数字技术背景下旅顺军港历史遗迹保护研究

摘要：近年来，数字技术发展迅速，有关历史遗迹领域方面的保护技术也得到了很大程度的提升，数字化保存方法成为历史遗迹保存工作的主要方向。对此，文章分析历史遗迹数字化保存的现状、优势及策略，并探究如何应用于大连旅顺军港遗迹的保护中。

关键词：历史遗迹;数字化保存;BIM技术;三维激光技术

中图分类号：G260.7 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）05-00-03

0 前言

随着保存历史遗迹的思想逐渐崛起，又随着信息技术的发展，很多地区都已经逐渐开展数字化保存历史遗迹的工作，但发现许多遗迹已经破损，这给保存工作带来许多困扰。而应用数字化技术可以对历史遗迹进行一定的保存和修复，同时还能实现共享，因此保存工作发展得越来越好。

1 历史遗迹数字化保存的优势

在历史遗迹的数字化保存中，信息技术是其中的基础部分，相关人员可以扫描历史遗迹以获取相关数据，并通过各种三维建模技术转化为三维建模，并以此为根据分析和使用。数字化保存方法能够提高数据的准确度，增强信息的抗干扰能力，大大提升工作人员的效率。外界信号的干扰在信息传递时会对信号造成不利影响，而通过数字化技术能够更加完整地采集历史遗迹数据，存储的时间也更长，同时辅以云计算等技术可以进一步提升信息的保存量和处理量，而使用加密技术能够避免非法人员处理相关信息，降低信息丢失的概率，从根本上确保信息安全。当数字化技术结合无线传输技术时，应用便携终端也能为人员采集历史遗址数据提供便利。计算机的计算能力和信息处理能力不断提升，能够更好地实时构建历史遗迹三维模型。因此，工作人员获取相关历史遗迹信息的速度加快，能更好地掌握整体布局。对此，在采集现场信息和处理数据的过程中，为了使保存工作变得更加迅捷，更要积极应用数字化技术，同时也能控制成本和优化人力资源。

2 数字化保存历史遗迹存在的问题

2.1 缺乏人才支撑

历史遗迹数字化保存工作具有一定的专业性和技术性，需要相关的复合型人才作为保障。在现实中，很多相关单位已经积极引进和运用先进的数字化保存技术，但在人才培养和建设专业的队伍这方面依然存在不足。很多相关单位对历史遗迹的保存依旧采用传统方式，没有考虑到历史遗迹数字化保存的需求和状况。在历史遗迹数字化保存工作中，相关人员不仅应该拥有考古专业和文物保护的知识，还应该掌握相关专业技术并具备数字化保存能力，在做好历史遗迹保存工作的同时做好技术管理和信息管理的工作。缺乏这类人才的支撑将会给历史遗迹数字化保存工作带来巨大影响。

2.2 历史遗迹数字化保存工作技术薄弱

只有相应的技术作为保障才能做好历史遗迹数字化保存工作，比如VR技术，红外线技术等，但大部分相关单位在引进技术时，只注重大数据技术、信息技术等，忽略了相关的VR技术等。而部分相关单位即使引进技术，但在应用时遇到了问题，其作用和价值并没有发挥出来。在实际工作中，依旧沿用以往的方法。技术薄弱导致历史遗迹数字化保存的整体水平并没有得到提高[1]。

2.3 历史遗迹的保存技术落后

在信息时代背景下，历史遗迹数字化保存将是历史遗迹管理工作的发展方向，因此要实现提高历史遗迹管理质量和效率的目标。而在现实中，数字化保存工作面临很多阻碍。相关人员由于长期囿于传统工作模式，难以活化思维，对历史遗迹保存工作并没有深刻的理解，不了解其中的价值和作用，相应的工作理念和思维也难以形成，即使引进了先进的技术，也难以完美地落实和发展。

3 历史遗迹的数字化保存方法

3.1 数字化的人才引进和培养

在历史遗迹保存工作中应用数字化技术最容易被忽视的一点是相关人才队伍的支撑，因此相关单位要重视引进和培养复合型人才。第一，优化现有的人才队伍，具体方法是為现有员工提供专业培训与思想教育，用技术考核的形式提高人才队伍的专业水平和综合素质。对此，相关单位可以开展相关先进技术的培训和指导活动，提升相关人员的数字化技术应用能力。另外，相关单位也要积极招揽复合型人才，以壮大历史遗迹数字化保存人才队伍，也可以与高校加强联系，增加专业技术人才。大连旅顺军港历史遗迹的数字化保存便可采纳此方法，利用大连高校众多这一优势，与大连理工大学、大连海事大学等高校建立紧密的合作关系，一方面可以邀请相关专业的教师来到旅顺军港博物馆举办数字化保存的讲座，提升员工数字化保存的专业知识与素养;另一方面，可与高校建立人才引进机制，吸引相关专业的毕业生进入博物馆工作，为数字化博物馆建设添砖加瓦。

