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.

Sanxingdui Cultural Relics Recognition Algorithm Based on Hyperspectral Multi-Network Fusion

Sanxingdui cultural relics are the precious cultural heritage of humanity with high values of history,science,culture,art and research.However,mainstream analytical methods are contacting and detrimental,which is unfavorable to the protection of cultural relics.This paper improves the accuracy of the extraction,location,and analysis of artifacts using hyperspectral methods.To improve the accuracy of cultural relic mining,positioning,and analysis,the segmentation algorithm of Sanxingdui cultural relics based on the spatial spectrum integrated network is proposed with the support of hyperspectral techniques.Firstly,region stitching algorithm based on the relative position of hyper spectrally collected data is proposed to improve stitching efficiency.Secondly,given the prominence of traditional HRNet(High-Resolution Net)models in high-resolution data processing,the spatial attention mechanism is put forward to obtain spatial dimension information.Thirdly,in view of the prominence of 3D networks in spectral information acquisition,the pyramid 3D residual network model is proposed to obtain internal spectral dimensional information.Fourthly,four kinds of fusion methods at the level of data and decision are presented to achieve cultural relic labeling.As shown by the experiment results,the proposed network adopts an integrated method of data-level and decision-level,which achieves the optimal average accuracy of identification 0.84,realizes shallow coverage of cultural relics labeling,and effectively supports the mining and protection of cultural relics.

Automatic Extraction Method of 3D Feature Guidelines for Complex Cultural Relic Surfaces Based on Point Cloud

Cultural relics line graphic serves as a crucial form of traditional artifact information documentation,which is a simple and intuitive product with low cost of displaying compared with 3D models.Dimensionality reduction is undoubtedly necessary for line drawings.However,most existing methods for artifact drawing rely on the principles of orthographic projection that always cannot avoid angle occlusion and data overlapping while the surface of cultural relics is complex.Therefore,conformal mapping was introduced as a dimensionality reduction way to compensate for the limitation of orthographic projection.Based on the given criteria for assessing surface complexity,this paper proposed a three-dimensional feature guideline extraction method for complex cultural relic surfaces.A 2D and 3D combined factor that measured the importance of points on describing surface features,vertex weight,was designed.Then the selection threshold for feature guideline extraction was determined based on the differences between vertex weight and shape index distributions.The feasibility and stability were verified through experiments conducted on real cultural relic surface data.Results demonstrated the ability of the method to address the challenges associated with the automatic generation of line drawings for complex surfaces.The extraction method and the obtained results will be useful for line graphic drawing,displaying and propaganda of cultural relics.

笔谈:数字化为文明赋彩——文物和文化遗产数字技术应用现状与实践路径

数字技术在文化遗产领域的应用已从最初的信息储存和传输,发展到数据处理分析,进而进化到今天的自动化和智能化处理与展示,在文化遗产研究、记录、保护、利用等方面起到了至关重要的作用。当前,我国基本形成覆盖文物保护工作全链条的数字化解决方案,并不断创新核心技术与设备,形成通用技术与国际并驾齐驱、特色技术引领国际潮流的发展趋势。数字技术在考古遗址三维空间信息的获取、分析、模拟、研究和展示等全过程中发挥着重要作用,为古代遗址与自然环境之间的人地关系等研究开辟了新的途径。新一代测绘技术,可实现对建成遗产三维数字形式的记录与保存,在精度、纹理、展示分析、交互以及文物古建的数字修复等方面具有不可替代的价值。通过“空间历史大数据”途径,可以打破过往人文学科与空间操作之间的知识鸿沟与技术壁垒,促进文化遗产以体系化技术操作实现“公众化”,通过文化空间实践达成未来城乡高质量发展和历史人文知识存续之间的良性互动。数字化实践在非物质文化遗产保护中的应用范围在不断扩大,已然从保存、宣传扩展到传承、振兴的层面。从全球视野审视数字化这一新兴领域的发展历程和前沿动态,文化遗产数字化面临着建立更完善的数据资源等挑战。

The Cultural Relics Exhibition Series of the Joint Exhibition of Asian Civilizations

