空天地一体化守护文化遗产
——浙江嵊州不可移动文物空间信息化建设

来源:中国文物报
作者:王鑫君 何情达

当前,我国城镇化进程持续加快,城乡建设空间不断拓展,自然环境动态演变,长期风化、人为扰动等多重因素叠加,大量不可移动文物面临病害加剧、监测滞后、边界模糊、管护难度加大等现实挑战。长期以来,基层文物保护普遍沿用“田野调查+纸质档案+人工巡查”的传统模式,存在信息记录粗放、数据更新不及时、空间定位精度不足、动态监测难以落地、跨部门协同效率低、活化利用手段单一等短板,无法更好适应新时代文物保护利用改革与高质量发展要求。

数字赋能:

科技重构文物保护新范式

以空间信息技术、三维重建、人工智能为代表的数字技术,正以颠覆性力量重塑文化遗产保护理念、方法与工作体系。通过空天地一体化技术构建文物高精度数字档案与“数字孪生体”,能够永久留存文物结构、形制、材质、环境等“基因密码”,为病害诊断、风险预警、精准修缮、科学划界、公众传播提供全维度、可回溯、可分析的数据支撑,推动文物保护从“被动抢救”向“主动预防”、从“经验判断”向“数据驱动”、从“分散管理”向“协同治理”转型。新修订文物保护法明确鼓励开展文物数字化采集、保护与展示利用;国家“十五五”规划纲要对文化遗产保护传承作出系统部署,强调推动文化遗产系统性保护和统一监管,推进管理资源整合,明确提出建设国家文物资源大数据库、强化文物科技创新与数字赋能,为文物数字化保护与高质量发展指明方向。在国家战略与法律政策双重指引下,浙江省嵊州市全面推进不可移动文物空间信息化建设,探索出一条县域层面可复制、可推广、可长效的文物数字化保护新路径。

统筹实施:

构建“全面—重点—基本”三级空间信息化体系

嵊州市文物资源类型丰富、分布广泛,涵盖古遗址、古墓葬、古建筑、石刻、近现代重要史迹及代表性建筑等多个类别。为实现数字化采集全覆盖、保重点、提效率、可持续,嵊州市以市域不可移动文物为对象,系统构建“全面—重点—基本”三级空间信息化体系,形成分层分类、精准施策、梯度推进的工作格局。

“全面”级聚焦价值突出、结构复杂、保护要求高的文物,选取8处不同类型文保单位作为示范,采用空天地一体化、室内外一体化技术路线,同步构建高精度实景三维模型与三维激光点云模型,形成精细的文物数字档案。“重点”级覆盖国保、省保及部分市保单位,以室外实景三维建模为基础,同步开展室内外三维激光扫描,记录文物本体形态、结构与周边环境关系,满足高等级保护管理需求。“基本”级采集覆盖市域内其余不可移动文物,统一建设室外实景三维模型,确保文物信息可定位、可查询、可监管,实现数字化“不漏一处、应建尽建”。三级体系兼顾高等级文物精细化存档与全域文物标准化覆盖,为数字档案建设、动态管理、部门共享与活化利用奠定坚实基础。

空间信息化技术是本次工作的核心支撑。嵊州市集全景影像、贴近摄影测量、三维激光扫描、多光谱等先进手段,形成“天空地协同、室内外一体、点面域结合”的数字化采集技术体系,有效提升文物数字档案的精度、完整性与实用性。

全景影像:

打造云端漫游,赋能公众传播

嵊州市运用360°全景影像技术,实现全市文物保护单位全覆盖,共采集1519张全景图,全景成果已全面上线并向公众开放。

全景影像具有沉浸式、交互式、轻量化的传播优势,能够突破空间限制,让公众足不出户即可直观感受文物的历史价值与艺术魅力。当前,嵊州正以历史时空轴线串联全市文保单位,打造“嵊境云览・时空轴里瞰胜迹”云端全景漫游系统,将数字档案转化为可体验、可传播、可教育的公共文化产品,推动文化遗产真正走进大众、服务大众。

摄影测量:

精准建模,支撑“两划”科学优化

贴近摄影测量是嵊州空间信息化的核心技术手段。大范围低高差区域采用小型行业级无人机智能摇摆摄影;大高差山地地形采用无人机智能仿地飞行;小范围常规场景采用微型无人机精细化采集。外业数据经质检、空中三角解算、全自动密集匹配、不规则三角网构建、纹理自动映射,生成国家大地坐标系的高精度实景三维模型。

