數(shù)字化建模對(duì)歷史街區(qū)保護(hù)傳承的應(yīng)用
——以屯溪老街為例

畢 暢

（安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230022）

0 引言

城市是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，其存在著一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，歷史文化街區(qū)就是這個(gè)漫長(zhǎng)演變歷程的參與者、見(jiàn)證者。歷史文化街區(qū)有別于單幢的文保單位及歷史建筑，單獨(dú)的歷史建筑往往只能夠片面地反映一件或者幾件特定時(shí)期發(fā)生的事件，具有局限性。但是歷史文化街區(qū)往往濃縮的是一個(gè)區(qū)域乃至一個(gè)城市的發(fā)展演變過(guò)程，它的演變代表著時(shí)代的進(jìn)步、城市新老交替的漫長(zhǎng)過(guò)程。歷史街區(qū)內(nèi)的一些生活方式、傳統(tǒng)習(xí)俗依舊流傳至今。這對(duì)研究一個(gè)城市的歷史、區(qū)域的文化底蘊(yùn)以及發(fā)展歷程都是鮮活的案例。伴隨著我國(guó)城市發(fā)展建設(shè)進(jìn)入提質(zhì)增效的轉(zhuǎn)型階段，通過(guò)盤(pán)活、優(yōu)化、挖潛提升而實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展的存量規(guī)劃模式逐漸適應(yīng)了城市發(fā)展的新要求。目前，我國(guó)針對(duì)文物保護(hù)單位已經(jīng)有了較全面、系統(tǒng)的保護(hù)框架，對(duì)建筑的細(xì)部構(gòu)件、建筑的選址、總體的布局都有著較深入的研究。但是歷史文化街區(qū)因其房屋建筑數(shù)量較多、產(chǎn)權(quán)較為復(fù)雜等一系列因素未能建立一套完善的保護(hù)框架。以屯溪老街3D建模及古建筑測(cè)繪建檔項(xiàng)目為例，全面系統(tǒng)地建立歷史文化街區(qū)保護(hù)框架、梳理相關(guān)歷史文化要素。運(yùn)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影、實(shí)地測(cè)繪調(diào)研等現(xiàn)代科技手段進(jìn)行歷史文化要素的收集，達(dá)到完整記錄歷史文化街區(qū)歷史資料的目標(biāo)。

1 屯溪老街概況

屯溪老街位于皖南山區(qū)，始建于宋朝，清朝時(shí)期達(dá)到鼎盛，素有“活動(dòng)著的清明上河圖”之稱(chēng)，是徽文化的代表。其以明清時(shí)期徽派建筑風(fēng)格和清晰的街巷肌理備受世人關(guān)注。因其采用前店后坊的建筑形式和商業(yè)模式，形成了獨(dú)特的街巷尺度。街區(qū)整體呈魚(yú)骨狀，2條主街、3條橫街以及18條背街小巷貫穿其中。區(qū)域內(nèi)沿街商鋪整體保存較好，街巷肌理清晰、形式豐富。伴隨著城市的發(fā)展，當(dāng)?shù)厥姓?996年已經(jīng)開(kāi)發(fā)部分地段，形成了現(xiàn)在以零售商業(yè)為主的“商貿(mào)城”。2017年又將南側(cè)部分地塊納入征收改造范圍，著手打造一條集休閑旅游、茶吧文化于一體，符合現(xiàn)代年輕人消費(fèi)的商業(yè)步行街區(qū)。

2 當(dāng)前保護(hù)困境

2.1 歷史資料缺失

2.1.1 歷史文獻(xiàn)資料缺失

屯溪老街自1986年開(kāi)始由清華大學(xué)朱自煊教授著手街區(qū)的保護(hù)工作。其中包括對(duì)核心區(qū)域的劃定、建筑風(fēng)貌的整治以及街巷肌理和山水格局的保護(hù)。1996年、2003年、2016年分別修編了保護(hù)規(guī)劃。歷史文獻(xiàn)資料是追溯了解該區(qū)域歷史文化要素和記錄該地區(qū)重要?dú)v史事件的重要途徑。直至20世紀(jì)80年代我國(guó)才開(kāi)始重視歷史文化資源的保護(hù)和發(fā)展，1949年至20世紀(jì)80年代很大一部分歷史文獻(xiàn)資料都無(wú)跡可尋，造成該時(shí)期部分歷史印記空白。外界環(huán)境因素為文化遺產(chǎn)材料老化變質(zhì)僅提供了部分條件，文化遺產(chǎn)能不能長(zhǎng)期保存下來(lái)，構(gòu)成文化遺產(chǎn)的材料性質(zhì)才是關(guān)鍵。因此合理制定一個(gè)保護(hù)框架，并且運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段將資料有序歸檔以便于后期查閱工作是迫在眉睫的事情。