The Joint Exhibition of Asian Civilizations is an exhibition activity during the Conference on Dialogue of Asian Civilizations, which includes the Art Exhibition and the Cultural Relics Exhibition Series. From May 13 to August 11,2019, the Cultural Relics Exhibition,"the Splendor of Asia 一 an Exhibition of Asian Civilizations", is opened at National Museum of China. Those exhibited are 45 1 cultural relics from 47 Asian countries and another 2 countries with ancient civilizations, i.e., Greece and Egypt. Among them were 1 09 Chinese relics, including Bronze Statue of Yi, Changxin Palace Lamp and other national treasures.

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.

三星堆古蜀文化遗址博物馆大型螺旋坡道结构设计与分析

三星堆古蜀文化遗址博物馆中庭的螺旋坡道采用钢箱梁结构体系,最大半径28.7m,水平投影长度118.5m。介绍了大型螺旋坡道结构体系选型和边界条件的对比过程,采用通用计算软件MIDAS Gen建立多尺度整体模型考虑螺旋坡道和主体结构的相互作用,通过静力分析和反应谱分析考察螺旋坡道在不同荷载作用下的承载能力和变形,并采用有限元软件ANSYS建立分析模型进行连续倒塌分析。结果表明,螺旋坡道采用钢箱梁结构具有较好的整体刚度,静力荷载和地震作用下坡道的应力和变形均满足规范要求,并具有较好的抗连续倒塌能力。

三星堆古蜀文化遗址博物馆大型螺旋坡道结构减震设计与舒适度分析

三星堆古蜀文化遗址博物馆中庭的螺旋坡道采用钢箱梁结构体系,其最大半径为28.7m,水平投影长度为118.5m,宽度为4.5~14.5m。介绍了螺旋坡道结构减震(振)设计过程,通过设置黏滞阻尼器和调谐质量阻尼器减小坡道在地震作用和人行激励作用下的结构响应,采用MIDAS Gen和ANSYS软件建立多尺度整体模型考虑螺旋坡道和主体结构的相互作用,进行了地震作用时程分析和人行激励舒适度分析。结果表明,各水准地震下黏滞阻尼器对螺旋坡道水平加速度减震效率约为45%~50%,水平位移的减震效率约为55%~70%。设置调谐质量阻尼器对螺旋坡道竖向振动加速度减振效率约为55%~60%,有效减小了坡道在人行激励作用下的结构响应。

Listen to Stories of the Silk Road from Cultural Relics in Thirteen Countries Sharing a Common Future-Exhibition of Treasures from National Museums along the Silk Road

April 11 to July 14, 2019,"Sharing a Common Future 一 Exhibition of Treasures from National Museums along the Silk Road" was held at National Museum of China. The thirteen national-level museums participated in the event and exhibited 234 cultural relics.

基于数据驱动的文物环境风险状态评估方法研究

在博物馆文物保护中,对环境风险监测和风险变量的及时定位有重要意义。然而,由于各个文物展馆的差异性,很难将某一展馆的环境风险划分标准应用于其他展馆,甚至无法应用到同一展馆的不同类型文物。除此之外,当风险出现时,博物馆无法及时锁定影响因素,延长了风险排除所需的时间。因此,结合上海博物馆江南文化艺术临展的连续监测数据,提出了一种针对纸质文物的环境风险状态评估二级监测框架,并按需求划分为“优、良、中、差”四个等级进行风险监测。首先,使用“优”数据集建立主成分分析(principal component analysis,PCA)模型并构建控制限用以挑选“优”数据,“差”数据集通过已有的PCA模型得到判断“差”等级的控制限;然后,使用“非优非差”数据集建立ReliefF-PCA模型并得到“良”“中”等级划分的控制限;最后,对应PCA模型和ReliefF-PCA模型分别使用贡献图和基于ReliefF算法计算权值的加权贡献图,以此量化风险,初步定位对环境指标存在影响的风险变量。通过两个评价模型构建的监测框架,为文物保存环境质量的评估和后续馆藏环境调控提供了一种更为科学的方案,有助于提高整个文物保护系统的效率。

