聚焦物质文化遗产数字化,可为绍兴古城保护利用解决三个痛点:一是古城保护“家底”不清。目前,古城内基础现状数据资源的掌握仍不完整,存在数据媒介缺失,数据准确度不高等问题,难以精准地开展古城保护利用。二是修缮恢复“蓝本”缺乏。绍兴古城内台门、历史建筑等保护对象以砖木结构为主,部分历史遗迹没有完整的建筑营造资料,一旦发生建筑坍塌、火灾等重大安全事故将造成不可逆转的损失。三是建设项目风貌管控手段不够全面。当前项目在规划选址、方案比对、方案审核过程中多角度、全局视野的直观效果呈现比较缺乏,整体风貌和古城肌理协调度不高,容易影响文化遗产的风貌。
面对以上困境,可以利用数字技术,建立古城资源数据库,留下古建现状全息记录,实现信息融合分析、规划决策辅助等功能,为古建修缮提供数据支撑,精准高效赋能城市更新和文化遗产保护。
实践技术框架
数据集成与动态管控:构建古城保护全要素资源中枢,摸清古城底数。构建畅通的信息流转载体和机制,高度集成市区两级、各部门的业务数据。通过统一存储、归集、处理、分析信息,实现资源的统一调度和动态管控。此外,梳理各方权责和业务管理需求,整合标准化的工作流程,实现信息总控和精细化管理。
跨部门协同治理:打造古城信息共享与联动管理平台。建立信息共享和高效协同的机制,制定标准化的数据接口、数据格式和模型类型。通过打通数据交互的壁垒,基于角色的用户权限控制,实现一个平台上多个板块的联动管理,从而促进古城保护利用信息管理系统的协同调度和运营。
三维扫描:BIM+GIS赋能物质文化遗产数字化保护。利用BIM+GIS的三维可视化特点,采用无人机遥感技术,实现全区域定期更新、重点区块月度织补更新,打造古城三维实景地图;精准全面构建数字化矢量模型,对重要的文保单位和历史建筑进行激光点云扫描,对历史建筑开展高精度测绘建档,实现实景三维建模,真实还原古城格局、肌理和风貌,为保护古城风貌肌理和传承历史文化等提供数字支撑。在此基础上叠加应用,以数字化赋能政府决策。
实施路径
资源展示实景一张图。对接市、区部门,归集古城内各类关联属性数据,并以图层叠加的理念,形成多种资源图层,形成古城数字孪生底座。通过对古城资源、古城规划、古城风貌、辅助决策、项目研究等专题图展示与表达,对数据资源进行分类与整合,实现古城各类数据资源在“一张图”中的可视化展示,打通古城地理、历史文化、规划设计、保护名录、地名等信息的全业务、全要素管理,摸清古城底数,实现对古城风貌肌理的全息记录。
开展精细化扫描。采用无人机扫描、SLAM智能扫描机器人等新一代测绘地理信息装备,对重要的文保单位和历史建筑,如台门、历史建筑、名人故居、古桥等保护对象资源进行全息三维扫描,构建数字化矢量模型(精度厘米级),开展激光点云扫描(精度毫米级),建设保护对象高精度数字化模型,实现古城数字存档,并利用VR技术提供全新的古城虚拟游览体验。
规划辅助决策应用。在项目谋划决策时,利用“数字孪生”底图及各类数据集成,划出物质文化遗产保护范围和建控地带,结合建筑产权数据进行地块前期研判,通过将建设项目方案模型植入三维实景底图,从建控地带、空间视廊分析、周边建筑协调等方面进行全方位对比分析,动态比选建设项目是否符合古城风貌管控要求。
数据资源中心。提供资源大盘展示、资源目录展示、监控巡查、统计分析、目录管理、资源管理、数据源管理等功能,方便用户快捷浏览所需资源,实现对古城数字化模型、基础地理、保护对象、利用资源、规划专题、经济、古城项目、古城产业信息等数据的统一管理、发布、监控和服务共享。
创新突破
