Natural Disaster Risk Monitoring for Immovable Cultural Relics Based on Digital Twin

Natural disaster risk monitoring is an important task for disaster prevention and reduction.In the case of immovable cultural relics,however,the feedback mechanism,risk factors,monitoring logic,and monitoring indicators of natural disaster risk monitoring are complex.How to achieve intelligent perception and monitoring of natural disaster risk for immovable cultural relics has always been a focus and a challenge for researchers.Based on the analysis of the concepts and issues related to the natural disaster risk of immovable cultural relics,this paper proposes a framework for natural disaster risk monitoring for immovable cultural relics based on the digital twin.This framework focuses on risk monitoring,including the physical entities of natural disaster risk for immovable cultural relics,monitoring indicators,and virtual entity construction.A platform for monitoring the natural disaster risk of immovable cultural relics is proposed.Using the Puzhou Ancient City Site as a test bed,the proposed concept can be used for monitoring the natural disaster risk of immovable cultural relics at different scales.

Value Analysis of Immovable Cultural Relics from Landscape Perspective

This paper started by defining immovable cultural relics and landscape, and explicitly classified cultural relics under landscape. Then it analyzed the scientific value, artificial value, and historical value of cultural relics based on the angle of landscape. All these values had been changed and were indicated cultural value, aesthetic value and resource value as new values. The cultural value included identification with culture, inherited culture and educational value. The content of aesthetic value contained visual aesthetics and enjoyment. The resource value which was composed of the essence, space-time and scarcity, was revealed economic value, which was composed of environmental value and tourism value. In the following, the values of landscape and the new identified values of cultural relic were compared together to discover the connections between them. Finally, the new values of cultural relic were established under the angle of landscape which was composed of 4 degrees.

Vulnerability Assessment Method for Immovable Cultural Relics Based on Artificial Neural Networks—An Example of a Heavy Rainfall Event in Henan Province

Cultural relic conservation capability is an important issue in cultural relic conservation research,and it is critical to decrease the vulnerability of immovable cultural relics to rainfall hazards.Commonly used vulnerability assessment methods are subjective,are mostly applied to regional conditions,and cannot accurately assess the vulnerability of cultural relics.In addition,it is impossible to predict the future vulnerability of cultural relics.Therefore,this study proposed a machine learning-based vulnerability assessment method that not only can assess cultural relics individually but also predict the vulnerability of cultural relics under different rainfall hazard intensities.An extreme rainfall event in Henan Province in 2021 was selected as an example,with a survey report on the damage to cultural relics as a database.The results imply that the back propagation(BP)neural network-based method of assessing the vulnerability of immovable cultural relics is reliable,with an accuracy rate higher than 92%.Based on this model to predict the vulnerability of Zhengzhou City’s cultural relics,the vulnerability levels of cultural relics under different recurrence periods of heavy rainfall were obtained.Among them,the vulnerability of ancient sites is higher than those of other cultural relic types.The assessment model used in this study is suitable for predicting the vulnerability of immovable cultural relics to heavy rainfall hazards and can provide a technical means for cultural relic conservation studies.

地方标准《不可移动文物灾害防御指南》编制研究

由于自身的脆弱性,不可移动文物极易在自然灾害中遭受严重损失。开展文物防灾减灾研究日益成为当前学术界研究的热点问题,尤其是制定科学、合理、可操作性强的不可移动文物防灾减灾技术标准,更是对提升不可移动文物预防性保护技术水平具有重要的现实意义。为此,2023年北京市文物局和北京市市场监督管理局启动地方标准《不可移动文物灾害防御指南》的编制工作。在系统梳理我国文物防灾减灾工作经验基础上,充分分析北京市不可移动文物预防性保护的现实需求,从灾害防御基本内容、风险调查与评估、防御预案编制与实施、监测预警信息报送、宣传培训演练、灾害应急处置、应急物资储备、抢险救灾队伍建设和防御效果评价9个方面提出北京市不可移动文物灾害防御指南。标准的编制将有助于最大程度保障北京市文物安全,提升北京市文物预防性保护水平。

