基于GIS信息系統(tǒng)的古建筑保護(hù)

程子煜

摘 要：隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展越來越多的古建筑受到損毀。利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）將目前現(xiàn)存的古建筑進(jìn)行全方位保護(hù)，建立古建筑分布的時(shí)空格局的保護(hù)地圖，形成每處古建筑有保護(hù)坐標(biāo)、有照片、有年代、有保護(hù)等級(jí)及現(xiàn)在狀態(tài)的實(shí)時(shí)變化，從而便于文物與文化部門進(jìn)行合理保護(hù)與開發(fā)利用。

關(guān)鍵詞：古建筑；GIS開發(fā)；時(shí)空分布；保護(hù)開發(fā)

前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，目前已經(jīng)形成了珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、環(huán)渤海灣等城市群，同時(shí)以區(qū)域經(jīng)濟(jì)中心上形成了長(zhǎng)沙、武漢、重慶、鄭州、西安、沈陽等城市群。這些城市群的發(fā)展歷史同時(shí)也是我國從奴隸社會(huì)以來的發(fā)展歷史，地上、地下有著成千上萬的歷史遺跡與歷史文物。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，一些原屬于城市周邊的區(qū)域，現(xiàn)已經(jīng)成為城市中心區(qū)域，由此沿文物保護(hù)邊界上修筑交通網(wǎng)、建筑物等城市建筑群，對(duì)文物造成不規(guī)則振動(dòng)損傷以及大量的粉塵傷害；另外，由于市區(qū)寸土寸金，保護(hù)區(qū)周邊出現(xiàn)地下文物時(shí)，開發(fā)商隱瞞實(shí)際情況進(jìn)行私下野蠻施工，對(duì)文物造成不可修復(fù)的損傷。為此，對(duì)于現(xiàn)有文物進(jìn)行合理、有效、有力的保護(hù)必將引入新技術(shù)與新手段，基于地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)新技術(shù)與新手段不失為一種良好的選擇。

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一種特定的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)；是結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，可用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它將地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起。因此高清分辨率的GIS技術(shù)可方便將古建筑的地理坐標(biāo)及范圍、二、三維圖像、區(qū)域分布進(jìn)行存儲(chǔ)與記錄，形成古建筑的時(shí)空分布格局，同時(shí)根據(jù)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤與監(jiān)視，同時(shí)，極大地減輕文物保護(hù)工作量。

1 數(shù)據(jù)來源

古建筑物的數(shù)據(jù)來源分為兩個(gè)部分：（1）位置信息；（2）建筑物信息。兩部分信息共同組成需要保護(hù)的建筑物基本信息。

1.1 位置信息

數(shù)字化文物保護(hù)工作中最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)是地理底圖，即準(zhǔn)確標(biāo)注地理坐標(biāo)及其范圍的實(shí)測(cè)地圖，由于矢量化1：50000的軍事地形圖涉及到機(jī)密文件甚至絕密文件，此步工作的前提是將不涉及古建筑區(qū)域的地圖要素全部刪除，只保留保護(hù)區(qū)域周邊一定區(qū)域內(nèi)的地形地貌以及周邊交通網(wǎng)，同時(shí)，需要將一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)域規(guī)劃發(fā)展圖與之重疊，形成最終的地理底圖，以達(dá)到該圖上明確標(biāo)注有近期、中期、長(zhǎng)期地理信息。

1.2 建筑物信息

古建筑及古建筑群不同維度的數(shù)據(jù)包括二維平面照片、三維照片的獲取以及各角點(diǎn)坐標(biāo)的精確測(cè)量。此項(xiàng)工作中，在使用高分辨率的數(shù)碼相機(jī)、三維激光掃描儀以及全站儀或差分GPS進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量的同時(shí)，對(duì)各類古建筑物進(jìn)行文物鑒定時(shí)間、保存現(xiàn)狀、保護(hù)等級(jí)進(jìn)行合理分類與區(qū)分，在分類的基礎(chǔ)上完成目前古建筑物自身維護(hù)信息，從而建立古建筑保護(hù)綜合信息“戶口”。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了精準(zhǔn)地保護(hù)古建筑文物，首先是需要公眾知道此類文物的重要性，同時(shí)將公眾納入整個(gè)保護(hù)管理，使其成為管理/保護(hù)的一員，對(duì)此系統(tǒng)中需要開放對(duì)公眾使用權(quán)限，公眾可以在開放的系統(tǒng)中進(jìn)行建筑物的欣賞、歷史知識(shí)的學(xué)習(xí)，以及該處建筑物的各項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)預(yù)留公眾對(duì)不合理或違法侵占建筑物的事件進(jìn)行舉報(bào)或意見反饋的接口與模塊。系統(tǒng)日常維護(hù)的主要工作是對(duì)系統(tǒng)自身進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行添、減、查、修操作。

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的獲取主要是利用高精度高分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空格局的分析，形成多年古建筑的變化或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。系統(tǒng)警示則是系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)或公眾開放模塊的意見反饋中獲取非法侵占古建筑物或危害古建筑的行為時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)提示該項(xiàng)報(bào)警示內(nèi)容，在系統(tǒng)管理員的確認(rèn)下，可自動(dòng)形成電子郵件向文物緝查部門或相應(yīng)公安部門進(jìn)行舉報(bào)可報(bào)警。

3 動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)

在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算與分析工作中，首先需要準(zhǔn)確的根據(jù)實(shí)測(cè)原始地圖各角點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算出保護(hù)區(qū)的精確面積與邊界，并以此形成保護(hù)動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)，為了防止保護(hù)區(qū)周邊在沒有進(jìn)行古建筑保護(hù)審批的情況下進(jìn)行工程施工的情況，因此還需要對(duì)周邊一定范圍內(nèi)進(jìn)行精度相對(duì)降低的測(cè)量與校準(zhǔn)工作，形成次一級(jí)保護(hù)動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)。目前國產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)公眾使用精度為0.8m（高分二號(hào)），動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)則利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行按一定時(shí)間周期進(jìn)行判斷，在使用衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)是需要把握天氣明朗、無云等條件，取得優(yōu)質(zhì)的遙感數(shù)據(jù)，然后根據(jù)各角點(diǎn)的相對(duì)變化求取動(dòng)態(tài)變化異常，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]http：//baike.baidu.com/link？url=_Q5w5zWmsC9xsOQ4AZl2_-TK5mn

xbXYCcahbiSzm387UQhxP7V7aADYv7QBCjN0--9XFEPDgonH0n4Yx

Pxw2Y8AGFtpNOR4NPqXzBNhx15csAixODsHw5u03MVnXEap0Qh8K

VX8hJCzK3U3qj3NTLtUSOXZb3RIzvmH_vmjGKLJB_aMrIwayHLSzQM

wK8aIU.

[2]王婷，廖秀英，程輝.高分一號(hào)衛(wèi)星PMS傳感器湖南攸縣幅數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2015，30（5）：2082-2088.