基于改进Yolov5s的增强现实文物识别方法

将增强现实技术应用于数字博物馆的文物展览,有助于拉近参观者与文物的距离,使展览更具趣味性。针对增强现实技术在文物展览应用场景中,增强现实设备采集的文物目标图像背景复杂、文物形状纹理丰富而导致的误检、识别准确率低的问题,提出一种基于改进的Yolov5s的文物识别方法。在Yolov5s网络结构中的骨干网络与颈部网络之间引入了CBAM注意力机制,并在骨干网络中的Bottleneck模块中,使用多头注意力机制替换普通卷积,有效捕获局部信息,降低了无用信息的干扰。为了提高识别网络对于目标文物的边界框定位精度,采用DIoU-NMS方法挑选最优的目标识别框作为最终的预测框。实验结果表明,该方法提高了文物的平均识别精度,比原模型更适用于AR应用文物的目标识别。

考虑非结构构件的木结构古建筑抗震性能研究综述

木结构古建筑是我国文物建筑的主体,它以木材为主要承重构件,具有深厚的历史文化价值。本文根据已有研究,从结构试验、数值模拟、抗震性能评估方法 3个方面,总结了含有隔墙、隔扇、雀替等非结构构件的古木建筑抗震性能研究现状。研究表明,非结构构件可以限制榫卯节点拔榫,改善节点受力,不同程度提高结构的强度、刚度和耗能能力,降低了结构在地震作用下坍塌的概率。最后结合我国木结构古建筑的研究现状以及与其他国家的研究差异,给出了未来木结构古建筑抗震性能的可能研究方向。

森林环境文物建筑集中区域灭火救援能力评估

针对森林环境文物建筑集中区域环境复杂,难以准确评估区域灭火救援能力等问题,基于层次分析法(AHP),提出耦合森林因素的单体文物建筑灭火救援能力评估方法,涵盖建筑材料、森林防火隔离带、消防水源等19个二级指标;在单体评估基础上,从区域视角建立一种基于变权法的森林环境文物建筑集中区域灭火救援能力评估模型;并引入惩罚占主导的混合型变权函数,设置评价策略,确定惩罚与激励区间,区分文物建筑保护等级,提出风险等级划分方法;通过实地调研和数据收集,结合定权法和变权法评价森林环境文物建筑集中区域(岳麓山风景名胜区)的灭火救援能力。结果表明:单体文物建筑评级为优、良、中、次、差的数量占比分别为12%、20%、32%、20%、16%。区域定权法得分为75.27(Ⅲ级,不需采取提升措施),变权法得分为69.97(Ⅳ级,需采取提升措施);建议采取增设电气火灾预警系统、增加森林防火隔离带等措施来提升灭火救援能力。

笔谈:求真·识史·互鉴——挖掘文物和文化遗产多重价值的理论基础与方法路径

新时代文物工作方针“保护第一,加强管理,挖掘价值,有效利用,让文物活起来”,进一步突出了文物工作的时代特征。“挖掘价值”是文物保护工作的基础。它要求我们一定要有问题意识、历史意识和时代意识,努力关注和揭示隐藏在史实后面的历史内在联系和深层价值。“社区”是国际遗产领域讨论的重要话题。“Community”既译为社区,又译为共同体。从共同体的角度看,社区和中华民族共同体本质上都是共同体,都具有集体记忆和身份认同问题,需要借助族群的历史支持共同体的身份认同。共同体的集体记忆价值定位是社会价值,也有历史价值,集体记忆是整个遗产价值体系的一个重要部分。对价值的认知和建构,离不开与之相关的“人”的因素,在挖掘和赋予遗产价值的过程中,应当始终关注相关群体的作用。价值挖掘既需要浩如烟海的历史文献档案的调查考证,还需要现代科技手段助力,运用现代科学技术理论与方法,开展人文社科与自然科学的多学科交叉研究。大遗址价值挖掘,应正确看待和处理发掘与研究之间的辩证关系,田野发掘是基础,综合研究是提升。水利遗产具有突出的发展性、复杂性、在用性、专业性等特点,其承载的价值主要包括历史、科技、文化价值及现实效益等方面。中国传统木结构建筑的杰出代表应县木塔当前最主要的工作是进行深入调研,明晰其构造机理,掌握建筑所有价值信息载体,在保护过程中妥善处理留存和更新的关系。在挖掘价值的基础上,进行价值转化的路径与实现方式的思考具有十分的必要性。多重价值的有效转化,对于推动社会可持续发展具有重要的现实意义。

