浅析长城文化遗产保护与利用的信息技术要点及方法

浅析长城文化遗产保护与利用的信息技术要点及方法

邹俊鹏 孙正廷

内蒙古遥感中心有限责任公司  010010

摘要：作为历史悠久、满载荣耀及回忆的象征，长城目前正面临着来自自然的风雨侵蚀和人为损害的严峻挑战。尽管相关文保部门对长城重点区域进行及时性的修缮工作和出台相对应的法律法规，继而延缓长城文化的消逝速度，对长城文化遗产整体全方位的持久有效性保护与使用仍然存在着巨大的压力。

关键词：长城文化遗产，保护与利用，信息技术

前言：长城被视为中华民族的骄傲与象征，它是中国目前保存规模最大的且广泛存在的文化遗址。长城周边各级地方政府都将其视作为文化遗产保护工作中的重要关键部分。近些年来，数字化技术已经成为文化遗产保护和传承的关键性手段，而对于长城的数字化保护和传承更是作为我们这一时代的责任感体现。

随着信息技术的高速发展，为文化遗产保护工作提高了新的契机。传统的长城文化遗产保护工作存在调查研究难、保护利用难等诸多问题，尤其是技术、地广、量大等角度。技术难点主要因为长城文化遗产发源地多在野外，很多先进的设备仪器无法正常工作，只能通过大规模人力进行实地调查。地广难点主要是因为长城作为世界第八大奇迹，仅仅在中国内部的分支就达十六个省份，不同的分布带来巨大的经济、文化和保护上的差异。量大难点主要是因为长城的分布不仅范围广，更是绵绵不绝。就以文旅部对长城文化遗产保护的首次调查为例，单张图片的数据量就快数十万张，调查形成的数据库总体量高达6TB[1]。如果加上持续更新照片，统计数量将会难以想象。

1.长城文化遗产现状

1.1长城文化的意义

开始修筑长城，要从秦始皇时期说起。这个伟大的工程便被视为农业与畜牧业之间联系的关键纽带，同时发挥着重要的作用作用于两者的关系发展和互相推动的过程中。长城的建造充分考虑了当地的自然资源地理条件，通过适用性和实用性的原则来选择材料来源——这体现了当时的中国人民对勤奋工作的执着追求、不怕困难、勇于挑战的态度，作为中国的荣耀体现且具有深远影响的中国古代文化遗产之一，长城展现出一种无惧艰难困苦而坚定前行的决心。这种态度不仅反映在人民的日常生活中，也是他们克服各种困境所展现出的勇气源泉。无论过去还是现在，人们都对其宏伟壮观感到赞叹不已，正是由于这段悠久的历史才铸成了这座雄浑长龙般的奇迹！同时，我们也应该认识到这条巨型防线对于保护国家安全稳定有着重要的作用。国内外专家无人不感叹其规模庞大的气势，也深深感受到其中体现出来的团结一致的国家意识（即“天下兴亡，匹夫有责”的责任担当）持之以恒，坚韧不拔的精神。长城是中华大地之上五十六个民族团结的关键象征之一，让各个民族如同石榴籽般紧密相连，始终在中华大地上团结统一。

1.2长城文化遗产的传承

长城文化遗产承载着我们中华民族的精神象征之一，从历史价值角度或者道德意义上来看都应被给予高度的重视。然而，通过对河北省张家口市的长城文化遗产普及程度调查研究报告中发现，当前长城文化仅为人们所熟知的一些诸如“坚韧、智慧”等类似中华民族精神的描述。即使小学课本中有介绍过对长城的相关文章，但当青少年正处在人生观与世界观塑造的关键时期，他们对待这种古老长城文化精神的理解仅仅只停留在理解层面，缺少了实际行动力。同时，在我国中小学生的日常生活中，了解并掌握长城文化遗产的相关知识机会较少，相关学校、宣传部门也未及时大力宣传长城文化，开展相关活动，进而导致越来越多年轻人追求所谓的“新鲜事物”，对中华文化的了解与认识越来越少。