利益相关者视角下未定级不可移动文物保护机制研究——以将乐县南门头片区为例

近年来,我国对不可移动文物的保护力度逐渐加大,但是数量众多的未定级不可移动文物由于资金缺口较大、产权复杂等问题的存在,阻碍了其保护过程。文章以将乐县南门头片区存在的15处未定级不可移动文物为例,并基于利益相关者视角,分析未定级不可移动文物的保护与发展利用阶段各利益主体及利益群体之间的利益共识和利益冲突,探讨如何在保护阶段以及发展利用阶段平衡多方利益主体的利益,并提出协调机制。文章认为,资金问题是困扰未定级不可移动文物保护与发展利用的关键,而现阶段社会推行的“文化出行旅游”是探索解决该问题的重要契机。在旅游带动的背景下,打通保护与发展利用之间的资金壁垒,进而实现未定级不可移动文物的活化利用,有助于实现未定级不可移动文物的保护。

不可移动文物保护数字化及虚拟展示--以敦煌莫高窟96窟为例

文物数字化不仅可抢救性记录文物现状,而且还可实现文物资源由物质资源向数字资源的转化,为数字时代不可移动文物及其承载的文化信息走向公众,参与教育和价值观建构、走向世界参与文明互鉴奠定基础,通过对三维激光扫描和虚拟现实技术在不可移动文物保护数字化及虚拟展示方面的应用进行研究,并以敦煌莫高窟96窟为例,对形成的技术路线和方法的科学性、合理性,以及可操作性进行了验证。结果表明,研究成果可为其他不可移动文物保护数字化及虚拟展示提供参考和借鉴。

极端暴雨下不可移动文物脆弱性分析——以河南“7·20”暴雨为例

暴雨灾害往往会对不可移动文物造成极大破坏,对灾后文物的损毁情况进行分析研究,可为不可移动文物的预防性保护工作提供重要参考。通过对2021年河南“7.20”暴雨中188处不可移动文物灾后调查资料的整理统计,分析了受灾文物损毁情况的差异性特征,归纳不可移动文物在暴雨灾害中的损毁形式表现为暴雨冲刷、积水浸泡造成的缓慢侵蚀破坏和洪水冲击、泥石流破坏造成的急剧动力破坏形式。另外,选取过程降雨量来表征暴雨灾害的危险性强度,构建了基于Lognormal概率分布函数的受灾文物损失状态脆弱性曲线模型,分别从结构材料、建筑规模、保存状态三方面综合分析不可移动文物的脆弱性特征。研究结果表明,砖土结构文物相比于砖木、砖石结构文物的脆弱性更强,当降雨量超过100 mm时有较高概率发生严重破坏,砖木、砖石结构文物在降雨量超过340 mm时有较高概率发生严重破坏;建筑面积在100 m2以下文物的脆弱性最高,极端暴雨灾害更容易对其造成严重破坏;相同降雨量下保存状态越差,文物脆弱性越强,其中保存状态较差的文物在极低降雨量(≤25 mm)有较高概率发生严重破坏。

不可移动文物变形检测技术适宜性探讨

不可移动文物的结构及构件变形是评估其整体结构安全性的重要指标。不可移动文物的变形检测技术具有面向的结构类型各异、检测环境复杂且非接触要求高的显著特点。对于不同应用场景下,各种检测技术的正确选择是保证现场变形检测的实施可行性和结果可靠性的重要前提。针对不可移动文物变形检测实践中常见的检测技术包括线锤检测、全站仪检测、三维激光扫描仪检测、数字图像法、近景摄影测量和倾斜摄影测量等,对各类变形检测技术的具体应用情况、实施案例进行了阐述,并对各类检测技术的优缺点及适宜的应用场景进行对比,为不可移动文物变形检测的现场实施提供参考。

基于整体价值保护的城市文化遗产暴雨洪涝灾害风险评估——以武汉市主城区为例

城市文化遗产具有突出普遍价值,且不可再生,承载着城市独一无二的历史文化信息。受全球气候变化影响,暴雨洪涝等极端天气及其衍生灾害频发,对文物古迹等文化遗产造成破坏。研究以武汉市主城区为例,通过遗产整体价值评价和暴雨洪涝灾害风险评估两方面来构建评估模型,结合GIS空间分析技术,得到文化遗产风险图。结果表明,武汉市主城区文化遗产整体价值等级与灾害风险等级在空间上呈正相关,高价值-高风险区域集中分布在长江和汉江交汇口周边。评估模型的构建能够为相关部门制定遗产防灾减灾措施提供依据。

