和文化景觀價值等級布置，分為重點監控監測區和一般監控監測區。歷史街區多為街巷式布局，監控應以節約原則布置在交通要道上，特別是交通十字路口、分岔口和人流聚集的空間場所;移動監控機器設備應布置在以步行為主的空間中。根據歷史街區的特性，監控監測的內容主要包括文化景觀、游客行為、交通情況和環境信息等（表5）。

2.4 文化景觀展示體系

文化景觀展示有利于提升歷史街區文化景觀的趣味性和互動性，增強公眾的文化景觀保護意識。根據文化景觀展示的現狀及問題，構建文化景觀展示體系框架（圖5）。首先基于互聯網技術，搭建文化景觀再創作平臺和展示宣教平臺，實現在平臺上共享文字、圖像、視頻、模型等歷史文化景觀數據，以供自由文化創意工作者充分融合歷史街區文化景觀的獨特符號要素，進行創意開發。基于互聯網、增強現實（AR）和小程序等技術升級文化景觀展示方式，構建線上線下結合的展示途徑。線上展示通過互聯網技術，以網頁的方式展示歷史街區文化景觀，展示形式包括圖片、視頻和模型等，同時利用物聯網連接歷史街區中的移動機器人，可以實現遠程游覽的效果。線下智慧導覽通過應用軟件（APP）或小程序，基于定位技術，在不同文化景觀景點自動播放景點介紹音頻和視頻，同時可以通過APP點擊查看重點文化景觀的三維模型和細節，還可通過AR終端，掃描歷史建筑等文化景觀，閱覽該文化景觀的所有信息。此外，在景觀空間中設立文化景觀展示的場所，包括展覽館、博物館和VR體驗中心，其中可應用VR技術和全息投影技術創意展示，豐富文化景觀的展示形式。

2.5 公眾參與監督體系

公眾參與監督是加強歷史街區文化景觀保護利用的重要方式，利用智慧治理技術是提升公眾參與監督效率的重要途徑。基于現存問題，利用二維碼、互聯網、GPS、GIS等技術搭建公共參與監督平臺（圖6，表6），并實現手機移動端（APP、小程序）、電腦網頁端和VR設備端的互聯互通。管理者可通過社交網絡平臺、視頻平臺、電視頻道、線下公告和聽證會議等信息發布渠道，實現公眾滿意度調查、現狀保護利用問題反饋、歷史街區更新規劃設計實施方案意見調查和遺失文化景觀信息收集等功能。

3 結語

針對歷史街區文化景觀保護利用智慧治理技術應用的五大問題，研究構建了包括文化景觀數字化體系、信息分析管理體系、智能監測監控體系、文化展示宣教體系和公眾參與監督體系的歷史街區文化景觀全周期保護利用智慧治理技術體系框架，為歷史街區文化景觀保護利用智慧治理實踐提供了技術應用參考。智慧治理技術體系的應用有望改進現有的歷史街區文化景觀保護的方法和模式，提高保護利用效率，釋放文化景觀的價值，進一步加強文化景觀的保護和利用。隨著智慧治理技術應用的成本降低及普及化，歷史街區文化景觀的保護與科學化管理水平將得到進一步優化提升。

注：圖片均為作者自繪。

參考文獻：

[1]方尉元. 歷史街區文化景觀保護與傳承初探[D]. 北京：北京林業大學，2006.

[2]湯茂林. 文化景觀的內涵及其研究進展[J]. 地理科學進展，2000（1）：70-79.

[3]尹君，任少飛，張悅晴，等. 基于遙感的歷史文化街區保護預警研究[J]. 北京規劃建設，2019（S1）：139-143.

[4]克力木·買買提. 基于遙感和GIS的吐魯番地區歷史文化遺址空間格局分析與景觀生態敏感度評價[D]. 徐州：中國礦業大學，2018.

[5]王臣立，徐丹，林文鵬. 紅河哈尼梯田世界文化景觀遺產的遙感監測與土地覆蓋變化[J]. 生態環境學報，2021，30（2）：233-241.

[6] GUNTER S. Earth Observation for Monitoring， Modeling and Management of Cultural Heritage and Landscapes[J]. International Journal of Heritage in the Digital Era，2015，4（3/4）：235-239.

[7]公明，張帥帥，張翔. 傾斜攝影測量技術在歷史建筑普查中的應用[J]. 城市勘測，2020，176（1）：102-104.

[8]楊文競. 基于傾斜攝影和激光掃描技術的歷史街區保護測繪[J]. 測繪技術裝備，2020，22（4）：77-80.

[9]張春明，榮幸. 無人機傾斜攝影測量在歷史建筑測繪中的應用[J]. 經緯天地，2020，195（4）：44-49.

[10]方喜波，顧亞靜. 三維激光掃描技術在天津市歷史文化街區三維模型庫建立中的應用探討[J]. 北京測繪，2020，34（5）：666-670.

[11] BAYRAM B，NEMLI G，T. ?ZKAN，et al. Comparison of Laser Scanning and Photogrammetry and Their Use for Digital Recording of Cultural Monument Case Study： Byzantine Land Walls-Istanbul[J]. ISPRS Annals of Photogrammetry， Remote Sensing and Spatial Information Sciences，2015：17-24.

