人工智能背景下古建筑保護與傳承創新研究

基金項目：本文系2025年度高校人文社會科學研究一般項目“人工智能背景下商丘古城墻建筑保護與傳承創新研究”（2025-ZZJH-278）研究成果。

《“十四五”文物保護和科技創新規劃》提到：“堅持科技創新引領，遵循文物保護和考古特點規律，加大要素投人力度，優化資源配置，加強多學科協同，構建產學研用深度融合的文物科技創新體系，推進行業標準體系建設，提升文物科技創新能力和文物領域科技應用水平，帶動解決重點難點和瓶頸問題，支撐引領文物事業高質量發展。”文化和旅游部印發《“十四五”文化和旅游發展規劃》，提出完善現代旅游業體系，深化旅游業供給側結構性改革，深入推進大眾旅游、智慧旅游和“旅游 +^' ”，努力實現旅游業高質量發展。這些文件的印發，表明了國家對歷史文化遺產保護的重視，以及推進科技創新引領文物保護、促進旅游發展的決心。

2024年商丘市政府工作報告提到：“繁榮公共文化事業。牢記習近平總書記‘殷商文化起源于商丘’的殷殷囑托，持續深化殷商文明探源工程，做好宋國故城出土文物整理、研究、闡釋、展示，推動永城王莊遺址申報全國考古十大新發現。統籌抓好商文化、火文化、先賢文化等文化資源的保護傳承利用，積極創建‘二十四節氣之城’，探索傳統文化植入產業新模式。”政府工作報告還強調，“商丘古城高端生活服務區，以‘古城風、現代味、人間色、煙火氣’為統攬，做好歷史建筑、古城遺存的活化利用，加快修復歷史文化街區，完成應天書院修繕展陳，建設系列展覽館、體驗館、民俗館，推進非遺、老字號等進駐古城，打造沉浸式文旅新業態。以‘一城閱盡五千年’為主題，持續推進商丘古文化旅游區5A級景區創建，打造區域旅游目的地。”[3]

商丘古城墻是重要的歷史文化遺跡，不僅傳承了幾千年來的歷史文脈，還承載著厚重的文化底蘊。利用科技創新保護古城墻及城內歷史建筑，并探索文旅發展新模式，對推動商丘文化遺產的保護與弘揚中原地域文化有著重要的現實意義。本文從人工智能的視角出發，探索研究人工智能技術在商丘古城保護發展中的應用路徑與方法，以期用新技術新方法達到保護傳承商丘古城厚重歷史文化的目的，煥發古城新面貌，進而向全國乃至全世界輸出優秀的地域傳統文化，推動商丘市的文旅和經濟發展。同時，也為研究古建筑保護修、歷史古跡的傳承發展及古城旅游開發的學者們提供一些思路。

一、商丘古城墻

（一）歷史概述

商丘古城墻位于商丘市，是國內現存較為完整的古代城墻之一。商丘在歷史上具有重要的地位，是多個朝代的都城，如宋、魏等，因此其城墻也有著悠久的歷史。據相關文獻記載，商丘城墻的建造年代最早可追溯到商末周初，距今有約3000年的歷史，在西漢、唐、宋時期均有擴建修筑，因此，現在的城墻下有自周初宋國到宋代2000多年的“城擦城”奇觀。明朝初期沿用舊城，但其規模有所縮小，1502年黃河泛濫，商丘城被淹，明朝弘治十六年（1503年）商丘人民開始艱辛重建新城，于明正德六年（1511年）竣工，南墻壓在明初睢陽城（商丘城）的北墻之上4，規模略小于重建前的規模，現在我們所看到的商丘城墻即在這個時期的基礎上所建。明末農民起義，城墻又部分被毀，清初的官員重新修整，使得城墻平面接近圓形，形成了外圓內方的城市格局。近代以來，由于戰爭的爆發以及城市發展的需要，古城墻又遭受了不同程度的損壞。

（二）古城現狀

1.城墻及古建筑現狀

1996年，商丘古城被國務院列為全國重點文物保護單位，現為國家4A級旅游景區。現在的古城面積約12.6平方千米，總平面呈外圓內方狀，東、西、南、北四個方向均有一條大道通往內城。內城約呈正方形，四面環水，東、西、南、北各有一個城門，分別為賓陽門、垤澤門、拱陽門、拱辰門。現在城墻的南墻長950.6米，北墻長993.4米，東墻長1210米，西墻長1201米，墻高6.6米[5。近年來城墻幾經修繕，如2020年以來，西城墻、東北城墻進行了青磚更換及結構加固等修整，南門兩側城墻進行了磚縫修補，主要預防雨季墻體滲水。城墻內街道縱橫交錯，中軸線為中山大街。

