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文化遗产保护与活化中的空间信息技术应用研究
时间：2019.10.22
10月15-17日，中国测绘学会2019学术年会于南京国际展览中心举行，17日下午，在“数据传承历史、科技构建未来”会场，广州欧科科技创新中心副总监张文金，为大会做了题为《文化遗产保护与活化中的空间信息技术应用研究》的汇报演讲，阐述了欧科在这个领域上的探索与思考，分享了欧科多年耕耘积累的经验和成效。
以下为演讲全文：
尊敬的各位专家、各位领导，大家下午好，我是广州欧科信息技术股份有限公司的张文金，今天我汇报的主题是文化遗产保护与活化中的空间信息技术应用研究。
我将从四个方面进行汇报，一是广州欧科的简要介绍，二是我们针对文化遗产方面做的技术研究情况，三是我们在博物馆、考古等方面的应用案例，四是创意活化的实践。
广州欧科简介：智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑
广州欧科信息技术股份有限公司成立于2002年，是新三板挂牌的高新技术企业，拥有院士工作站、博士后创新实践基地，测绘甲级等资质，获得了国家测绘科技进步一等奖、广州最具关注文化企业等荣誉，是“科技+文化+创意”融合领域的独角兽企业。
致力于文化遗产数字化工作10余年，先后承担了多项国家、省、市文化科技课题，承接了著名的“南海一号”、开平碉楼、国家博物馆等数字化及信息化项目。
广州欧科针对文化遗产方面做的技术研究情况：智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑
文化遗产分布广泛、生存环境受到严重威胁，文化遗产正在加速消亡、传播渠道较为单一，文化遗产的保护、传承与传播工作迫在眉睫！
广州欧科从文化遗产保护利用的实际需求出发，构建数字档案，从区域视角进行全面保护，助力传播传承，发挥文化遗产的社会价值。
针对文物保护和传承面临的诸多问题，例如：文物数据难以快速采集与更新、文物价值难以活化、文物信息网络传播不足等，急需突破一系列关键技术，建立数字资源构建、更新、活化、传播的一体化时空信息服务。
智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑 智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑
我们以空间信息技术为基础，结合大数据、深度学习、虚拟现实等技术，实施了三大面向（管理人群、专业研究人群、公众）、四个层级（机理、数据、活化、应用）、五类应用的建设体系。
技术路线方面：我们基于三维重建、大数据、深度学习、移动互联、VR/AR等行业共性技术，重点研究面向文化遗产的虚拟现实建模、历史文化遗产资源活化与传播的三大关键技术。
在文化遗产数字资源的采集构建方面：我们采用了激光扫描、无人机航摄、全景影像，SLAM等一系列空间信息技术。解决了人工依赖度高、采集难度大、效率低、精度差等问题，通过数字资源的构建，可以满足考古发掘全息回溯；能面向公众展示考古发掘过程，起到宣传教育的作用。考古不再神秘低调。
考古是一个不可逆的过程，为满足发掘研究的过程回溯与虚拟仿真，需要实时记录过程中每一个非常细微的变化。因此，这些变化既分散又频繁，为保证更新效率，我们研究了微环境二三维数据增量更新技术。首先基于格网检索与半监督方法识别变化区域，然后替换变化区域内的高密无规则的网格节点，再进行网格重构与纹理映射，实现了新旧时相二三维数据增量更新，同比全量更新效率提升了70%，确保了考古发掘过程信息的实效性与延续性。
在文化遗产的价值挖掘与活化方面：我们提出了基于时空大数据的文化遗产价值挖掘及活化技术体系，建立了文化遗产、城市空间、事件、人物、行为等时空大数据中心，构建了历史层级性、脆弱性、智能推荐等多个大数据分析模型。首次提出了城市级历史文化资源的“全要素、多层级、结构化”动态保护科学体系，塑造了基于多元价值大数据挖掘的历史文化遗产保护的新模式。
在文化遗产数字资源的传播应用方面：我们有To G的保护、管理系统，To B的传播及互联网应用系统。我们搭建了面向公众的“如初”互联网三维重建平台，满足了数量众多的文化遗产数字资源的快速共建共享与公众传播。
