基于GIS信息系统的古建筑保护

程子煜

摘 要：随着城乡经济的飞速发展越来越多的古建筑受到损毁。利用地理信息系统技术（GIS）将目前现存的古建筑进行全方位保护，建立古建筑分布的时空格局的保护地图，形成每处古建筑有保护坐标、有照片、有年代、有保护等级及现在状态的实时变化，从而便于文物与文化部门进行合理保护与开发利用。

关键词：古建筑；GIS开发；时空分布；保护开发

前言

随着我国国民经济的迅速发展，目前已经形成了珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾等城市群，同时以区域经济中心上形成了长沙、武汉、重庆、郑州、西安、沈阳等城市群。這些城市群的发展历史同时也是我国从奴隶社会以来的发展历史，地上、地下有着成千上万的历史遗迹与历史文物。随着城市规模的扩大，一些原属于城市周边的区域，现已经成为城市中心区域，由此沿文物保护边界上修筑交通网、建筑物等城市建筑群，对文物造成不规则振动损伤以及大量的粉尘伤害；另外，由于市区寸土寸金，保护区周边出现地下文物时，开发商隐瞒实际情况进行私下野蛮施工，对文物造成不可修复的损伤。为此，对于现有文物进行合理、有效、有力的保护必将引入新技术与新手段，基于地理信息系统二次开发新技术与新手段不失为一种良好的选择。

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种特定的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统；是结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，可用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，它将地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。因此高清分辨率的GIS技术可方便将古建筑的地理坐标及范围、二、三维图像、区域分布进行存储与记录，形成古建筑的时空分布格局，同时根据卫星遥感影像数据可进行实时的跟踪与监视，同时，极大地减轻文物保护工作量。

1 数据来源

古建筑物的数据来源分为两个部分：（1）位置信息；（2）建筑物信息。两部分信息共同组成需要保护的建筑物基本信息。

1.1 位置信息

数字化文物保护工作中最基础的数据是地理底图，即准确标注地理坐标及其范围的实测地图，由于矢量化1：50000的军事地形图涉及到机密文件甚至绝密文件，此步工作的前提是将不涉及古建筑区域的地图要素全部删除，只保留保护区域周边一定区域内的地形地貌以及周边交通网，同时，需要将一定时间内的区域规划发展图与之重叠，形成最终的地理底图，以达到该图上明确标注有近期、中期、长期地理信息。

1.2 建筑物信息

古建筑及古建筑群不同维度的数据包括二维平面照片、三维照片的获取以及各角点坐标的精确测量。此项工作中，在使用高分辨率的数码相机、三维激光扫描仪以及全站仪或差分GPS进行精准测量的同时，对各类古建筑物进行文物鉴定时间、保存现状、保护等级进行合理分类与区分，在分类的基础上完成目前古建筑物自身维护信息，从而建立古建筑保护综合信息“户口”。

2 系统设计

为了精准地保护古建筑文物，首先是需要公众知道此类文物的重要性，同时将公众纳入整个保护管理，使其成为管理/保护的一员，对此系统中需要开放对公众使用权限，公众可以在开放的系统中进行建筑物的欣赏、历史知识的学习，以及该处建筑物的各项参数，同时预留公众对不合理或违法侵占建筑物的事件进行举报或意见反馈的接口与模块。系统日常维护的主要工作是对系统自身进行维护，同时需要对数据库进行添、减、查、修操作。

动态数据的获取主要是利用高精度高分辨率的卫星遥感数据进行时空格局的分析，形成多年古建筑的变化或相对静止状态。系统警示则是系统通过动态数据或公众开放模块的意见反馈中获取非法侵占古建筑物或危害古建筑的行为时，由系统自动提示该项报警示内容，在系统管理员的确认下，可自动形成电子邮件向文物缉查部门或相应公安部门进行举报可报警。

3 动态实现

在动态数据计算与分析工作中，首先需要准确的根据实测原始地图各角点坐标数据计算出保护区的精确面积与边界，并以此形成保护动态基准，为了防止保护区周边在没有进行古建筑保护审批的情况下进行工程施工的情况，因此还需要对周边一定范围内进行精度相对降低的测量与校准工作，形成次一级保护动态基准。目前国产卫星遥感数据公众使用精度为0.8m（高分二号），动态数据则利用卫星遥感数据进行按一定时间周期进行判断，在使用卫星遥感影像数据是需要把握天气明朗、无云等条件，取得优质的遥感数据，然后根据各角点的相对变化求取动态变化异常，从而达到动态实现。

参考文献

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