山西省文化遗产时空演化特征及影响因素研究——以文物保护单位为例

文物保护单位是文化遗产的物质载体,研究文物保护单位的时空分布特征及其成因对于文化遗产的保护和传承意义重大。运用ArcGIS地理空间分析方法对山西省1 518处文物保护单位进行分析,归纳其时空分布规律。研究表明:(1)各时期文物保护单位数量呈现出前中期数量较少,中后期数量激增的趋势,宋元明清时期数量最多,且各时期的文物保护单位类型分布具有很强的时代性;(2)各时期文物保护单位分布重心的空间移动距离逐渐减小,重心移动方向呈现出先向北、再向南、再向北移动的趋势;(3)文物保护单位总体来看呈现出密集区、较密集区和较稀疏区的分布格局,各时期均呈现集聚分布的状态,且不同历史时期的分布状态各不相同;(4)运用地理探测器的分析方法可知历史文化与政治、河流水系、交通道路、坡度4个因素深刻影响着文物保护单位的产生、类型、数量和时空分布格局。最后,从保护策略、学科交叉、缓冲带和数据库的构建、资源联动等方面对文物保护单位的保护和利用提出了对策。

基于风险分析的博物馆安防专项设计探讨

博物馆内部藏品众多,其安防系统的设计如同博物馆的盾牌,是保障馆内藏品安全的重要技术手段。本文以某市级博物馆为例,通过精心划分防护级别,进行深入且个性化的风险分析,采用多项有针对性的技防措施,配合人防、物防等多元化的手段,成功建立一套全方位、层次分明的安防防护体系。同时,对博物馆安全技术防范系统的设计进行较为深入的分析、探讨和总结,以期为同类博物馆的安防专项设计提供参考。

汉口中华全国总工会旧址电气修缮改造设计分析

以汉口中华全国总工会旧址建筑物为例,介绍文物建筑物电气修缮设计的方法和过程,对供配电系统、火灾自动报警系统、防雷接地系统、节能改造等电气修缮改造设计要点进行重点分析,并对项目实施中遇到的相关问题提出相应解决方案。

基于Transformer的文物图像修复方法

文物极易因为保存不当而导致部分结构或纹理缺失,而现有的图像修复技术由于受到先验信息和卷积操作的局限而无法直接应用于文物图像修复,为更合理地恢复文物图像原貌,提出了一种新的文物图像修复方法,将文物图像修复工作分为2个步骤:第1步使用Transformer进行粗略的图像重建并恢复连贯的结构;第2步使用卷积神经网络将粗略的重建图像进行上采样并恢复缺失区域的精细纹理.考虑到目前国内外没有高质量的大型文物数据库,因此也提出了一个新的高质量大型文物图像数据库.最终实验结果表明,在符合现实场景的破损修复实验和大面积破损修复实验中,修复效果在主观和客观评估中均优于当前图像修复算法.同时,支持多元化输出,为修复人员提供多样化参考,极大地提升了文物修复效率.

关联性理论视角下文物主题游径研究

文物主题游径是通过一定的内在关联线索将各类文物资源与非文物资源整合串联起来的文化遗产旅游线路,强调游径系统中各构成要素间的整合。本文为深入挖掘影响文物主题游径生成的内在关联逻辑,引入城市设计中研究有机组织与整合城市内部各要素构成的关联性理论,分析文物主题游径构成要素在环境、历史、空间和功能层面存在的紧密关系,并基于这些关系及其作用与影响,提出文物主题游径在建设过程中梳理历史文化脉络、凝练特色主题文化、明晰线路连接要素和盘活利用资源要素的具体路径。