古城內現存多處歷史建筑，保存較完好的有侯氏故居、陳家大院、穆氏四合院等。其中，侯氏故居在古城北門內，為明末建筑，保存較完好，其分為侯恂故居和侯方域故居兩部分。侯恂為明朝末年戶部尚書，其宅院為四合院式格局，共三院，建筑均為硬山式磚木結構。另一部分是侯恂之子、明末才子侯方域的故居，院落由三座兩層的硬山式建筑圍合而成，每層建筑均有柱廊，梁柱結構設計巧妙，門窗鏤花精美，體現了明清時期匠人高超的建造技藝。陳家大院始建于明末清初，為侯方域的門婿、清初詩人陳宗石及其后人的府邸，2016年經政府修復后對外開放。院落規模較大，以四合院為基本單元，院落相通，建筑均為硬山式磚木結構。穆氏四合院為清代商丘富商穆炳壇家族的宅院，現存兩座院落，為原建筑群規模的三分之一，均為歇山式建筑。目前古城內得到較好修繕保護的古建筑有13處，還有56處歷史建筑等待修繕。

2.旅游現狀

商丘古城為國家歷史文化名城，擁有深厚的歷史文化底蘊，古城內有很多名人故居及文化遺跡，例如八關齋、壯悔堂、陳家大院、穆氏四合院等，也有著很多歷史人物及傳說故事，如燧人氏鉆木取火、王亥經商、范仲淹與應天書院的故事、侯方域與李香君的故事等等。近年來，當地重點推動歷史遺址保護與文旅產業聯動，保護古建筑，開發特色文旅項目，規劃特色街區，開展傳統手工藝和民俗活動，增加夜間活動項目，因此游客較以往增長不少，但主要集中在假期，平常時間古城內的游客并不多。相較周圍的旅游城市開封、洛陽，商丘古城的文化底蘊一樣厚重，但知名度及游客總量卻相差很多。因此，應借助前沿科學技術助力古城文旅發展，打造古城觀光旅游新模式，煥發千年古城的活力與魅力。

二、人工智能在古建筑保護方面的應用

（一）人工智能

人工智能，英文為ArtificialIntelligence，簡稱AI。在1956年達特茅斯夏季會議上，人工智能概念首次被提出。人工智能技術是通過計算機運算來模擬人類大腦智慧，生成類似人類大腦作出的判斷和創造出的信息內容。當下，人工智能在各行各業掀起應用熱潮，在建筑設計、環境設計、城市規劃、土木工程等專業已有應用。在古建筑保護方面，AI同樣也可以發揮其獨特優勢，輔助專業人員完成對古建筑的探損、修復等工作。

（二）人工智能在古建筑保護中的應用

當前基于人工智能對古建筑的保護一般先是通過測繪和全景式圖像數據進行數字化建模，也可以通過前沿的人工智能生成技術（AIGC）及擴展現實等技術生成其數字化模型，了解古建筑不同階段的變化并預測未來變化的趨勢，以提前做好相應的防范。同時，使用人工智能監測軟件對古建筑的結構、材料，環境濕度、溫度，以及建筑抗震性等進行實時監測，以及時掌握古建筑的動態數據，為對其的保護修繕提供強有力的技術支撐。

三、人工智能在商丘古城墻建筑保護及文旅發展中的應用

目前已有人工智能助力古建筑保護的案例，如清華大學建筑學院和聯想集團合作對山西應縣木塔進行數字模型的建立，可以預測性地對木塔進行修復保護。也有不少將人工智能和文旅發展相結合的研究。本章旨在探研在人工智能背景下，商丘古城墻與古建筑保護傳承及文旅發展的新實施路徑。

（一）人工智能在商丘古城墻及古建筑保護中的應用

1.建立3D“孿生”模型

建立古建筑的3D“孿生”模型，可以以數字化的形式永久性保存建筑的外觀、內部結構及細節等，不論古建筑日后發生什么程度的損壞，都可以通過數字模型了解其原貌并對其進行修復。因此，對商丘古城墻及古建筑建立3D“孿生”模型，十分必要。

首先需要對城墻、城門、角樓及古建筑等進行實地考察，對重要的位置進行測繪記錄，并使用無人機對古城墻及古建筑進行航拍，對重點的結構和隱藏的細節進行相機拍攝以獲取高清圖像。其次，基于圖像和3D激光掃描的數據，使用人工智能生成技術、空間計算等技術生成3D“孿生”模型。城墻和古建筑可能會由于修繕等情況產生一些變化，因此其數字孿生模型需要定期更新以保持準確性。

