基于GIS的江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建*

計(jì)紫鈺 李媛

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院 江西 南昌 330045

引言

江西傳統(tǒng)村落是先民在不斷適應(yīng)江西獨(dú)特自然環(huán)境過(guò)程中所形成的人類聚落形式；且江西位于內(nèi)陸至沿海的過(guò)渡地帶，吸收來(lái)自內(nèi)陸及沿海的多元文化沖擊，其發(fā)展呈現(xiàn)出地域性和獨(dú)特性，是承載了人類寶貴歷史文化遺產(chǎn)的“基因片段”。“2022年中央一號(hào)文件”提出向農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化邁出新步伐，推進(jìn)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)[1]。為了更好地保護(hù)傳統(tǒng)村落和落實(shí)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，構(gòu)建江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)迫在眉睫。本文以Arc GIS為平臺(tái)進(jìn)行江西省傳統(tǒng)村落信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，對(duì)江西省傳統(tǒng)村落信息管理系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)路線設(shè)計(jì)，加快江西省傳統(tǒng)村落的數(shù)字化建設(shè)，以期為江西省傳統(tǒng)村落保護(hù)規(guī)劃策略及實(shí)施措施提供依據(jù)。

1 傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法

傳統(tǒng)村落指村落落成時(shí)間較早，擁有多樣的文化遺產(chǎn)，具有一定歷史、文化、科學(xué)、藝術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)予以保護(hù)的村落[2]。建立江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)，需要選取大量傳統(tǒng)村落樣本之后，對(duì)其精確定位、整理與錄入。江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)豐富多樣，從數(shù)據(jù)特征可分為幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)形式分為紙質(zhì)數(shù)據(jù)和電子數(shù)據(jù)，龐大的傳統(tǒng)村落信息造成了數(shù)據(jù)應(yīng)用的不便。運(yùn)用Arc GIS構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，利用GIS中多樣的分析工具，再對(duì)村莊信息進(jìn)行采集存儲(chǔ)后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化表達(dá)和空間分析，使得多源數(shù)據(jù)得以在統(tǒng)一平臺(tái)上進(jìn)行合理表達(dá)。

1.1 樣本的選定

構(gòu)建傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)的第一步是數(shù)據(jù)庫(kù)樣本的選定，結(jié)合已被中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門(mén)認(rèn)定公布的“中國(guó)傳統(tǒng)村落”“中國(guó)歷史文化名村”、“江西省歷史文化名村”、“江西省傳統(tǒng)村落”的名單，再綜合實(shí)地調(diào)研、文獻(xiàn)資料搜集、訪談推薦、應(yīng)用目標(biāo)、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)等方式，確定江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)樣本。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容構(gòu)成

由于各學(xué)科研究方向的差異，研究?jī)?nèi)容的重點(diǎn)各不相同，本文主要基于地理學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)與建筑學(xué)的學(xué)科視角，提取影響因子，構(gòu)建江西省傳統(tǒng)村落空間數(shù)據(jù)庫(kù)。傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)包括地理環(huán)境、物質(zhì)文化遺產(chǎn)與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)村落保護(hù)與發(fā)展的影響因素出發(fā)，以生態(tài)為打底，結(jié)合文化遺產(chǎn)融合的理念，打造包括宏觀—中觀—微觀三個(gè)層次的體系搭建。地理環(huán)境包含以生態(tài)為基底的宏觀層面的數(shù)據(jù)，物質(zhì)文化遺產(chǎn)包含從空間格局出發(fā)的中觀和微觀層面的數(shù)據(jù)，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)包含了村落歷史文脈中的傳統(tǒng)習(xí)俗、傳統(tǒng)技藝、歷史事件等文本與視頻數(shù)據(jù)，對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，按照數(shù)據(jù)特性分為幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，其關(guān)系如下圖所示。

圖1 江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成要素框架圖（來(lái)源：作者自繪）

1.3 數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)

將基礎(chǔ)資料進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換為地理信息系統(tǒng)（ArcGIS）能夠進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)形式（即為數(shù)據(jù)的采集任務(wù)），還需進(jìn)行數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、修改、編輯等處理，最后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完成入庫(kù)。

采集結(jié)合實(shí)地調(diào)研，文獻(xiàn)資料的收集，收集高空遙感影像和矢量圖，對(duì)村莊地面進(jìn)行三維的激光掃描，配合無(wú)人機(jī)拍攝，采集村莊物質(zhì)信息數(shù)據(jù)。將各種數(shù)據(jù)信息整合到包括不限于數(shù)字地圖、測(cè)繪圖紙、建筑分布、相片資料、視頻資料、相關(guān)史實(shí)記錄、3D數(shù)字模型等成果，這些數(shù)據(jù)信息包含遙感數(shù)據(jù)、區(qū)塊地圖數(shù)據(jù)、文本資料、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、現(xiàn)存系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，作為數(shù)據(jù)源加入數(shù)據(jù)庫(kù)。