多模态数据高效采集建模。古城测区地物复杂、人流量大,利用无人机倾斜摄影测量、SLAM激光扫描、多镜头数字航摄仪、手持式和地面架站式三维激光雷达扫描仪获取多源数据,通过共享特征迁移提取跨模态特征,以最大程度地捕捉多模态数据的多样性,实现倾斜摄影、激光点云、数字正射影像图、数字表面模型、数字高程模型、白模等室内外一体化多类型数据的快速、高效采集。
时空语义信息关联解析。古城建筑类型多样、存在遮挡,采用深度学习算法自动提取、精化建筑图斑,剔除基地轮廓的突出结构,强化实体语义信息内容。基于先验知识和多尺度约束构网精准捕捉数据细节、修复结构,构建跨模态时空大模型进行空间关联性分析,实现不同精度级别、不同复杂度数据的关联解析、结构修复和完整建模。
海量实景三维数据智能化管理。基于PopCity3D引擎快速搭建地理场景和实景三维管理平台,创新多源异构数据多尺度融合技术,建立快速高效的三维模型动态更新机制,实现高复杂性多源海量实景三维数据的标准化管理。综合使用多维索引模型和视觉机制技术,显著提升三维场景的渲染效率与视觉真实感,打造清晰逼真的可视化展示系统。
可推广经验
“规范化”的古城数字底座。通过建立《绍兴古城保护利用信息管理系统数据规范》,出台《绍兴古城保护利用数字管理平台共建共享实施方案》等机制,推动古城业务数据的标准化、规范性建设。打破体制壁垒,统筹协调市、区各级各部门,改变了原先“九龙治水”“各自为政”的局面。古城数字孪生底座的形成,实景三维底图和业务数据的动态更新,是对古城全空间、全要素的动态记录和展示,有效助力古城物质文化遗产保护数字化、治理高效化,是数字政府、数字经济重要的战略性资源和生产性要素。
“全闭环”的古城保护流程。依托数字孪生数据底座,建立“监测、预警、处置、评价”保护利用模式,实现古城保护全过程多场景仿真模拟。建立古城资源“一个库”、规划研究“一张图”,实现项目决策、文物监管等从“经验决策”向“大数据决策”转变。
实践效果
底图与数据动态更新。定期更新古城全域三维实景底图,对重点区块进行月度织补更新,实景三维底图动态更新。目前已收录古城内文保单位(点)、历史建筑、传统民居等13类传统资源、30余类公共配套资源图层,归集14787幢房屋影像及基本属性,精细化扫描重点文保单位99处、历史文化街区街巷30.88公里,历史建筑测绘建档55处等。
规划辅助决策。以“在虚拟世界仿真,在物理世界执行”理念,通过重塑业务流程,实现资源多元展示、信息融合分析、规划决策辅助、实时监督管控等功能,精准高效赋能城市更新、管理,助力政府决策更科学。目前已辅助重大项目19个,涉及面积30余万平方米。
取得荣誉。该系统荣获2022世界智慧城市大奖·中国区复苏创新大奖、2020年度地理信息产业优秀工程银奖、地理信息科技进步奖,被评为浙江省“观星台”优秀应用等,入选浙江省数字化改革特色应用成果、省域空间治理数字化平台“最优场景”及省建设厅2023年度城乡历史文化保护与传承示范案例,获省数字文化第一批优秀应用等,被住房和城乡建设部推荐为典型案例,参加第五届数字中国建设峰会,参加全国城乡历史文化保护传承高峰论坛,入选自然资源部、国家数据局典型案例,受邀在2025年世界互联网大会文化遗产数字化论坛展览展示。
未来前景及工作计划
进一步夯实数据底座。一方面,完善古城传统资源录入数据更新要求及标准,不断新增或接入各类数据,持续对古城变迁进行实景记录,形成古城数据资源库,并保持数据更新;另一方面,做好数据清洗、加工、编目、归集工作,将可共享的数据共享给有需要的部门,提高数据利用率。
进一步做好系统运维。充分发挥数字孪生底座优势,基于各部门相关数据,结合配套物联网设备,做好系统运维工作,持续扩大应用实用成果。
(作者单位:绍兴市历史文化名城保护服务中心)