2.監測與預警

在要監測的城墻全段或某段區域及古建筑的木結構、墻體等重要位置選擇性地布置溫度、濕度、風荷載、振動、傾斜等傳感器，以對其進行實時的智能動態化監測，可以及時在本地設備上收到預警警報，繼而系統會生成解決方案。使用人工智能技術可以對城墻磚體以及古建筑的梁柱、墻體、材料等多項指標的變化做到及時的預警和防范，以便于開展維護修繕，進而更科學有效地保護城墻和古建筑。

3.動態數字化檔案

對城墻及古建筑的3D“孿生”模型和相關信息進行人工智能建檔，以創建全面、動態的數字化檔案。智能檔案管理系統可以對檔案進行高效管理、查詢和更新，系統可以自動標記新的發現，定期更新城墻和古建筑的狀態，并根據最新數據調整保護策略。

（二）人工智能助力商丘古城旅游開發

運用人工智能相關技術可以更好地助力商丘古城文旅發展，通過搭建智能平臺、增添智能設施和AI互動體驗項目等，可以有力地補全古城文旅現狀中的短板，豐富游客體驗，提升商丘古城知名度，進而推動地方經濟發展。

1.搭建智能平臺

建立古城旅游數據信息系統，將古城的歷史信息、景點分布、道路交通等全部數據導人系統的程序中，基于大數據等技術，游客可以通過手機上的古城旅游小程序或者App實時了解古城的動態旅游信息，例如了解某景點當前人數，以便游客判斷是否即時前往等。還可以通過在古城內設置一定數量的搭載該系統的機器人，為游客提供實時的數據信息，機器人可以給游客講述商丘古城的歷史故事，可以根據游客提供的興趣信息，為其推薦最佳游覽路線、美食和住宿等，還可以提供實時翻譯服務，幫助國外游客暢游古城等等。

2.AI互動體驗

商丘古城歷史文化厚重，有不少歷史人物及傳說故事。歷史人物有王亥、張巡、侯方域等，歷史故事有玄鳥生商、月老、桃花扇的故事等等。可設計歷史人物IP形象，開設劇場演繹歷史故事吸引游客，使游客在觀影的同時，加深對商丘歷史文化的了解。同時，還可以根據歷史人物故事設計相應的主題游線，或將場景設計在AI互動裝置中，使游客在游覽的過程中體驗虛擬的歷史場景，與古人對話。

四、結語

當下，人工智能技術在各個行業領域掀起應用熱潮，在這樣的背景下，人工智能同樣可以為商丘古城厚重歷史的延續提供科技助力。因此，本文探索研究將人工智能與商丘古城墻的保護相結合的路徑，去發掘更有利的保護方式，使城墻在新技術的實施下獲得更先進的保護修繕方案。同時，將AI技術與古城文化旅游的發展結合起來，打造新的文旅模式，將優秀的歷史文化傳承發揚下去，煥發古城新面貌，提升古城知名度，也促進商丘地區的經濟發展。

參考文獻：

[1]國務院辦公廳關于印發“十四五”文物保護和科技創新規劃的通知[EB/OL].[2025-04-15].https：//www.gov.cn/zhengce/con-tent/2021-11/08/content_5649764.htm.

[2]\"十四五\"文化和旅游發展規劃[EB/OL].[2025-04-15].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-06/03/5615106/files/f87189220b204462bfe23e2d27e871d3.pdf.

[3]商丘市2024年政府工作報告：全文[EB/OL].[2025-04-15].https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzAxMDk5NTI10A == amp;mid=2247527614amp;idgt; ：=1 amp;sn 4d222a248eeb2337f73afea7ba011355amp;chksm ? 9a8821483ceafc466dc00fd48b4484956504d07832f93dea0d185f4524103ac879b3dc12fa60amp;scene ：=27 ：

[4]孔曼.商丘古城墻[J].中原文物，2014（1）：126-128.

[5]毛志兵.從人工智能到智慧工地迎接建造方式的新變革[J]中國勘察設計，2017（8）：28-29.

[6]（代表委員心聲）市政協委員賈長城：加強商丘古城歷史建筑 保護與修[EB/OL].[2025-04-15].https：//baijiahao.baidu.com/s？id =1 823587245067847223amp;wfi spideramp;for

作者簡介：

姚灣灣，碩士，河南工業貿易職業學院助教。研究方向：建筑設計及理論。