[12]楊晨. 數字化遺產景觀——澳大利亞巴拉瑞特城市歷史景觀數字化實踐及其創新性[J]. 中國園林，2017，33（6）：83-88.

[13] XU Z，WU L，SHEN Y，et al. Tridimensional Reconstruction Applied to Cultural Heritage with the Use of Camera-Equipped UAV and Terrestrial Laser Scanner[J]. Remote Sensing，2014，6（11）：10413-10434.

[14]湯濤. 三維技術在物質文化遺產“修復”中的應用研究[D]. 南京：南京藝術學院，2018.

[15]王鵬，吳納維，褚嶠，等. 大數據在歷史街區規劃、建設與運營管理中的應用[J]. 上海城市規劃，2016，130（5）：31-37.

[16]徐敏，王成暉. 基于多源數據的歷史文化街區更新評估體系研究——以廣東省歷史文化街區為例[J]. 城市發展研究，2019，26（2）：80-89.

[17]朱啟雁. 新數據環境下的歷史街區景觀績效研究[D]. 福州：福建農林大學，2020.

[18]邱寧. 基于大數據的歷史地段更新使用后評價研究[D]. 北京：北京工業大學，2017.

[19]李芏. 基于大數據的南寧歷史街區保護與更新研究[D]. 南寧：廣西大學，2016.

[20]高原，陸曉東. 大數據背景下的廣州歷史文化街區活力定量研究[J]. 中國名城，2020，226（7）：53-61.

[21]顧家碧. 基于大數據技術的歷史街區空間活躍度提升策略研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學，2020.

[22]張雨洋，楊昌鳴，齊羚. 歷史街區街巷活力評測與影響因素研究——以什剎海歷史街區為例[J]. 中國園林，2019，35（3）：106-111.

[23]王玉琢. 基于手機信令數據的上海中心城區城市空間活力特征評價及內在機制研究[D]. 南京：東南大學，2017.

[24]胡明星，董衛. GIS技術在歷史街區保護規劃中的應用研究[J]. 建筑學報，2004（12）：63-65.

[25]胡明星，董衛. 基于GIS的鎮江西津渡歷史街區保護管理信息系統[J]. 規劃師，2002（3）：71-73.

[26]鄭曉華，沈潔，馬菀藝. 基于GIS平臺的歷史建筑價值綜合評估體系的構建與應用——以《南京三條營歷史文化街區保護規劃》為例[J]. 現代城市研究，2011，26（4）：19-23.

[27]蘇濤. 基于GIS的廣州中心城區城市特色風貌評價研究[D]. 廣州：華南理工大學，2020.

[28]孔祥飛. 基于GIS的建筑遺產勘察設計平臺構建研究[D]. 上海：上海交通大學，2018.

[29]吳在棟，胡玉娟，張明鋒，等. 基于GIS的歷史文化街區火災風險評估——以福州市三坊七巷為例[J]. 災害學，2016，31（4）：205-209，223.

[30] ROSA D L，MARTINICO F. Assessment of Hazards and Risks for Landscape Protection Planning in Sicily[J]. Journal of Environmental Management，2013，127：155-167.

[31]李偉平. 基于BIM（建筑信息模型）技術的歷史街區綜合安全研究[D]. 天津：天津大學，2012.

[32]商文俊，施晨歡，朱洪波. 基于BIM和GIS技術的石庫門建筑群數字化保護研究與應用[J]. 智能建筑與智慧城市，2019，274（9）：44-46.

[33]溫雨鑫. 歷史環境保護與再生中BIM技術應用研究[D]. 天津：河北工業大學，2015.

[34]馬宏毓，趙新. 三維激光掃描技術及BIM技術在古建筑保護測繪中的應用[J]. 巖土工程技術，2019，33（4）：222-225.

[35]李仁剛. 基于智慧技術的歷史建筑密集區公共安全防御體系研究[D]. 天津：天津大學，2014.

[36]孫巍，徐學東. 第一汽車制造廠歷史街區三維虛擬平臺研究[J]. 現代電子技術，2019，42（9）：149-154.

[37]李軼. 增強現實（AR）技術在城市歷史文化景觀數字化建設中的應用——以贛州市宋代古跡為例[J]. 數字技術與應用，2019，37（9）：68-70.

[38]陳靖，王涌天，林精敦，等. 基于增強現實技術的圓明園景觀數字重現[J]. 系統仿真學報，2010，22（2）：158-162.

[39]郭湘閩. 超越困境的探索——市場導向下的歷史地段更新與規劃管理變革[J]. 城市規劃，2005（1）：14-19，29.

[40]蘇曄. 基于區塊鏈技術的數據開放公眾參與模式研究[J]. 西北民族大學學報（ 哲學社會科學版），2022（3）：110-120.

[41]陳明俊，丁山. 數字技術視角下城市景觀公眾參與設計研究[J]. 設計，2022，35（9）：35-37.

[42]李占樂，趙浩. 信息技術視角下網絡協商民主的可能、挑戰及應對[J]. 理論導刊，2022（5）：46-54.

[43]郭曉彤，楊晨，韓鋒. 文化景觀遺產數字化記錄及保護創新[J]. 中國園林，2020，36（11）：84-89.