在博物馆、考古等方面的应用案例：智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑
我们的研究成果已推广覆盖国内13个省份、26个地市、200多家单位，部分成果已推广至东盟国家。应用范围包括文化遗产数字化、城市级历史文化保护、公众文化传播等多个领域。
下面就选择三个典型的案例给各位详细介绍。
“南海Ⅰ号”作为海上丝绸之路重要的标志，其考古发掘应用了我们的智能考古测绘平台，高效地采集了大量、非常有价值的遗物遗迹信息数据，完成了考古发掘全过程的精确测量和数字化记录，满足了发掘过程的全面回溯与虚拟仿真的研究需求，提升了考古发掘效率，丰富的数据成果有力地保障了海上丝绸之路的研究。
智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑
在东莞市历史建筑数字化保护这个城市级的文化遗产保护项目中，全面应用了数字资源构建的技术研究成果，采集了大量丰富的文化遗产数据，建设了“点-线-面”的数字资源库，实现了管数据理一棵树、数据展示一张图、数据统计一张表，提高了城市更新设计的水平，延续了城市历史文脉。
广东省博物馆作为全国6家智慧博物馆试点建设单位之一。我们对博物馆与珍贵文物进行了三维数字化，部署了室内定位系统，掌握了观众的行为数据，对展览的受欢迎程度进行了时空数据挖掘，提升了藏品周转效率，缩短了展览制作成果周期，确立了粤博在智慧博物馆建设领域的领头羊地位！
创意活化的实践：智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑
首先是历史场景再现，我们以莲洞书院为例，莲洞书院则建于1536年，是明代南京礼、吏、兵三部尚书，教育家、哲学家湛若水所建的儒教书院，书院建在东汉莲花书院遗址上。相传，当年莲洞书院（馆）有九个学生参加县试，不但他们全部考取了秀才，就连做饭的伙夫也考取了秀才，便有了"九个学生十个秀才"的千古佳话。
我们应用空间信息技术、数字虚拟手段，按照科学严谨的复原研究和“数字构建”标准，完成了具有高度原创价值的数字复原模型。
第二是传统工艺制作流程的复现，我们以潮州木雕为例，将人文、道德等主题以图像的形式融入百姓“吃、穿、住、行”等日常生活中，达到教化的目的。
第一步，选材：选材是潮州木雕的第一要素，原材料大部分都源自樟树，这是因为潮州木雕注重通透立体的造型感，丝丝入扣的多层空间展现对细节的刻画，这和众多雕刻的技法完全不同。因此对木料的质地，软硬和坚韧程度要求非常严格。
第二步，开坯：开坯是潮州木雕关键的第一步，在木料上按照作品的造型用粉笔画出基本轮廓，或用画稿贴于木料之上，然后根据轮廓进行粗坯雕刻。行内口诀：打坯不留料，雕刻无依靠，打坯要留有余地，为后面的雕刻留下伏笔。
第三步，雕刻：潮州木雕雕刻技法有沉（凹）雕，浮（凸）雕，圆（立体）雕，通雕（多层）和锯通雕（单层）五种。
第四步，打磨：雕刻完成的作品先要经过细细的打磨，去掉刀刻的痕迹，让作品的表面平滑细腻。再用毛刷轻轻拂去浮尘和木屑。
第五步，髹漆贴金：潮州木雕也被称为潮州金漆木雕，这是因为大多数潮州木雕作品在雕刻完成后都经过最后一道髹漆贴金工序的处理。髹漆贴金就是在木雕作品表面髹涂红漆再贴上金箔。
通过三维交互呈现潮州木雕的制作工艺，并且可以利用VR设备，让观众达到身临其境的感觉，近距离感受传统工艺的魅力
第三是民间习俗数字化传播，我们以粤剧为例，目前面临传播形式单一，传承前辈渐逝，发展精品难出等难题。
我们引用高新技术，注入新的传播模式，通过异质文化的交流，为粤剧文化传播营造出一种新环境，推动粤剧曲艺文化的繁荣发展。通过互动程序、讲解图，小动画，微交互等形式讲解、展示粤剧中生旦丑三角的妆容，头饰，服饰，动作，给戏服、头冠等三维模型赋予生命力，并向公众普及粤剧的基础知识。
小结
充分利用最新的空间信息技术，是文化遗产数字化的重要技术手段，能够对考古发掘过程回溯及仿真，实现文化遗产本体保护与区域保护并举，助力公众参与文化遗产保护与传播。
我的汇报完毕，谢谢各位聆听。
广州欧科，高新技术企业，新三板挂牌，国家测绘科技进步一等奖，院士支持，深耕于智慧博物馆解决方案，博物馆信息化，历史建筑领域，是“科技+文化+创意”融合领域的独角兽企业。
