淺談數(shù)字化技術(shù)在不可移動文物中的應(yīng)用—以山西為例

董齡岳 山西文物博物產(chǎn)業(yè)集團有限責(zé)任公司

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在文物保護中的重要作用日益突顯。通過闡述山西省不可移動文物資源情況和數(shù)字化技術(shù)的必要性，結(jié)合山西不可移動文物數(shù)字化實例，提出不可移動文物數(shù)字化保護規(guī)范發(fā)展策略，以期推動文物保護工作有序進行。

不可移動文物是重要的歷史文化遺產(chǎn)，從多個角度反映了不同歷史時期人類活動的發(fā)展狀況，是人們了解歷史文化的窗口。對不可移動文物進行保護利用，既是對人類歷史文明的正視，也是對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的繼承與弘揚。

山西是文物大省，現(xiàn)有國家級文物保護單位531處，省級文物保護單位779處，其中，尤以古建筑最為矚目。2021年遭受洪澇災(zāi)害后，省內(nèi)共有1763處不可移動文物出現(xiàn)了不同程度的屋頂漏雨、墻體開裂坍塌、周邊護坡巖體、地基塌陷、建筑倒塌等情況。由此，不可移動文物數(shù)字化保護成為文物保護工作的重中之重。

山西不可移動文物資源情況

不可移動文物

不可移動文物是針對可移動文物而言的，通常情況下是指不可以轉(zhuǎn)移其位置的文物或是與其周邊環(huán)境協(xié)同共存不能單獨轉(zhuǎn)移或分離的文物，本文主要針對這一類型文物進行討論。

第三次全國文物普查及山西省文物局數(shù)據(jù)顯示，截至2020年7月，山西擁有53875處不可移動文物，全國重點文物保護單位531處，位居全國第一；此外，還有世界文化遺產(chǎn)3處，位列全國前茅。但由于種種自然原因和外部因素，部分不可移動文物本體及周邊環(huán)境遭受不同程度的損毀，甚至消失，因此數(shù)字化保護工作迫在眉睫。

不可移動文物數(shù)字化保護

不可移動文物數(shù)字化保護通過先進的數(shù)字化技術(shù)全面、系統(tǒng)、科學(xué)地記錄文物的信息，為其建立翔實的數(shù)字化檔案，以實現(xiàn)永久性保護。

為加快文物數(shù)字化保護步伐，山西省文物局在2020年出臺《山西省不可移動文物數(shù)字化保護指導(dǎo)意見》，旨在規(guī)范開展重要國保、省保及瀕危彩塑壁畫數(shù)字化采集工作，逐步實現(xiàn)全省文物數(shù)字化保護全覆蓋。

數(shù)字化保護的必要性

不可移動文物往往擁有上百年甚至上千年的歷史，是獨一無二、不可多得的珍貴遺產(chǎn)。但隨著時間流逝，文物因各種原因受損。采用數(shù)字化技術(shù)對文物進行三維掃描，在將文物資源永久保存的基礎(chǔ)上，充分利用這些數(shù)字資源可以讓大眾感受傳統(tǒng)文化的底蘊與魅力，傳承和弘揚傳統(tǒng)文化。

數(shù)字化技術(shù)成為文物保護的有效手段

中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳在2018年10月印發(fā)了《關(guān)于加強文物保護利用改革的若干意見》，其中明確指出：“充分運用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息技術(shù)，推動文物展示利用方式融合創(chuàng)新，推進‘互聯(lián)網(wǎng)+中華文明’行動計劃。”

近年來，數(shù)字化建設(shè)賦予了文物“新生命”，不斷豐富的數(shù)字化技術(shù)手段和展示場景讓陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)和收藏在博物館里的文物都“活”了起來。擴大數(shù)字化技術(shù)在不可移動文物保護領(lǐng)域的應(yīng)用，可以使不可移動文物的保護系統(tǒng)更加完善，且數(shù)字化技術(shù)的使用節(jié)約了保護不可移動文物所需的人力物力資源，減輕了保護不可移動文物的財務(wù)壓力，同時還可以有效提高保護不可移動文物工作的效率和質(zhì)量。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是文物保護發(fā)展的必然趨勢。

