[摘要]文物测绘是一项伴随着考古、田野调查和文物保护规划而发展起来的专业方向，其正逐渐从单纯的文物本体的测绘、建档和研究向为保护规划和保护工程提供全面的空间信息技术支撑、全生态综合信息化建设方向发展。本文以北庭故城遗址为例，详细阐述了文化遗产全生态综合信息化建设的基本思路和内容。并着重论证了文化遗产全生态综合信息化建设在数字化施工、文化遗产地监测及文化遗产的展示利用进程中的作用及重要性。
[关键词]空间信息技术;文物测绘;全生态综合信息化;文化遗产
0引言
可持续发展理论的奠基人，蕾切尔·卡逊在其所著《寂静的春天》一书中向全人类发出警告：“人类在生存和发展过程对环境问题的不重视可能导致人类灾难的发生”[1]。在文化遗产保护领域，引入泛生态系统理论和可持续发展的理论，重视经济和文化的和谐发展，已经成为了一种全社会的共识[2-3]。
1文物测绘的发展历程
文物测绘的发展与我国文物保护事业的发展紧密相关，其主要经历了以下三个阶段的发展历程：第一阶段为档案资料性的文物测绘，其主要是以建筑、绘画人员为基础开展的档案建立和现状描述工作[4];第二阶段为文物测绘与规划和保护工程相结合;第三阶段为文化遗产的全生态综合信息化建设。
文化遗产全生态综合信息化建设是指利用现代信息技术，充分利用、开发文物信息资源，全面提升文物保护、抢救、管理和利用工作水平的过程，也是传承中华文明，维护世界文化多样性和创造性、促进人类共同发展和可持续性发展的重要工作[5]。
本文将结合北庭故城遗址的具体事例来阐述文化遗产保护中全生态综合信息化建设的相关问题，重点涉及到空间信息技术和勘察设计技术领域。
2北庭故城遗址的综合性基础数据采集
北庭故城遗址位于天山北麓的冲积平原上，南依天山博格达峰，北接准噶尔盆地，自汉代以来，一度成为管辖西域广大地区的军政中心[6]。其于1988年被公布为第三批全国重点文物保护单位，“十一五”期间被列入新疆丝绸之路大遗址项目，2013年被公布为国家考古遗址公园，2014年6月22日在第38届世界遗产大会上作为丝绸之路：“长安-天山廊道路网”中的一处遗址点被列入《世界遗产名录》。北庭故城遗址现状如图1所示：
综合性基础数据采集是文化遗产信息化工作的一个基本立足点，其工作特点主要体现在以下几个方面：
(1)项目设计：面向目标、面向应用的项目设计。
(2)技术手段：多技术手段的综合性应用，包括GPS测量、数字地形测绘、数字近景摄影测量、无人机低空航空摄影测量与遥感、三维激光扫描、数据库和GIS等。另外，构建多手段融合的技术体系，基于三维数字模型的技术整合和基于制图要求的软件系统集成，为高质量测绘成果的获取提供了有力的技术保障[7-9]。
(3)成果表达：将空间信息技术在项目中进行全面和综合性应用，其成果基本涵盖了所有与文物测绘和制图表现相关的类型，构建了多类型互补的成果体系，实现了对文物本体保存现状及周边环境的全面描述，为遗产地的综合保护提供了全面的信息支持。其形成的主要成果体系如图2所示：
(4)工程模式：注意技术手段、制图手段等的工程化和实用化应用，采取了多种技术手段和软件平台的集成化应用、制图表现的传统方式和三维数据体系的融合应用等。
(5)数据管理：建设以数据库技术与GIS技术为基础的满足多学科需求的综合文物基础信息管理系统。
(6)工作模式：与相关单位(吉木萨尔县文物局、自治区文物局、考古单位、规划设计单位等)密切配合，充分利用已有资料。图3～图6为几种典型成果类型展示：
3数字化施工
