浅谈数字化对文物保护的重要性

浅谈数字化对文物保护的重要性

池娟芳

上海建为历保科技股份有限公司

摘要:社会历史信息以及人类意识形态的传递通常作为文物管理与保护的主要目的。现阶段正处于互联网时代，受此影响使得文物保护以及管理理念得到升华，传统的文物保护模式已经被共享与服务模式所取代，使得现阶段文物管理水平得到有效提升，信息资源共享也得到了一定程度的提升。基于此，本文将数字化对文物保护的重要性作为研究内容，对数字图像修复技术、三维激光扫描技术和BIM技术在文物保护中的应用进行了解说，希望通过本次研究对日后该方面的研究提供借鉴。

关键词:文物保护；数字化建设；管理

2019年，作为世界文化遗产的南京下马坊遗址公园内的神烈山碑遭非法用没漆描红，碑上，原本烟灰色的“山”字被描成了红色，导致还要投入大量工作人员对文物本体进行专业的污迹清理工作。2021年，市重点文物保护单位广东佛山仁寿寺失火，隔着老远都能看到火光，仁寿寺上空更是浓烟滚滚，导致损失惨重。2022年，省重点文物保护单位福建武夷山千年古刹瑞岩寺突发大火导致整个宫庙的大部分建筑被烧毁。2022年，第六批全国重点文物保护单位 福建屏南的万安桥失火导致桥体烧毁坍塌……很多不可移文物特别是寺庙类，大都木质结构，可燃物多，间距严重不足、地势高，大部分位于山上，所以一旦燃起，从报警到火警赶到，基本也面目全非。文物是人们在社会活动中遗留下来的宝贵遗产，其不仅仅体现了历史文化，同时也具有较高的艺术和科学价值，保护文物势在必行。如何在文物本体出现危险信号时让相关部门第一时间得到通知，并让文物第一时间得到保护和抢救，是信息化工作的一大重点，通过对文物的数字化工作，可获得真实的三维点云数据和影像数据，依据点云处理技术、三维建模技术等制作出高精度三维模型文物的三维点云、高精度模型可以表现出真实三维尺寸，是文物保护分析和修复的第一步，三维扫描数据的获得，积累了文物最原始的精确尺寸数据，利用扫描点云数据及高精度三维模型精确测量文物任意位置的长度、面积等，并且可以全方位地了解文物形貌特征。可见，将数字化技术融入于文物保护中，不仅能让人们深刻感知道历史遗留下来的文化，而且还能扩大文物的知名度，这对于文物的保护工作以及将来的发展有着重要的意义。

1文物保护数字化的发展历程

自20世纪90年代开始，部分发达国家逐渐向着虚拟化方向发展，1994年，属可移动文物的大英博物馆通过构建的多媒体数据库以及后期的完善，使得人们能直接在网站中进行访问和资料查询，具体内容包括文字解析、文物图像等。上世纪90年代，北京故宫依据藏品照片，构建了数字化管理系统，目的是通过数字化技术来加工和收藏[1]。自21世纪开始，我国博物馆行业迈入了数字化时代，国内部分城市中的一级博物馆也相继构建了属于自身的网站，但自身构建的网站在升级方面和运行方面存在一定的欠缺，而且只能进行模式发展，无法达到数据库检索的需求。若应用B/S模式来进行网站布置，不但能更好的开发系统，同时还能提高运行速度，并且操作便捷，当前部分博物馆已经开始应用了此模式。

2  文物保护与管理数字化建设要点

2.1保护与管理的个性化服务

2.1.1文物保护基层工作者的个性化服务

文物可以进行数字化保护，从数据采集、三维建模，到建立文物数字孪生系统，建立起一整套保护与预警机制，提升文物数字化保护能力，并要结合科学保护文物的要求，对信息平台数字资源共享、上传以及合作等方面进行完善，并在文物保护过程中要分享与交流文物保护与管理的成果，能够使参观者充分了解文物具有规范化以及数字化的管理水平[2]。

2.1.2文物保护科技成果的个性化服务

“科研管理的使用功能”应作为文物保护与管理数字化平台过程中的重要内容，在信息平台中能够查询到多种信息动态，如文保动态、信息建立以及科学信息成果等内容，能够让文物保护相关人员了解当前文物保护科学的发展情况，从而使文物保护者的工作水平得到有效提升。

2.1.3文物主管部门的个性化服务

对于文物主管部门而言，在数字化建设过程中通常作为文物保护信息的责任方以及决策方，因此在其管理范围内应充分了解并掌握文物的基本信息，充分判断并分析数据，并对文物保护工作进行引导，只有如此才能够使文物保护与管理的数字化发展得到提升，实现文物保护与管理的可持续发展。为提高游客满意度，增强文物宣传效果，文物拟采用宣传动画与益智游戏制作方式，提升文物整体游客向数字化展示程度。

2.2保护与管理的精细化管理

2.2.1加强基础信息平台建设

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站在宏观角度出发，要规划好文物保护与管理工作细则，在进行信息交流过程中使得藏馆方与文物管理部门的管理更加协调，在办公过程中提倡数字化办公，使得文物保护与管理效率得到增强，进行平台建设时借鉴国际管理模式，使得文化遗产管理过程中管理意识能够达到统一。

2.3保护与管理的系统性机制

2.3.1建设模式的创新

对当前文物保护管理分散建设模式进行改革，将文物管理部门带头作用发挥到最大水平，实现国家级一省级一市级文物管理与保护科技平台，使得各个文保部门的联系符合系统性。从运作模式层面出发，将会员制方式加入到所有各级别文物机构中，文物保护标准要参考文物局的体系，加入到会员制的单位将分级管理模式应用到管理中，从而实现权限优化。