2.1.2 歷史文脈斷裂

隨著城市的更新發(fā)展，不同時(shí)期所注重的城市發(fā)展方向也不同。在經(jīng)濟(jì)大發(fā)展時(shí)期，部分歷史街區(qū)未能得到合理的保護(hù)和重視，那些已經(jīng)拆除的建筑物、構(gòu)筑物以及相關(guān)的歷史文化要素已經(jīng)無(wú)從考究，只能從當(dāng)?shù)鼐用竦目谥械弥?。即使如此，也只能了解大概，例如，已拆除的建筑風(fēng)格、體量、形式、街巷空間尺度等。憑借這些搜集的資料尚可利用現(xiàn)代科技手段將部分建筑的圖紙進(jìn)行還原。但是那些曾經(jīng)保存完好的建筑細(xì)部構(gòu)件、街巷的鋪磚形式以及有關(guān)的歷史事跡都無(wú)從考證。老城區(qū)的更新應(yīng)重視街區(qū)原有肌理和歷史記憶，提倡對(duì)歷史建筑的保護(hù)，通過(guò)植入混合功能來(lái)提升街區(qū)活力，而不是對(duì)城市進(jìn)行大規(guī)模的改造，破壞城市的多樣性。街區(qū)內(nèi)部的古建筑群及街巷是重要?dú)v史事件發(fā)生的載體、見(jiàn)證者、參與者，如果不能完整地記錄下來(lái)，則很容易形成歷史文脈的斷層，對(duì)今后歷史文脈的挖掘造成很大的困擾，而且長(zhǎng)此以往城市的建設(shè)將會(huì)千篇一律，失去原有的特色風(fēng)貌，最終導(dǎo)致區(qū)域文化的喪失。

2.2 作業(yè)手法單一化

在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃相關(guān)文件編制過(guò)程中，參與人員主要是建筑師、規(guī)劃師等相關(guān)技術(shù)人員，文件編制完成后，最終由政府進(jìn)行決策實(shí)施。雖然在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研過(guò)程中會(huì)有實(shí)地走訪以及居民座談，但是當(dāng)最終的保護(hù)規(guī)劃相關(guān)文件審批后，卻很少被當(dāng)?shù)鼐用窦捌渌耖g學(xué)者充分了解，使得公眾的參與度大大降低。而居民長(zhǎng)期生活在此區(qū)域內(nèi)，最受街區(qū)相關(guān)政策影響，如果無(wú)法及時(shí)了解相關(guān)政策，勢(shì)必對(duì)后期項(xiàng)目實(shí)施造成一定影響。

在信息發(fā)展日新月異的當(dāng)下，構(gòu)建一個(gè)完善直觀的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，合理整合歷史文化資源，形象生動(dòng)地展現(xiàn)給群眾，又便于城市管理，是一個(gè)非常繁瑣而漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。

2.3 街區(qū)保護(hù)意識(shí)缺乏

現(xiàn)階段，該區(qū)域居民對(duì)于老街的歷史文化價(jià)值還未能達(dá)到深刻的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有很好地去保護(hù)和利用。老街區(qū)域內(nèi)沿街300多幢商鋪的外立面經(jīng)過(guò)多年的整治，風(fēng)貌已經(jīng)得到了很大改善，但是，有些商鋪外表光鮮亮麗，而店面一層前柱子、隔板墻部分由裝飾的木隔板、PVC板材包封，完全將傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)遮掩，同時(shí)也不能很好地檢測(cè)梁柱的腐爛情況，房屋出現(xiàn)安全隱患后只進(jìn)行簡(jiǎn)易加固，以至于很多精美的木雕、原結(jié)構(gòu)形式損壞嚴(yán)重而未得到及時(shí)修復(fù)。

另外，街區(qū)內(nèi)除歷史建筑以外的歷史景觀要素保護(hù)意識(shí)缺乏，例如破壞街巷的肌理延續(xù)、私自破壞鋪裝形式以及街巷的空間尺度比例。

3 3D建模及數(shù)字化建檔的運(yùn)用及優(yōu)勢(shì)

通過(guò)對(duì)歷史文化街區(qū)采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪及傾斜攝影技術(shù)，并將拍攝的不同照片進(jìn)行技術(shù)化處理，尋找各照片之間存在的邏輯關(guān)系進(jìn)行重新整合，最終結(jié)合原有的地形圖進(jìn)行矢量化匹配，能夠?qū)⒃卸S平面的地形圖轉(zhuǎn)換為三維空間模型的矢量圖，對(duì)輸入、搜集并整合過(guò)的歷史資料、相關(guān)建筑的測(cè)繪圖紙等進(jìn)行完善，從而達(dá)到一鍵式管理，通俗化管理的目標(biāo)（見(jiàn)圖1）。現(xiàn)存屯溪老街古建筑皆有不同程度的損壞，造成了不可彌補(bǔ)的重大損失，丟失了珍貴的歷史信息。因此，利用先進(jìn)科技手段保護(hù)老街刻不容緩。在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，利用數(shù)字化平臺(tái)記錄老街的歷史信息及資料是對(duì)古建筑等歷史遺產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)的新興手段。目前，我國(guó)對(duì)歷史建筑的數(shù)字化開(kāi)發(fā)工作主要包括建筑單體維修與改造中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，更新設(shè)計(jì)中的模擬效果展示等，也有一些城市和地區(qū)正在進(jìn)行歷史建筑數(shù)字化管理平臺(tái)的嘗試。