空间信息技术全方位、全周期性地应用于文化遗产保护施工是一项新的课题和任务，其主要作用就是在文物保护施工过程中提供全面的测绘制图保障，拓展空间技术、数字化技术、信息化技术在文物施工中的支撑作用，从广义上可理解为采用有效的技术手段将管理、监督、监测、评估深入到施工过程中。其整个工作周期可为三个方面：
3.1基础工作
施工前档案信息的精细化采集、现状和病害的表示、数字化勘察、施工措施和预期效果的可视化表达等，并可在一定程度上对保护措施的合理性和有效性评估。
3.2监督检查
施工过程中的监督检查，从形态变化和发展过程上对文化遗产及其环境要素进行监督检查，可以理解为一种数字化的监理工作，或作为监理工作的一部分开展工作。
3.3评估
在施工完结后对现状进行数字化档案留存，并通过技术手段对工程情况、环境影响、措施的有效性等进行相应的评估，完善文化遗产保护工程的流程及其实施过程，提升工程质量和效益水平。
4文化遗产地监测
“监测”从宏观上讲，解释为不断地更新和补充地理空间数据，为文化遗产地的保护规划、工程实施、营运管理、工作评价等提供基于各种空间分布、位置、表现的基础数据资料，是为文化遗产地的保护和发展进行保驾护航的重要基础[10]。
有鉴于文化遗产地监测工作的受重视程度日益加深，我院开展了以北庭故城遗址为主要对象的大遗址保护的综合遥感应用技术研究工作，希望通过以遥感技术为基础的遗产地监测和评价，将调查、规划、保护与监督等串联起来。北庭故城遗址监测的主要内容包括：
4.1基于高分辨率航空遥感和卫星遥感的遗址区文化遗存、环境的调查与评价
现状调查主要是利用2006年和2011年卫星影像资料、2012-2017年无人低空航空影像资料并结合实地调查资料，对北庭故城遗址的整体环境、状况和文物本体情况进行了一定程度的解读和记录，以求能从整体上全面可靠地描述大遗址和文化遗产地现状。
主要内容：
(1)自然环境、生态环境、社会环境调查
(2)文物本体及环境的现状(残余墙垣、壕沟、遗存的形态、分布和留存状态)
(3)遗存和主要地物类型的影像特征
(4)遗址周边村落居民户数统计及发展变化对遗产地影响分析
(5)道路、水系的基本状况及其在遗产保护中的影响
(6)遗址区及其周边荒漠化、厂矿企业等对遗产地影响分析
(7)遗址区当前威胁分析
(8)遗址区及其周边自然景观、乡土景观和人文景观分
4.2基于地表覆盖类型数据的统计和分析
利用遗址区的地表覆盖类型数据和统计分析，对土地利用现状和利用强度、景观形态、社会经济水平、历史风貌和遗址区环境变迁等进行描述和评价。
主要内容：
(1)核心遗址区的现状
(2)路网数据及整个区域城镇化建设的趋势分析
(3)耕地数据及整个区域发展变化和对文化遗产、自然景观的影响分析
(4)村镇住房分布和集中度分析，以及遗址区核心地带既有房院对遗址的破坏和影响及近年来开展动迁工作分析
(5)地貌分析
(6)河流和湿地形态和分布分析
(7)自然景观和人为景观初步分析
4.3利用多期影像开展遗址区变化及影响分析
针对北庭故城遗址的具体情况，利用多期影像，开展了如下的主要工作：
(1)道路建设对北庭故城遗址的影响
(2)村镇居民建设对北庭故城遗址的影响
(3)居民生活生产活动对北庭故城遗址的影响
(4)围栏建设的影响
(5)北庭故城遗址保护和遗址公园建设状况评价
(6)遗址区和遗产区的认识和评价
(7)遗址保存状况的评述
4.4从空间格局对北庭故城遗址遗产区划分和遗址公园建设的认识
监测工作是一项重要工作就是对保护措施和管理制度的合理性和有效性进行分析和评估，下面就以遗产区的划分为例进行评述。