在二十一世纪的新时代，新一代的青年彰显着自由、独立、开放的性格与思想，他们更加渴望去追求新鲜事物，与之相反的传统文化却坚持着过去的存在形式和传播方法。

因为传统价值观缺乏现代社会应有的特性，不能有效地激发中、小学生的热情并使其感兴趣，从而引发他们的反感和疏离情绪。历史上的长城被视为中华民族的标志，其重要性在于体现了中国的文化和精神。长城文化需结合新时代的“互联网+”技术理念，以推动促进长城文化精神传承[2]。

2.长城文化网站展示与传播中存在的问题

2.1长城文化网站的整体建设率较低，内容缺乏独特性

在此次研究调查的长城网络平台中，只发现了一个由长城博物馆创建的专属网站。而在15个省级文物行政管理部门，仅有6家拥有自己的独立网站，其中有3家设有专门的长城专栏板块，建站比例达到了40%。在全国范围内，共有十三家长城旅游网站，根据十五个省份(包括自治区和直辖市)的资源分布情况来看，每个地区都未超过一家这样的网站，因此可以看出整体上长城网站的总建成率偏低。从不同类型网站主体来对比，事业性网站占比较大，企业运营性网站占比重较少;五个类型的长城网站的主要地点位于北京市、河北省、辽宁省、陕西省、宁夏自治区，显示出明显的地域发展失衡问题。例如，关于长城旅行的网站的内容往往雷同，没有突出的个人特征，而且网站的类别繁多且信息量巨大。许多长城文化的网站并没有展示独特的个性。此外，并未发现影响力广阔并知名的门户网站，旅游文化和景点的描述也只是简单概述，缺乏深入性和深刻度。

2.2网站展示形式单一，静态展示为主

尽管长城文化网站以传统方式进行了信息传递，但在内容和表现手法方面却显得过于单调乏味，无法适应现代观众的需求。尤其是在网页设计上，它并没有充分利用动态元素，导致了用户互动参与度不高。此外，这些网站并未真正考虑到用户的使用习惯与感受，未能给他们带来一种沉浸式的体验感。在被研究的网络平台里，如八达岭长城网站、山海关长城网站等，它们虽提供了一些图像资料，但是由于缺乏震撼性的视觉效果，使得网站的信息传达效率大大降低。而对于长城旅游网站来说，它的技术应用仍然停留在传统的层面，还没有实现立体化的视觉感知及实际操作体验，这无疑对长城文化的推广造成了阻碍。另外，目前还缺乏一套有效的线上文化商品展览销售机制，从而影响到线下的文化产品的流通。

2.3长城文化价值的挖掘程度有待提高

独特的长城文化旅游体验源自于它深厚的内在涵义和重要性。为了进一步推广优秀的中华传统文化和长城精神，我国正在积极推动长城国家文化公园的发展。重点在于如何把长城文化融入现代元素，讲述好“长城故事”。同时，长城网络平台不仅负责信息的发布，还肩负着文化的宣传任务。根据我们的研究发现，目前大部分的长城网站主要还是集中在信息传播上的漏洞，比如在长城文化旅游的信息交流过程中，它的特殊精神和文化底蕴同样具有重要的影响力，但在这方面还有很大的提升空间，特别是对于长城非物质文化遗产的展示比例相对较低。

3.数字人文视域下长城文化数字化保护策略

3.1加强文化资源整合

长城文化数字化保护与动态化传承工作，以文化资源为核心，挖掘多元化文化的传承价值，充分发挥文化遗产的导向作用，为人们提供丰富的遗产文化内涵与数据资源，了解长城文化的变迁与发展。对长城文化的关键信息进行提取，保证检索信息的真实性，避免主观意识的融合，不断为用户提供思考空间，做好各个数据的内在联系，尊崇历史的发展沿革[3]。