此外，科學(xué)合理的保護方案離不開歷史文獻和大數(shù)據(jù)的有力支撐，加強文物的數(shù)字化管理，形成科學(xué)有效的大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，為永續(xù)的文物保護研究夯實基礎(chǔ)。

能夠突破時間和空間的限制

數(shù)字化技術(shù)可以通過多種渠道對不可移動文物進行展示，搭建大眾與不可移動文物之間的信息橋梁。將數(shù)字化技術(shù)廣泛應(yīng)用在文物保護中，大眾足不出戶就能對不可移動文物進行參觀和體驗，查詢想要了解的文物信息，感受文物的內(nèi)涵價值。這種便捷、高效的展示方式不僅能為大眾提供更加優(yōu)良的服務(wù)，滿足大眾的精神文化需求，有效提高不可移動文物對大眾的影響力，還能減少因大眾直接接觸不可移動文物所帶來的損害，從而更好地保護不可移動文物。

能夠提高保護管理工作的效率

對不可移動文物進行信息化處理，可以建立數(shù)字檔案，搭建數(shù)據(jù)平臺。數(shù)據(jù)平臺中記錄著文物的詳細數(shù)據(jù)信息，例如不可移動文物的整體布局、保存狀況、保護范圍和建設(shè)控制地帶等。通過在數(shù)據(jù)庫中檢索關(guān)鍵信息，工作人員能夠快速準確地對文物相關(guān)資料和展覽情況進行了解。這有效提高了文物管理工作人員的工作效率和質(zhì)量，真正意義上實現(xiàn)對不可移動文物的全面管理。

1.3 生化指標的測定 喂養(yǎng)8周時，在代謝籠中收集大鼠尿液，測定尿微量白蛋白(MAU)及肌酐(Cr)。尿MAU及Cr測定采用相應(yīng)大鼠ELISA試劑盒(美國GTX公司)，計算兩者比值(ACR)。

為不可移動文物本體保護研究提供科學(xué)依據(jù)

在對不可移動文物進行保護的過程中，需要經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員對保護方法做出判斷，其難免會受到一些主觀因素的影響。而信息化技術(shù)的應(yīng)用可以彌補人工測繪構(gòu)圖等傳統(tǒng)保護方式的不足。將高精度測量、全景信息采集、三維掃描技術(shù)及高清航拍相結(jié)合，對不可移動文物本體的空間等信息進行數(shù)字化采集，并處理生成不可移動文物的三維模型和高清影像數(shù)據(jù)，初步完成對文物本體的詳細評估與全方位記錄，為文物研究、文物修復(fù)、宣傳展示提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

對不可移動文物數(shù)字資源的建設(shè)，可以形成相應(yīng)的文物數(shù)字資源采集和制作規(guī)范。這不僅有助于文物資源的高效展示、便捷流轉(zhuǎn)，還為文物保護提供了數(shù)字化技術(shù)支撐，為未來文物大數(shù)據(jù)分析、云應(yīng)用提供了基礎(chǔ)性資源。

為文物保護利用提供更多途徑

一方面，通過數(shù)字技術(shù)能高度還原修復(fù)并展現(xiàn)這些不可移動文物本來的樣貌。對受到損害的文物，可以先對其進行3D掃描，然后再通過計算機整合數(shù)據(jù)，從而生成一個完好的文物數(shù)據(jù)模型，最后再根據(jù)還原好的文物模型盡可能地還原它的真實面貌。例如，孔雀明王窟和媚態(tài)觀音龕的數(shù)字化修復(fù)就是典型案例。

另一方面，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不可移動文物本體的虛擬傳播展示，讓人們近距離了解不可移動文物，感受不可移動文物的價值內(nèi)涵。

山西數(shù)字化保護應(yīng)用實例

晉祠博物館

晉祠位于山西省太原市晉源區(qū)晉祠鎮(zhèn)，始建年代甚早，初名唐叔虞祠，是為紀念晉國開國諸侯唐叔虞（后被追封為晉王）及母后邑姜后而建。晉祠文化遺產(chǎn)豐富，承載著豐富的歷史、科學(xué)、藝術(shù)價值和文化內(nèi)涵，擁有特色的歷史景觀和旅游資源。