在做好人才培养和引进的同时要做好宣传工作，因为即使再先进的技术，如果不被重视，也会给这项工作带来不小的麻烦。为人民群众创造良好的社会氛围，是增强人民群众的历史遗迹保存意识与传承意识的关键所在。因此，大连旅顺军港博物馆应结合自身实际情况开展保护历史遗迹的活动，利用数字化技术和VR技术展现历史遗迹的风格风貌，制作并还原藏品所属年代的虚拟历史场景，将文物置于其原本所处的时代背景及文化背景中，真实再现当时的场景，观众身处幻影成像的展示区域中，高度逼真的场景将观众带到过去，观众便可以真实感受当时的文化氛围，加深对藏品文化内涵的理解，进一步激发群众对历史遗迹保存的热情[2]。

3.2 构建历史遗迹的数字化平台

保存历史遗迹，可以应用多样的现代技术，通过构建历史遗迹的数字化平台，使历史遗迹管理工作更加高效和科学，而这也是历史遗迹数字化保存工作开展的基石。第一，构建历史遗迹的数字化平台，要满足管理的相关需求，确保管理严谨、准确、科学，保证平台的实用性和准确性。第二，在设计时，加强各项科学技术的研究和应用，结合信息技术、互联网技术、大数据技术构建历史遗迹的数字化平台，从而整理、利用和储存相关信息，进而分类和查询。大连旅顺军港博物馆在建设数字化平台时，首先要做的是完成藏品信息化工作，建立藏品信息数据库，将藏品以数字化形式记录在册，由此开启博物馆数字化的管理时代;其次是重建现有的博物馆官方网站，并同时进行升级，要使新的网站具有虚拟展示藏品的功能。借助虚拟博物馆，观众参观博物馆将不受时间、地点的限制。第三，在线下展览中逐步推行二维码，改变传统陈列展览介绍文物的方式，将带有大段文字的说明牌变为二维码，观者只需拥有一部智能手机扫描二维码，便可阅读到图文并茂的解说，可以达到传统解说方式难以达到的生动效果。

3.3 利用数字化技术修复与保存

以往的历史遗迹保存中避免不了修复工作，而一不小心就有可能对历史遗迹造成二次损坏，而在历史遗迹数字化应用中对损毁情况进行分析，可以提高遗迹的修复质量和效率。关于保存工作具体可以应用以下技术。

3.3.1 BIM技术

在历史遗迹数字化保存领域，BIM技术有着广泛的应用，它不仅能灵活展现历史遗迹的三维模型，还能展示历史遗迹的顶视图、平面图，它能将历史遗迹各个角度的标高及坐标标记出来，还能同时生成某个部位的二维图纸。首先进行历史遗迹参数化建模，详细的测绘数据有助于BIM模型的建立，针对历史遗迹独特的形状，可以应用三维实景测量从而提供丰富的遗迹外形数据，再进行下一步的数据处理，通过点云建立BIM模型，构建底图数据。通常情况下，建立遗迹点云能在某个角度的立面、剖面或俯视图使用点云切片或者点云证摄工具。在此基础上使用BIM描图。对于其他历史遗迹的物象，有大量的独特构造无法用参数化表达或参数化表达较为复杂，所以在信息模型建立时根据具体情况予以应用，只适用于可参数化表达应用需求的区域、部位和构件。单独的实体构件组成了参数化模型，每个构件上都有详细的相关信息，相关信息的内容有模型名称、模型类型、模型材质、模型位置等，可以根据想要的数据拓展信息。信息与模型都是相互关联的，在模型中进行结构化的存储，对于数据的存储和索引都更加方便快捷。对历史遗迹的修复和保存工作，可以根据历史遗迹的BIM模型进行设计优化，验算结构的安全性，完善数字图纸，提高修复工作的效率。