3.2优化创新管理技术

打造长城文化管理新平台，开发新技术，应用数字化管理网络，提升公共服务的管理水平，使智能化管理走向人民群众，将散落的长城文化有机整合，建设文明网络空间、优化跨部门合作的重大工程。积极响应长城保护创新局面，彰显本土文化的传统魅力，传承中华民族文化精神，迎合个性群体的新需求，打造具有广泛影响力的数字长城文化品牌，增强受众的人文内涵，切实体会历史文化遗产。例如，可以根据数据资源共享，打造互动平台系统，接受人民群众反馈意见，保障历史文物的完整性，及时给予群众问题，通过群众实时监督，有效推进长城文化保护工作，对长城文化的旅游资源进行整合，做好数字化展示为旅客提供价值信息，构建文明网络空间[4]。

3.3遵循文化传承原则

自觉承担文化传承的数字化责任，以线上线下相融合的形式，打造数字化基础设施，实现数字化成果的全民共享，感受时代历史的缩影，以数字长城的形式，促进文化遗产保护，通过理论实践为其保护增添新屏障。依靠信息管理与数字化形式，通过数字和文字符号演绎历史文化，为长城文化遗产保护贡献新生动力，使读者和观众在线上感受文化资源，应用游戏数字技术，创设长城真实场景，搜集长城素材，还原真实环境，使用户获得交互体验。

3.4加快数字化人才培养

挖掘综合性人力资源，切实为长城文化数字化保护与动态化传承作出贡献，掌握数字化应用技术，秉承正确的长城文化价值理念，自觉传承中华传统文化，以现代化数字管理手段向人民群众传递长城文化。不断吸引数字人才应聘工作岗位，以智能化思维，提升文化保护传承的数字智能水平，创新人才培养模式，培养在岗人员的职业精神与专业能力，打造高素质人才队伍。

4.信息技术方法框架构建

4.1总体框架

利用长城文化遗产的知识和数字孪生技术，以五个具有代表性的长城文化遗产为基石，运用当前先进的信息科技工具，构建长城文化遗产保护与利用的信息技术方法框架[5]。这种新模式主要依赖的是现代化的科技工具对传统意义上的文化和自然景观资源的管理工作进行了创新式的改革。接下来，这个研究方法从全局的视角出发，针对不同地域、种类和建造时间的长城部分进行探讨。同时我们还通过深入的研究探索出了一种全新的思路——如何有效并且积极的使用这些现代化的高级设备去实现对于传统文化价值的高度重视及其可持续发展的目标追求。选取甘肃战国秦长城、陕西明代土长城、山西明代砖包土长城、北京明代砖石长城、内蒙古自治区明长城，共计五个典型区域的长城文化遗产作为典型案例，涉及不同朝代、建筑样式、保存状况的长城文化遗产，展现出长城文化遗产保护与利用的多样性与丰富性。

我们将整合总体数据并加以循证分析，不断优化成果，强化科学技术手段，搭建完整的配套应用框架。在长城文化遗产数据分析方向，从宏观整体与微观局部出发，使实体模型与语义信息相互关联，以便探寻适用于各种形态的长城文化遗产的数据收集、数据处理(建模及其解析)策略。为了实现多元化层次结构，首先需对现有的文献资源加以整理，然后借助多种来源的遥感技术、物联网设备、地理信息系统、卫星定位导航、等工具，形成以数据获取、模型创建、数量分析为核心的循证分析技巧体系。此外，我们在科学演绎层面也应该重视使用虚拟修补、展示应用的技术来推动长城文化遗产的科学传承：一方面要根据循证分析的结果，对已经受损或倒塌的长城文化遗址展开虚拟恢复研究;另一方面也要遵循中国的文化遗产保护“地域管理”原则，结合各地区的实际情况，寻找适应于各类形式的长城文化遗产的展出传播方式。