2015年以來，相關(guān)工作人員利用三維激光掃描、傾斜攝影、近景攝影測量、工程地質(zhì)勘察和地球物理勘探等數(shù)字化勘測手段先后對圣母殿、獻殿、魚沼飛梁、水母樓、唐叔虞祠、難老泉亭等建筑及其附屬文物開展了數(shù)字采集、三維建模等數(shù)字化工作。

2020年，工作人員又對晉祠內(nèi)中軸線上和重要文物中未進行數(shù)字化勘察測繪的古建筑，如越坊、鐘鼓樓、金人臺及附屬鐵人像、會仙橋、唐碑亭以及附屬碑碣、關(guān)帝廟及附屬彩塑（鐵人）和壁畫實施多維度空間信息的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字分析，建立了一套包含古建筑和彩塑（鐵人）結(jié)構(gòu)、空間關(guān)系、材質(zhì)、紋理及多種分析結(jié)果的數(shù)字化信息數(shù)據(jù)體系。

晉祠獻殿（作者拍攝）

天龍山石窟

天龍山位于太原市西南36千米處的呂梁山脈，南北朝的東魏時期，大丞相高歡進據(jù)并州為“別都”，在這里修筑避暑宮，并開鑿石窟。公元560年，北齊孝昭帝高演在這里修建了天龍寺，之后的隋、唐、五代時期仍繼續(xù)在這里修寺鑿窟，于是天龍山石窟成了我國著名的十大石窟之一和佛教叢林。如今的天龍山石窟博物館，集林、泉、寺、洞為一體，現(xiàn)存石窟、古建、墓塔、碑刻、雕塑、壁畫等歷史遺存100余處，是太原地區(qū)保存東魏、北齊、隋唐時期地上文化遺存最豐富、最完整的區(qū)域之一，為全國重點文物保護單位。

天龍山石窟造像數(shù)字化保護工作采用無人機航測、三維掃描、近景攝影測量、高清攝影等快速無接觸的數(shù)字化勘測手段，對天龍山25座石窟、500余尊造像、20余尊（幅）浮雕藻井、中心塔柱、龕楣、石窟前廊立柱、斗拱等建筑構(gòu)、崖壁小佛龕、唐代金剛力士像、明代攬勝留題題詞、馮玉祥題詞、歷代功德碑等附屬文物及賦存環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)、色彩紋理等信息進行了記錄，建立統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，形成全面、規(guī)范、通用的天龍山石窟文物全息數(shù)字檔案。這為天龍山石窟學(xué)術(shù)研究、數(shù)字復(fù)原展示利用以及流失海外文物的追溯提供了準確、豐富的數(shù)據(jù)資源和基本依據(jù)，也為天龍山石窟納入山西省文化遺產(chǎn)大數(shù)據(jù)體系建設(shè)做好了基礎(chǔ)工作。

平遙縣雙林寺

雙林寺位于山西省平遙縣西南六公里橋頭村，創(chuàng)建于北齊武平二年（571），宋代重新修建，取佛經(jīng)“雙林入滅”之義，改名“雙林寺”。寺內(nèi)保存至今的2000余尊明代彩塑，被聯(lián)合國人類居住中心專家稱贊為“世界珍寶”“真正的、獨一無二的珍寶”，認為其為已消失的傳統(tǒng)彩塑工藝提供了佐證。雙林寺數(shù)字化項目采用三維激光掃描、多圖像三維重建、壁畫信息數(shù)字化采集，結(jié)合圖版拍攝的方式，對雙林寺建筑、壁畫、彩塑及其附屬文物信息的環(huán)境等進行了全面的數(shù)字化信息記錄。對雙林寺天王殿、釋迦殿、菩薩殿、羅漢殿彩塑進行高保真數(shù)字化信息的采集，采用佳能5DSR進行高保真紋理映射采集有效單張原始數(shù)據(jù)≥5000W像素，紋理映射貼圖采用自動貼圖，單張分辨率≥8192*8192像素。彩塑整體精度≤0.1mm；壁畫采集單張有效像素≥5000W，整體壁畫與彩塑分離，壁畫采集精度為300PPI；同時對天王殿、釋迦殿、菩薩殿、羅漢殿等的彩塑造像采用海克斯康7軸關(guān)節(jié)掃描臂進行數(shù)據(jù)采集，采集精度≥0.03mm，整體掃描數(shù)據(jù)無夾層、無缺漏、無重疊。通過數(shù)字化手段建立科學(xué)完整的數(shù)字化檔案，為維修、保護、研究以及未來展示等工作提供基礎(chǔ)信息，同時還可以實現(xiàn)文物社會教育功能，為傳承文化奠定堅實基礎(chǔ)。