矢量、柵格、文本表格和多媒體數(shù)據(jù)作為當(dāng)前數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)的4種類型。江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按照其性質(zhì)和作用分成幾何數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)這3種類型。幾何數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式主要是柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)，如村落周圍地貌特征、村莊與河流的關(guān)系、村落總體布局、傳統(tǒng)民居建筑、歷史古跡等。沒(méi)有空間實(shí)體，描述各種性質(zhì)特點(diǎn)的抽象信息作為屬性數(shù)據(jù)，如建造年代、材料結(jié)構(gòu)、制作工藝和歷史記載等。

1.4 數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)

在將柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)疊加得到地圖數(shù)據(jù)，并進(jìn)行全要素或分要素表達(dá)處理后，可向人們通過(guò)屏幕直觀展示閱讀該地圖。還可以將GIS 結(jié)合BIM等技術(shù)[3]，結(jié)合有關(guān)參數(shù)，建立傳統(tǒng)村落構(gòu)筑物的信息模型，將傳統(tǒng)村落數(shù)字化存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)村落創(chuàng)新保護(hù)和發(fā)展模式。同時(shí)建立VR虛擬世界，從對(duì)傳統(tǒng)村落重點(diǎn)場(chǎng)景建立虛擬信息模型到打造全省傳統(tǒng)村落VR全面覆蓋，以期能真正做到一日行萬(wàn)里路，賞無(wú)邊美景。

1.5 數(shù)據(jù)的空間分析

運(yùn)用最鄰近距離、規(guī)模度分析、核密度分析等空間分析法，利用GIS分析技術(shù)和數(shù)理模型進(jìn)行傳統(tǒng)村落空間格局的定量分析[4]。借助ArcGlS10.7軟件，建立主體為拾取的地理坐標(biāo)的傳統(tǒng)村落空間特征屬性庫(kù)，制作可視化的傳統(tǒng)村落空間分布圖，結(jié)合空間分析法等方法，對(duì)傳統(tǒng)村落空間分布特征進(jìn)行定量分析。如運(yùn)用最鄰近距離法，分析江西省傳統(tǒng)村落的空間分布總體特征；運(yùn)用規(guī)模度分析法，直觀地反映省內(nèi)傳統(tǒng)村落在各區(qū)縣的規(guī)模差異，探討其空間分布的差異性；運(yùn)用核密度分析法，可視化地展示其在空間上的分散及集聚特征。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)路線

選定江西省傳統(tǒng)村落研究樣本后，運(yùn)用 GPS 定位儀和Google Earth進(jìn)行地理坐標(biāo)定位，拾取地理坐標(biāo)。同時(shí)借助 GPS定位儀對(duì)實(shí)地調(diào)研拍攝的照片數(shù)據(jù)進(jìn)行地理坐標(biāo)定位，該定位儀對(duì)調(diào)研行程軌跡和村落位置進(jìn)行記錄和定位，運(yùn)用“HOLUX ezTour for Logger”軟件，將用相機(jī)拍攝記錄村落信息的照片數(shù)據(jù)，與調(diào)研軌跡通過(guò)時(shí)間自動(dòng)鏈接，可獲取照片數(shù)據(jù)地理坐標(biāo)。然后將目標(biāo)村落獲取到的信息和地理坐標(biāo)鏈接到地理信息系統(tǒng)軟件中，通過(guò) ArcGIS10.7 平臺(tái)，構(gòu)建江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)樣本數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)[5]。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的總體框架

圖2 江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)框架圖（來(lái)源：作者自繪）

3 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用

根據(jù)傳統(tǒng)村落規(guī)劃、保護(hù)和管理功能的需求，以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，按照規(guī)劃、保護(hù)和管理工作的流程，利用GIS平臺(tái)，綜合多種數(shù)據(jù)，形成相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建傳統(tǒng)村落信息化體系。調(diào)研查詢模塊可為用戶層提供查詢服務(wù)，為村落保護(hù)研究者、村落管理部分提供系統(tǒng)翔實(shí)的數(shù)據(jù)服務(wù)。規(guī)劃編制應(yīng)用模塊主要基于采集的三維數(shù)據(jù)對(duì)村落整體的地形環(huán)境、居住空間、街巷空間進(jìn)行量化分析，解讀村落選址原因，并依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖文數(shù)據(jù)，以及上述的分析與評(píng)價(jià)結(jié)果，輔助村落從建筑街巷到劃定保護(hù)區(qū)邊界的保護(hù)規(guī)劃制。管理評(píng)估模塊依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)村落進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境承載力等綜合評(píng)價(jià)，客觀量化地反映該村落的綜合條件。宣傳營(yíng)銷模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)村落及聚落的可達(dá)性加以分析，推薦旅游路線，打造文旅融合新路線。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是傳統(tǒng)村落得到保護(hù)的基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)庫(kù)可為江西省傳統(tǒng)村落的保護(hù)與發(fā)展提供科學(xué)數(shù)據(jù)與決策依據(jù)。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)過(guò)程中，樣本選取、數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容構(gòu)成、數(shù)據(jù)采集儲(chǔ)存是關(guān)鍵步驟。最后以使用者需求為基礎(chǔ)，經(jīng)總體設(shè)計(jì)確定了數(shù)據(jù)庫(kù)功能框架和應(yīng)用模塊，最終存入數(shù)據(jù)，完成江西省傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)。