汉中两汉三国不可移动文物空间格局与旅游开发模式探析

汉中两汉三国不可移动文物是秦巴山区文化保护传承的重要内容和区域旅游业发展的核心资源.针对汉中两汉三国不可移动文物,基于地理学空间视角,借助GIS空间分析功能,运用最邻近指数、地理集中指数、核密度估计法研究其空间格局,探讨其旅游开发模式.结果表明,汉中两汉三国不可移动文物的空间格局与汉江、秦蜀古道呈强相关性;市域尺度的空间分布类型为集聚型,整体形成了以勉县、汉台区、城固县为核心的主密度圈和以南郑区、洋县、留坝县为核心的次密度圈,呈“内密-外疏”的空间格局;县域尺度的空间分布类型均为集聚型,但集聚化程度差异较大且空间异质性突出,层级性特征显著.基于汉中两汉三国不可移动文物的旅游开发现状,对具有文化关联性、空间格局规律性的汉中两汉三国不可移动文物,提出运用“国家文化公园”模式进行整体性旅游开发,构建多层级系统性的整体旅游开发空间格局策略.

不可移动文物保护区划设计刍议:范式理论与弹性理念合璧——以长沙市为例

一般不可移动文物是处于自然周期中的静态型遗产,保护区划设计实为国土空间规划背景下理据现实意义的预设与整合历史文化资源举措之一。以托马斯·库恩“范式”哲学理论思想为先导启发并结合具有可生长性的弹性理念作双控指导,对区划设计方法进行梳理和思辨。紧密结合长沙市300处市级及以上文物保护单位区划设计案例实证,建构了一种基于范式理论与弹性理念交融合璧的设计模式策略。通过理论—实践—哲思—调整—实践紧衔式向导引领,以刍议总结区划设计方案,为后续的文物建筑及历史街区保护区划设计提供相关经验与借鉴。

基于不可移动文物保护利用现状的探析--以江苏省无锡市实践为例

得天独厚的地理位置和优越的自然条件使得无锡一直占据着国内最发达地区的先机,孕育留存了数量多、分布广、种类全、价值突出的文物资源,成为璀璨文明的见证。该文运用文献分析法和实地调查法,从年代跨度、区域分布、形态种类、数量等级等方面研究分析无锡市不可移动文物的特点。结果表明:第一,在时空形态上,各级文保单位年代纵贯新石器时代至20世纪末,呈“大分散、小集中”的分布特征;第二,在类型特征上,主要以古建筑为主,且各类型的文保单位在不同历史时期具有鲜明的地域特色;第三,在保护利用上,文物得到基本修缮和合理利用。基于文物特征及保护现状,该文以问题为导向,提出了摸清文物底数、盘活文物资源、强化监督管理、突出文化标识等对策建议,为促进文化遗产可持续发展提供有益的参考。

中国不可移动文物保险发展研究

近年来中国不可移动文物风险事件频发,保险作为风险预防与补偿的有效机制对于不可移动文物保护具有重要价值。首先,基于传统可保性理论阐述了不可移动文物的可保性难题,在此基础上从理论依据和现实条件两个角度论证了不可移动文物的可保性,为中国不可移动文物保险提供理论前提。其次,从中国文物保护体制的制度惯性、文物保护领域中保险市场对政府的依赖关系、保险机制参与的相关法律制度不健全和不可移动文物的准公共属性等方面论证了中国发展不可移动文物保险应由政府主导的原因。最后,具体阐述了政府主导发展不可移动文物保险的路径:加强不可移动文物保险法律建设、加强政府政策性支持与制度性保障、积极探索政府主导的保险运行的新模式和政府主导推进不可移动文物风险预测与评估技术的发展。

古建筑数字化测绘技术研究与应用前景

在古建筑测绘领域中,建筑遗产传统测量已不能满足不可移动文物保护和数字化建设的需求。针对倾斜摄影测量技术中的数据获取和内业处理的关键技术,对古建筑数字化测绘过程中的数据获取方式、测绘策略和处理方法进行分析和总结,构建适用于古建筑数字化测绘的方法。使用多源影像融合策略为主、多匹配策略为辅的方法,实现古塔、古建筑、传统村落等不可移动文物的数字化测绘,得到空间结构完整、纹理信息清晰的数字化三维模型。利用倾斜摄影技术完成的数字化测绘可以低成本、高效率地收集保护地资料和测绘数据,完善档案资料,并拓展出不可移动文物资源大数据库建设、建筑信息模型辅助文物资源传承、文物实时动态监测、互联网数字博物馆建设、实景三维中国建设、建筑学科建设与改革等多视角的应用场景。