文物數(shù)字化保護規(guī)范發(fā)展

黨的十八大以來，黨中央、國務(wù)院高度重視文物保護工作，各級黨委、政府對文物價值的認知也隨之提高，文物工作者依法保護文物的意識明顯增強，以《中華人民共和國文物保護法》為核心的文物保護法律制度體系基本形成。但是關(guān)于不可移動文物數(shù)字化保護方面的相關(guān)法律法規(guī)仍不完善。

山西省文物局將文物保護、弘揚、活化利用等工作，特別是不可移動文物數(shù)字化工作已提上日程，其中對文物數(shù)字化工作標準化的問題更是成為文物數(shù)字化建設(shè)中的基礎(chǔ)工作被放在首位。

目前，不可移動文物數(shù)字化保護過程中的數(shù)字化工作者大多都是按照各自在工作中形成的規(guī)范或習(xí)慣進行操作，沒有比較嚴格統(tǒng)一的標準，這些數(shù)據(jù)存在不能真實、客觀記錄文物的問題。全國人大代表、山東省青州市博物館原館長王瑞霞指出：“一方面要加大科研投入，另一方面還應(yīng)該盡快出臺文物數(shù)字化的國家標準，使文物信息采集標準統(tǒng)一，減少低質(zhì)、無效數(shù)據(jù)資源的產(chǎn)生。”由此可見，文物數(shù)字化標準體系建設(shè)要求將數(shù)字化采集、整理，以及對不可移動文物數(shù)字化信息的使用全流程納入標準規(guī)范，保證記錄的完整性和真實性。同時，不可移動文物數(shù)字化保護的從業(yè)者應(yīng)具有行業(yè)的準入資格和行業(yè)標準，使文物數(shù)字化保護工作形成一個系統(tǒng)科學(xué)的有機整體。

文物數(shù)字化標準體系建設(shè)為數(shù)字化技術(shù)的推廣保駕護航，可以促使文物信息采集記錄工作人員操作更加規(guī)范及研究數(shù)據(jù)更加真實、客觀，還有利于構(gòu)建一站式文物管理服務(wù)體系，實現(xiàn)文物可公開數(shù)據(jù)的資源共享，從而有效推動文物數(shù)字化保護工作規(guī)范發(fā)展。

綜上所述，不可移動文物的數(shù)字化保護是科技進步和數(shù)字技術(shù)發(fā)展背景下的必然趨勢，文物數(shù)字資源平臺建設(shè)對文物保護利用具有重要意義。在不可移動文物保護利用工作中要利用數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢，為文物資源建立數(shù)字化檔案，并通過互聯(lián)網(wǎng)彰顯文物的內(nèi)涵價值，同時為大眾提供精準化的文物服務(wù)。

怎樣利用不可移動文物數(shù)字化保護后形成的數(shù)字化成果，如何深入研究與挖掘其價值，如何更加全面、生動逼真地展示依然是當前不可移動文物保護過程中需要深思的問題。當然，我們也要認識到技術(shù)手段的局限性，不能把文物保護的傳統(tǒng)手段和數(shù)字技術(shù)手段完全割裂，要在“保護第一”的前提下選擇最適合的方式將不可移動文物物質(zhì)形態(tài)與數(shù)字形態(tài)相融合，讓文物承載的中華優(yōu)秀歷史文化賡續(xù)相傳。