从影像和实地调查中可知，北庭故城遗址的保护工程中多次采用栅栏围护方式，对遗址的保护起到了较好的作用，特别是在禁止放牧、禁止挖土、禁止耕作和恢复地表生态方面作用明显。考古遗址公园建设中，范围调整后重新建设了栅栏，采取封闭式管理，西侧和南侧基本上紧贴遗址区域，而北侧和东侧因为有宽阔的河滩地，所以栅栏围护跨度相对较大，而遗产区范围则基本上是在栅栏东侧外扩230-700m，外扩800-1000亩范围。具体如图7所示，图中点为弃耕土，黑框为遗产区范围，白框为缓冲区范围。
5文化遗产的展示利用
展示利用是一个广义的概念，是文化遗产保护工作的一种形式或延伸。结合北庭故城遗址考古遗址公园的建设，空间信息技术和信息化建设在文化遗产展示利用方面可以进行的工作主要包括：
5.1文化遗产地环境的建设和展示
遗产地环境建设的展示既是对文化遗产地区域的记录和留存，也是对其发展变化的监督和评价，主要是通过遥感技术手段和一定的调查方式来完成，将文化遗产遗存的独立展示扩展为文物及其自然环境、历史环境、工作成效等的综合性展示和评估。图8为北庭故城外城北墙的地面全景展示。
5.2考古遗址公园的建设和考古现场的数字化展示
北庭故城遗址作为国家级考古遗址公园的建设目标就是以文物资源为依托、文物保护为核心、重要考古遗址及其背景环境为主体，通过相关设施建设、环境整治、生态保护、土地整理、产业转型升级、民居改造、人口调控等项目的综合实施而建立起来的一个文物活化利用综合体，使其具有科研、教育、游憩等功能，成为一种特定的具有文化内涵的公共空间。
考古遗址公园和考古现场的数字化展示有三个主要目的，首先是记录、分析、保护、监督和评估;其次是通过图形图像技术、网络技术、多媒体技术、传感器技术、虚拟现实技术等实现数字考古、远程考古、考古教育等;第三是多平台、多方式的基于数字化的考古成果公众展示和虚拟体验，让公众了解考古、认识文物和感受历史。
5.3文化遗产的数字化展示利用
在对各类文化遗产进行数字信息采集和加工的基础上，建立全面的文化遗产数字资源库和管理平台，通过计算机虚拟展示技术、全息影像技术、三维动画技术、虚拟修复、多媒体等技术手段，提升北庭故城遗址可观赏性、挖掘文化遗产的价值内涵、从壁画和造像中离析出具有鲜明时代和地域特征的文化符号、提供并提升文化遗产地的公共文化服务能力和文化消费产品、促进文化交流和文化传播[11]。图9、图10所示为北庭故城相关遗产数字化展示。
5.4调查、研究、价值评估体系的建立
文化遗产的保护利用主要涉及静态保护和动态利用两个方面，相互之间既存在一定的矛盾方面，也同样存在着共生依存的关系。人们对文化遗产的价值认识是一种渐进和逐步完善的过程，动态地进行文化遗产调查、研究和价值评估的目的就是要借不断发展的科学技术手段和理念来不断深化对文化遗产价值的认知，从而有效地促进对文化遗产的保护和利用。
5.5文化及旅游品牌的提升
信息化建设是阐释北庭故城历史文化内涵、打造北庭故城遗址文化和旅游品牌、促进北庭故城遗址保护传承与展示利用的有效技术手段。
期刊推荐：《文化遗产》(双月刊)创刊于2007年，是教育部人文社会科学重点研究基地中山大学中国非物质文化遗产研究中心编辑发行、以非物质文化遗产研究为主要内容的专业性学术期刊。
6结语
完整的信息化建设是一项系统性的工程，是全方位、全生命周期的空间信息技术和其它相关技术针对文化遗产保护和利用的特质而开展的一项保障性工作，并在与其它相关信息(规划、设计、竣工、考古、历史文献、政策法规等)的建库与并库运行、数据更新和网络发布机制的建立等一系列信息化工作后方可逐步完成。随着文化遗产保护的进一步深入、理念的进一步拓展，以空间信息技术为基础的全生态综合信息化建设的条件和基础正在逐步形成和完善，将会为文化遗产的保护和利用提供一个更加完善的平台和技术保障，同时也将极大地促进空间信息技术在文化遗产保护中的应用范围和深度。