3D打印技术在龙门石窟金刚经洞修复中的应用

为了缓解龙门石窟金刚经洞因局部坍塌引起的水害、微生物等病害发育问题,利用3D打印技术对坍塌部位进行修复:修复部件以光敏树脂为打印材料,修复部件为空心结构以减轻荷载;对修复部件进行光场、温度场仿真设计,使洞窟内日光辐射强度降低至日光直射的50%~56%,窟内温度分布差值由6.6℃降低到1.9℃;修复部件采用S8801涂覆内外表面,S8801老化实验后主要性能保持率均大于90%,并采用玄武岩纤维与玻璃纤维增强修复部件内表面。经多次降雨后观察,龙门石窟金刚经洞由缺失导致的雨水倒勾等问题得到有效缓解。该工作为3D打印技术与不可移动石质文物修复工作结合奠定基础。

佛山市不可移动文物与非物质文化遗产分布特征及保护建议

佛山是广府文化和岭南文化的发源地,遗产资源丰富,但鲜有对其不可移动文物和非物质文化遗产进行特征分析与遗产资源整合的研究。运用GIS技术对佛山的413条市级及以上不可移动文物和131条市级及以上非物质文化遗产进行分析,结果表明:(1)佛山不可移动文物在结构类型上以古建筑为主,占比约66%,在分布特征上整体呈现“东密西疏、北稀南聚”聚集分布格局;(2)佛山非物质文化遗产在结构特征上传统技艺类型突出,传统戏剧资源匮乏,在分布特征上与不可移动文物相似;(3)佛山遗产资源丰富,不可移动文物较多分布在西江、北江沿岸,但没有较好整合。因此提出遗产廊道体系构建的保护建议,通过河流遗产廊道的形式跨区域协同保护与利用遗产。

面向不可移动文物的地震灾害风险评估——以福建省全国重点文物保护单位石窟寺及石刻为例

以福建省全国重点文物保护单位石窟寺及石刻为例,基于区域自然灾害系统理论,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及文物本体脆弱性3个方面,构建不可移动文物的地震灾害风险评估指标体系,结合对文物的实地调查,采用综合指数法、熵权法、专家打分法等计算得到福建省全国重点文物保护单位石窟寺及石刻的地震灾害风险值,并利用自然断裂法划分风险等级.结果表明:1)福建省地震灾害致灾因子危险性呈现南高北低的态势,较高危险性的地区占福建省总面积的1/3左右;2)福建省地震孕灾环境敏感性内陆地区较高,沿海地区较低,山地区域敏感性最高;3)福建省全国重点文物保护单位石窟寺及石刻中,有66%左右处于中等风险及以上,其中鼓山摩崖石刻脆弱性最高,需予以高度重视.

不可移动文物展示系统建设与应用

以信息化、智能化的方式管理、展示不可移动文物已成为文物管理领域及文化旅游领域向数字时代发展的重要方向,可实现不可移动文物物质资源向数字化资源的转化,使其成为可永续发掘转化利用的文化资源基础。介绍某地不可移动文物展示系统的建设背景、数据采集与处理方法、系统架构和逻辑结构、系统功能等,通过创建不可移动文物信息数据库及其相应的综合管理体系,实现不可移动文物的数字化管理。

面向价值保护的不可移动文物自然灾害应急路径规划算法模型研究

自然灾害中我国不可移动文物面临的安全形势极为严峻。在区域突发性自然灾害到来时,合理的应急规划和路径选择,是有效减少不可移动文物价值损失的必要手段。本文从灾害危害性、文物重要性和文物脆弱性三个维度进行研究,采用层次分析法构建面向价值保护的不可移动文物自然灾害应急路径规划算法模型。该方法的研究是基于1976年唐山大地震、2021年河南特大暴雨等自然灾害中不可移动文物损失情况调查和分析完成的,可通过历史灾害数据验证其科学性。该方法尝试填补我国不可移动文物应急管理工作理论研究的空白,为文物机构开展不可移动文物自然灾害应急管理工作提供技术支撑。

浅析县级人民政府在不可移动文物法律保护中的问题与对策

中国作为文物大国,在拥有大量的不可移动文物的同时,也因其保护成本较高,破坏行为复杂等原因存在许多不可移动文物法律保护方面的问题。在不可移动文物法律保护工作中,县级政府有着举足轻重的作用。其对不可移动文物保护工作的重视程度和支持力度直接影响当地不可移动文物法律保护工作的成功与否。因此,对县级政府在不可移动文物保护中存在的问题进行研究并提出相应对策,对完善不可移动文物法律保护具有重要意义。