2.3.2系统架构的创新

在更新与维护文物保护单位平台过程中要依托云数据，将各单位馆藏数据特点及规模作为依据，后台云展开数据信息的个性化分析，对科技成果、文物保护设备、数据文献等内容进行整合与开发，并整合系统管理体系以及办公服务，使得在文物保护与管理发展过程中走向可持续发展道路。

3  数字化技术在文物保护中的运用

3.1数字图像修复在文物保护中的运用

古代文明是一项复杂和庞大的体系，并且历经了数千年的风雨，人们在日常生活中，会应用诸多材料来制作工具，其丰富程度是我们无法联想的。通过前人的制作，使得现阶段文化物质形态更具多样化，总而言之，各种物质材料历经了诸多朝代，并以多种形态遗留于当前时代，使得人们对物质的原有形态充满遐想。而计算机技术的迅猛发展，有效解决了这一问题，数字图像以数字入手，依据文物实际坏损情况进行处理[4]。就坏损程度不高的文物来说，可应用PDE模型算法，该法修复效率较高，且修复效果尤为显著；就坏损程度较高的文物来说，可应用样本图像修复算法，通常该法在修复完成后，会使文物更加自然。但对于一些无法考证的信息文物，不能根据自身判断来修复。比如，石质文物门牌上有一个圆柱，但恰巧这个有坏损，那么在实际修复期间，人们不能根据自身想法来判定，就算是运用计算机虚拟技术也是同样，应在实际修复期间，相关人员通过指令输入来进行坏损标记，更加精确的判定才能保证计算机修复技术的错误运行。虽然文物虚拟修复技术发展较晚，但其存在诸多优势，如风险低、修复效果佳、成本低等等，所以，受到了诸多人士的广泛应用。与此同时，该技术算法十分先进，对于一般存在的问题均能进行有效解决。整体来说，要想保证文物最终的修复效果，相关人员在进行修复时，不可依据自身想法进行判定，必须要将算法和指令相结合，然后在对坏损位置进行标记，只有这样才能获得更好的修复效果。

3.2三维激光扫描技术在文物保护中的运用

激光技术于20世纪首次诞生，该技术作为三维激光技术的雏形。随着激光技术发展速度的不断加快，各个行业与领域中都引入了该技术，如建筑领域、医学领域以及影视等领域，该技术当前已经被应用与各个领域中[5]。现阶段，我国综合水平达到了质的飞跃，文物数字化项目也被逐渐引入到我国各个文物保护机构中，在文物保护过程中也逐渐应用了该项目，如数字建模项目，该项目由故宫博物院与日本相关企业共同研发，该项目将三维图像技术以及VR技术加入其中，并对其进行结合，从而建立了较为全面系统的故宫建筑群数据信息库。再如秦始皇兵马俑博物在进入21世纪后，采用该技术将二号兵马俑坑为原型建立了三维模型，大大保障了大型文物遗址的数字化模型，为我国日后文物数字化保护得到相关借鉴。

3.3BIM技术在文物保护中的运用

一般情况下，文物保护工作在实际开展期间所运用的BIM技术可分为三个方面，即入相关属性信息、模型创建和信息采集等。针对信息采集，其可分为两个方面，即实体空间和历史文化，其中，前者指的是实际形状、建筑位置等，首先运用三维扫描技术构建的古代文物建筑表面点云数据信息，其次对这些信息进行处理，最后便能够获得精准的空间模型；后者指的是时代特点、建设背景和建设技术等，所以，相关工作人员在获取历史文化相关数据信息时复杂度较高，通常会运用诸多方式来实现，包括实地考量、查找相关文献资料等，不仅如此，工作人员还要全方面整理这些信息内容，这样才能获得相关信息。针对模型创建来说，主要是利用GIS和BIM等相关技术获取文物建筑内部构造和尺寸等相关信息内容,然后将重要参数信息录入其中，创建空间模型之后针对文物建筑需要的重要参数加以整理，生成相应数据信息库，以为技术人员针对文物建筑的保护提供方便。因为古代文物建筑模型中所含有的信息具有一定复杂性,所以实际录入的相关属性信息需要涉及众多方面[6]。具体录入文物建筑属性信息的过程中，系统会结合用户实际输入的相关信息内容针对古代文物建筑做出相应备注，同时因为录入系统的信息内容和此前保存的信息是同一个数据信息库,所以各相关信息之间会建立关联。换言之,针对文物建筑进行一处位置的修复，其他位置亦会自动进行对应的修复，对于文物保护具有十分重要的意义。

4结束语

文物，在当今社会的经济生活中起到较为重要的教育作用，同时也能够使传统文化得到传承与传播。社会价值与人文价值的保护作为文物保护的宗旨，在文物保护过程中能够使文物内涵传播得到促进。作为文物保护工作者来讲，要与时代发展所接轨，将最新的现代技术应用于管理中，从而使文物保护工作能够高效且顺利的开展。

参考文献

[1]桂沫.互联网时代博物馆文物管理中文物保护的创新性路径[J].参花(上),2021(02):73-74.

[2]唐兰林.南京六朝陵墓石刻的数字化保护技术应用研究[D].南京艺术学院,2019.

[3]廖鉴.新时代信息化技术在文物保护中的应用[J].风景名胜,2019(01):192.

[4]刘阳.新时代信息化技术在文物保护中的应用研究[J].明日风尚,2018(15):310-311.

[5]朱明敏.文物博物馆事业信息化建设现状及展望——以广州为例[J].中国港口,2016(S1):102-107.

[6]娄景莉.以文物保护意识为导向的文物陈列与保管[J].文物鉴

定与鉴赏.2018(03).