目前,嵊州已完成1109处不可移动文物外业采集与内业建模,并将模型接入地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)平台开展空间管理与分析。一是精准绘制文物本体边界,有效解决传统测量中遮挡、难抵达、无信号、定位不准等痛点,大幅提升空间矢量数据精度。二是科学校核与优化“两划”,将保护范围与建设控制地带界线叠加三维模型,形成“三维校核—问题标注—方案生成”闭环路径,破解点状、线状文物定位不准、地形图时效性不足、边界划分不精细等问题。目前已完成省级及以上文保单位“两划”合规性校核与精细化调整,显著提升了保护规划的科学性、精准性与可执行性。

激光扫描:

毫米级精度,构建精细数字档案

三维激光扫描具备高精度、高效率、非接触等优势,嵊州市组合运用架站式、机载、背包移动式三类设备,实现复杂场景全覆盖采集。架站式扫描测距精度达±1毫米,以城隍庙及溪山第一楼为例,扫描120站,原始数据32GB,点云配准误差仅1.5毫米,完整留存建筑结构、构件细节、雕刻纹饰等微尺度信息。机载激光雷达支持厘米级定位,可穿透植被获取林下与遗址信息,适用于小黄山遗址、高山流水古道等大范围线性文物。移动式激光雷达精度达5厘米,擅长狭长区域连续采集,有效弥补空中采集短板。多模式激光扫描协同作业,为文物建立毫米级“数字基因库”。

多光谱技术:

特色应用,守护特殊文化遗产

针对古香榧种植园这一省级文保单位的生态特殊性,嵊州创新采用激光雷达+多光谱无人机组合方案。通过激光点云单木分割提取香榧数量、树高、冠幅等参数;利用多光谱影像捕捉多波段反射信息,精准诊断树木健康状况、病虫害风险与生长趋势,如同为文保单位开展“计算机断层扫描(CT)式体检”,为文物本体与生态环境协同保护提供科学依据。

建设成效:

数字赋能文保提质增效,样板效应凸显

嵊州市以空天地一体化技术为支撑,全面建成市域不可移动文物空间信息化体系,在数据质量、管理效能、保护决策、公共服务等方面实现系统性提升。一是数据精度全面升级,从传统纸质记录转向毫米级/厘米级高精度数字存档,信息完整度、空间准确性显著提升。二是保护管理更加科学,依托三维模型与GIS平台实现本体边界精准落图、“两划”科学优化、病害动态可测,推动管护从粗放走向精细。三是部门协同更加高效,数字档案可跨层级、跨部门共享,为多部门协同监管提供统一底图。四是活化利用更加丰富,全景漫游、三维展示、云端传播让文物“活起来”,提升公共文化服务能力与社会影响力。

2025年5月,嵊州市文物保护中心受邀在大疆“贴近摄影测量守护文化遗产”公开课作专题分享,嵊州“科技+文保”数字化模式获得全国同行认可,成为县域文物数字化保护的典型样板。

未来展望:

迈向全生命周期数字守护,持续深化创新实践

站在文物保护利用新起点,嵊州市将持续深化数字赋能,推动文物空间信息化从“静态建库”向“动态管理、全生命周期守护”升级。一是深化数据融合应用,推动文物实景三维模型与自然资源三维立体“一张图”结合,构建全市统一文物资源数字底座。二是健全技术支撑体系,构建集数据采集、更新、分析、预警、应用于一体的文物全生命周期数字化技术体系。三是拓展活化利用场景,持续优化“嵊境云览・时空轴里瞰胜迹”数字平台,推动数字档案与文旅融合、研学教育、文创开发、乡村振兴深度结合,让文化遗产在数字时代焕发新生。

文物数字化是时代赋予的使命,更是文脉传承的创新实践。嵊州市将以空天地一体化技术为翼,以高质量数字档案为基,坚守保护底线、激活利用价值,让不可移动文物真正“留得住、传得远、用得好”,为全国县域文物数字化保护提供嵊州经验。

(作者单位:嵊州市文物保护中心 浙江风土工程设计有限公司)

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