4.2循证分析

（1）长城文化遗产数据采集的技术方法探析。当前我国已经发展出多种形式的遗产数字化的数据获取技术手段如卫星卫片与遥感、无人机倾斜摄影测量技术、机载Lidar、三维激光扫描、近景摄影测量等，但这些数据采集技术针对不同类型材质、不同地形地貌特点的长城文化遗产实体及其相关组成部分，这些数据收集方式的适用程度仍需深入研究[6]。

 倾斜摄影测量在获取长城遗产数据项目中的具体工作外业图和内外业工作流程如图1、图2所示。

图1 无人机倾斜摄影外业设备照片

图2 无人机倾斜摄影测量技术工作流程图

（2）长城文化遗产建立模型的技术性探究。在本次研究中，我们使用RIGEL三维激光扫描仪、FARO等多种先进扫描设备，获取高精度毫米级数字模型，生成针对长城文化遗产的多种类型成果，如:正射影像图、三维倾斜模型、四维空间模型，进一步探究如何存储处理这种语言信息并对他们加以表述的方式。

利用高精度三维激光扫描技术对古长城遗址进行立体模型构建如图3所示。

图3 三维激光扫描仪工作外业场景

我们把实体模型与语义信息进行有效链接，这将是开展长城文化遗产定量分析与研究的重要技术途径[7]。尽管现有的项目已经给我们带来了宝贵的经验和教训，但本篇文章中所提出的创新策略旨在了解并分析多种建筑技艺，通过比较分析来找出最优解。我们将对各类型的、各个时代的、各种分辨率的、高低精度的技术手段进行全面比对和总结，同时注重实物模型系统与语义信息的协同工作，这是长久以来令我们困惑且未来建设需解决的关键问题。此外，模型建立的方法论与数据收集的方式紧密相连，因此内容的(1)和(2)必须同步研究。运用建模技术时，我们以长城文化遗产保护信息平台作为有效载体，用来存储长城的数字模型，对长城整体数据的分析和虚拟修复工作提供了帮助。最后，关于长城文化遗产的定量分析方法，其主要目标是从宏观到微观三个层次上深入理解长城文化遗产的构造、空间安排、时间特性及其与自然环境的关系等方面。然后，我们要继续探讨这些元素的变化趋势和衰退原因，从而更有效地推进保护和使用的工作。

5.结束语：

总而言之，在今天全球范围内的文化遗产保护领域各个国家互动日益密切，展现出世界文化遗产的核心价值观和保护其真实性和完整性的理念对于中国的世界文化遗产保护活动具有重大意义。在互联网快速发展的背景下，大众媒介的角色从线下逐渐转变为线上传播，不仅展现出了中华民族的自豪感和长城文化独有的内在精神，也让我们从线上做起，讲好长城故事，赓续长城精神、生生不息。

参考文献:

[1]卜琳.中国文化遗产展示体系研究[D].西安:西北大学，2012.[2]韩单.史前聚落遗址展示研究[D].西安:西北大学，2019.

[2]张智,党安荣,侯妙乐等.长城文化遗产保护与利用的信息技术方法框架构建[J].遥感学报,2021,25(12):2339-2350.

[3]刘梦. 辽宁省明长城文化遗产保护与利用策略研究[D].哈尔滨工业大学,2021.DOI:10.27061/d.cnki.ghgdu.2021.006348.

[4]本报讯.长城国家文化公园官方网站上线[N].中国旅游报，2020-12-31(2).

[5]李晨博. 甘肃永登境内明长城遗址调查与研究[D].西北师范大学,2021.DOI:10.27410/d.cnki.gxbfu.2021.000148.

[6]徐凌玉,李严,杨慧.明长城防御工事保护与修复方法探讨——以河北徐流口长城为例[J].建筑学报,2019(S1):188-193.

[7]周小棣,沈旸,常军富.长城的建造技术特征与建造信息保护——以明长城大同镇段为例[J].建筑学报,2011(S2):57-61.