目前，在大连旅顺博物馆中，存在一定数量残缺不全的藏品，它们或因年代久远，或因人为损坏，都无法展现出本来的样貌。首先利用先进的BIM技术保存藏品数据，其次通过三维建模和虚拟现实技术复原藏品，最后利用BIM系统建模后通过VR技术转换还原形成真实画面，该技术对历史的保护与文化的传承有着深远的意义[3]。

3.3.2 三维激光扫描技术

应用三维激光扫描技术，能够更快地获取历史遗迹三维点云数据，能够将历史遗迹的几何体形状通过捕捉点完全绘制出来，再辅以点云网格化处理，可以使多面体表面获得更加直接，并将这些数据连接成能直接观察的面。一种先进的全自动高精度立体扫描技术中有一种三维激光扫描技术，它在历史遗迹保存中起到相当大的作用，真实完整地记录保存现状，从而实现对现状的检测分析和观测变形。在历史遗迹的数字化信息中可以做到非接触性测量，直接获取物体表面的点云数据，从而减轻对历史遗址的二次伤害，而较高的数据采样率能够快速获取物体表面空间信息，从而实时检测物体的三维数据。

三维激光扫描仪的高分辨率、高精度能使数据误差降到最低。三维激光扫描仪通过主动发射激光，再接收反馈的激光来获取物体表面信息，从而做到全天候实时测量物体。三维激光扫描技术内有GPS接收机与集成内置数码相机等装置，能使物体表面彩色信息更丰富、全面。利用坐标转换的方法将点云得到的数据转成三维坐标，准确性能够得到增强。还能通过扫描仪获取的数据，生成具有三维坐标、信号强度强和真彩色信息的三维空间结果，可以实现全方位扫描并测量各种物体，一般包括数据的采集、处理、建模及分析四项内容。综合考虑历史遗迹的特点和精度要求，设计扫描方案，设定工作路线和设站位置，确定扫描距离和相应参数，从而得到原始点云数据。

在数据处理时，由于采集到的数据都是独立坐标，一定要拼接数据，使同一坐标实现统一。在此之前要对点云数据进行去噪处理，去除多余无用信息，彩色拍照后，还应该进行色彩渲染，把黑白影像转成彩色的。在數据建模时，为了体现更好的效果，可以给建模软件安装相关插件，再应用其他软件导出与软件兼容的格式，利用点云的正射影像在三维软件中用三视图的方法建模，这对于建模有一定的辅助作用。在数据分析时，由于时间的变化，历史遗迹会有不同程度的毁坏，而三维网格模型通过修复周边的网格信息，从而增强数字模型的准确性[4]。

该技术亦可用于旅顺军港的历史遗迹复原，它以零接触的测量为特点，可以最大限度避免对藏品造成二次伤害，能够让遗迹与藏品得到完整的保留和记录。

3.3.3 GIS技术

为了有效保存历史遗迹数据，一定要建立历史遗迹档案数据资源库。而应用GIS技术建立的历史遗迹档案数据资源库主要包括历史遗迹空间数据库和历史遗迹空间属性数据库。储存每一处历史遗迹的属性信息、图形信息及空间信息，根据数据分类存储的数据库能够使检索更加快捷。同时，历史遗迹档案数据资源库应该具备空间分析、虚拟漫游、查询交互的作用，从而真实有效地管理和保存[5]。利用3D、GIS技术，大连旅顺博物馆可以建立军港遗迹的三维立体模型，将军港360°地展现在大众眼前，力求还原军港遗迹当年的风貌。

4 结语

历史遗迹的保存工作要合理运用数字化方法，BIM技术、三维激光扫描技术以及GIS技术都可以应用于大连旅顺军港遗迹的保护与修复，三种技术的综合应用势必使历史遗迹数字化保存工作更加完善。

参考文献：

[1] 游越.数字化保护在博物馆馆藏文物中的应用[J].现代交际，2021（21）：236-238.

[2] 辛佩康，谷志旺，高丙博.历史建筑实景数字模型与BIM模型的构建与融合技术[J].建筑施工，2021，43（10）：1993-1997.

[3] 王卫平.博物馆：联结历史与现代社会的桥梁：以旅顺博物馆为例[J].辽宁省博物馆馆刊，2017（00）：253-260.

[4] 张洪玮，李鑫.三维激光扫描技术在建筑数字化模型中的应用[J].安徽建筑，2021，28（1）：15-16.

[5] 安芳，楚方君.历史建筑数字化保护关键技术研究[J].砖瓦，2020（12）：90-91.

作者简介：邹兰（1994—），女，辽宁大连人，硕士，研究方向：数字媒体。