圖1 數(shù)字化平臺(tái)框架

3.1 數(shù)字平臺(tái)的構(gòu)建

通過(guò)構(gòu)建數(shù)字化平臺(tái)，將矢量模型導(dǎo)入系統(tǒng)，通過(guò)不同的界面和子菜單進(jìn)行查詢(xún)，隨著資料的不斷更新和挖掘，可實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)內(nèi)資料，從而達(dá)到完整記錄的目標(biāo)。街區(qū)管理部門(mén)也可通過(guò)該項(xiàng)平臺(tái)進(jìn)行信息、資料的公示，達(dá)到快速化查詢(xún)、公開(kāi)化辦公的目的。通過(guò)建設(shè)該項(xiàng)數(shù)字平臺(tái)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工作中智能化管理、公眾參與程度不夠等缺陷。

3.2 歷史資料的整合

通過(guò)將屯溪老街歷史文化街區(qū)范圍內(nèi)自然環(huán)境要素、歷史文獻(xiàn)、已進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪的建筑圖紙、街巷肌理、重要?dú)v史事件以及民間歷史文化記憶進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，建立完整的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，而后將重要?dú)v史文化要素與相關(guān)歷史文獻(xiàn)資料進(jìn)行匹配，并在今后將不斷更新和挖掘的歷史文化資源作為補(bǔ)充，達(dá)到動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)整合動(dòng)態(tài)的歷史資料可以實(shí)現(xiàn)圖形與信息的快速查詢(xún)、歷史文化街區(qū)保護(hù)價(jià)值的評(píng)估以及完整體系的形成，將資料進(jìn)行有序分類(lèi)后，達(dá)到一戶(hù)一檔的最終目標(biāo)。

3.3 多元化參與

以往在編制相關(guān)規(guī)劃文件時(shí)，參與者往往只有規(guī)劃師、建筑師、部分專(zhuān)家學(xué)者和居民，最終由政府進(jìn)行規(guī)劃決策。當(dāng)相關(guān)規(guī)劃逐步實(shí)施后，當(dāng)?shù)鼐用袷亲畲蟮氖芤嬲摺⑴c者。街區(qū)的建模及建檔，能夠生動(dòng)形象地反映和展示街區(qū)現(xiàn)狀。當(dāng)該平臺(tái)構(gòu)建完成面向社會(huì)后，當(dāng)?shù)鼐用褚约捌渌麑W(xué)者都能夠直觀感受街區(qū)的演變過(guò)程，同時(shí)也作為監(jiān)督者參與其中。

4 效益分析

完成老街區(qū)域3D建模古建筑測(cè)繪建檔項(xiàng)目和平臺(tái)框架搭建以后，就形成了一個(gè)完整的框架體系，能夠從不同方面深入了解、展現(xiàn)和挖掘該地區(qū)特有的文化，為街區(qū)后續(xù)的復(fù)興發(fā)展提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)，并能產(chǎn)生不同的效益。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)該項(xiàng)平臺(tái)的搭建，在街區(qū)后期運(yùn)營(yíng)上結(jié)合智慧景區(qū)的打造，結(jié)合時(shí)下流行的電商、廣告等可形成一定的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)再運(yùn)用收益不斷完善該項(xiàng)目的建設(shè)平臺(tái)以及相關(guān)歷史文化資源的挖掘，從而在保護(hù)中尋求發(fā)展、在發(fā)展中不斷提高街區(qū)品質(zhì)，以此形成良性循環(huán)。

4.2 社會(huì)效益

該平臺(tái)建設(shè)完成后，對(duì)當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)文化起到了一個(gè)很好的宣傳作用，也為專(zhuān)家學(xué)者提供了一個(gè)查詢(xún)資料的平臺(tái)。不斷完善和充實(shí)該框架內(nèi)容可形成良性循環(huán)，為今后古建筑的修繕留下珍貴的圖紙資料，使規(guī)劃實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)、藍(lán)圖模式到動(dòng)態(tài)過(guò)程的轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)語(yǔ)

20世紀(jì)80年代以后，我國(guó)就開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)文化建筑進(jìn)行保護(hù)。在這些年不斷的探索和引導(dǎo)中，已經(jīng)形成了相對(duì)成熟和完善的保護(hù)框架體系。但是，在大數(shù)據(jù)盛行的今天，不斷有新的科學(xué)技術(shù)手段出現(xiàn)，要將現(xiàn)代科技手段科學(xué)合理地運(yùn)用到歷史文化的保護(hù)和傳承上，對(duì)其進(jìn)行合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?。?shù)據(jù)是信息化時(shí)代的“石油”，未來(lái)社會(huì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力很大程度上取決于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息和知識(shí)的速度與能力。通過(guò)信息平臺(tái)的構(gòu)建，可以將3D建模及古建筑測(cè)繪相關(guān)資料錄入并進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的運(yùn)用將會(huì)把歷史文化街區(qū)的保護(hù)帶入一個(gè)新的高峰。