
在社会与经济快速发展的当今世界,各国愈来愈重视本国的文化遗产,都将其视为维系文化传承、保持文化优势和特色的不可或缺的资源,文化遗产甚至已成为国家软实力重要体现。
然而上世纪80年代以来,全球化加剧、旅游业发展、环境恶化等因素,致使文化遗产面临着更多威胁。在这种情况下,现代科学技术在文化遗产保护中的作用日益凸显,文化遗产保护理论和技术手段都随之发生着深刻的变化。预防性保护这一理念也正是在此背景下产生的。通过长期监测、科学记录在各类风险因素影响下文化遗产的变化,以科学监测数据积累为基础,分析研究文化遗产的变化规律,制定和实施科学的保护控制措施,以达到主动的预防性保护。出现于上世纪90年代末,基于现代传感技术、网络技术、自动控制技术的物联网概念,正逐步成为我们实现文化遗产预防性保护的重要技术途径。
近十几年来,国际文化遗产保护领域也正是朝着这个方向发展,如遗产监测以及加强文化遗产安全方面的国家行动计划相继出台,很多文化遗产保护强国已普遍应用3S技术、信息化等高新科技手段,建立文化遗产监测、信息收集、信息处理的预防性保护管理系统等。起步较早且颇具影响力的是意大利的文化遗产风险评估项目(Risk Map of Cultural Heritage)。1992年由意大利保护研究中心(Istituto Central peril Restauro,ICR)发起,针对建筑遗产保护现状和所处环境的恶劣情况,通过GIS技术对环境引起的危害进行评估(如洪水灾害、地震灾害等),同时也对遗产的保护状态进行监测,以便管理控制和更有效地采取相关保护措施。该项目首先在罗马、那不勒斯、拉文纳和都灵4个城市进行,之后推广到意大利全国范围为防止本国的文化遗产在快速发展的城市化进程中遭受损失。
在我国,预防性保护同样受到国家文物主管部门的高度关注,逐步从政策、资金和技术等方面组织引导我国的遗产保护向主动的预防性保护方向发展。我国部分世界文化遗产地和博物馆更是率先引入了物联网相关技术,探索通过有效监测和分析,实施预防性保护措施的新手段,并取得了良好效果。
敦煌莫高窟的监测工作始于1990年。首先是窟外气象数据如:温度、湿度、光照、降雨、风向、地表温度等指标的自动监测,监测数据为莫高窟治沙工程提供了准确的气象资料。其次,窟内设立了微环境气象站,主要测定温度和湿度,以研究环境变化对病害的影响;另外,还开展崖体裂隙的监测,监测洞窟崖体变化预防洞窟出现坍塌。2006年,为研究游客活动对洞窟环境所造成的影响,开发了基于无线传输的微环境监测系统,对莫高窟60个开放洞窟的环境变化进行实时监测,同时通过环境与洞窟地仗盐分迁移活动的关系,确定了洞窟湿度和二氧化碳含量的最高上限,微环境监测系统可根据这些数据及时预报,指导洞窟的开放时间。在壁画本体方面,采用定期图像采集和颜料色度监测,分析研究壁画本体病害的发展规律,为采取进一步的保护措施提供依据。
在秦兵马俑坑遗址一号坑、二号坑和馆外,秦俑博物馆建立了大气环境观测系统,开展了微气候、气象状况、腐蚀性气体、大气气溶胶和降尘的同步观测和分析,获得了不同时间尺度下室内微环境和关键大气污染物的变化特征及其化学反应机制,判定了兵马俑博物馆室内气溶胶的污染来源及可能影响。立足秦俑遗址和博物馆馆藏文物的特点,采用国际先进的连续观测仪器和污染物测试手段,对危害文物的污染物含量水平、空间分布状态、来源及发展趋势进行了详细评估,建立了室内微气候、腐蚀性气体、大气气溶胶以及降尘等的综合数据库。很好地为进一步的开展污染控制研究和政策制定积累了技术基础。
此外,还有龙门石窟开展的针对石灰岩石窟安全风险因素如大气质量、气象环境和水环境等监测工作;苏州园建立的古典园林建立监测6大数据库和动态信息管理监测预警系统软件平台;上海博物馆研究和示范的馆藏文物保存环境监测和控制技术研究与示范等;同时在国家科技计划和“指南针计划”的支持下,还开展了如《空间信息技术在京杭运河保护中的应用研究》、莫高窟和秦始皇帝陵物联网研究试点等项目。这些都是应用物联网技术而达到预防性保护的有益尝试。
从已取得应用成效和已开展的研究我们不难看出,以动态监测、智能预警和辅助决策为核心内容,以空间遥感、无线传感、智能预警、多种网络通信手段为技术支撑,以文化遗产保护管理法律法规、制度体系和安全体系为保障的各级联动响应的文化遗产预防性保护的物联网应用体系是一项宏大的系统工程,这些工程逐步建设完成将为我国从文化遗产大国走向文化遗产保护强国提供强有力的技术支撑和保障。
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当下,物联网、大数据、虚拟现实技术、3D技术等备受瞩目的新技术,已成为开启未来智慧世界的钥匙。近日,2015中国国际物联网博览会在北京举办,众多物联网相关的制造、服务展商汇聚一堂,集中展现物联网发展的勃勃生机。那么,物联网能够为文化行业带来怎样的突破?
物联网应用广泛
物联网,顾名思义就是将物与物通过网络联系在一起。“物联网往往与智能卡、RFID(射频识别)、大数据等技术相联系。智能卡、RFID标签是终端设备,用于存储物品的数字信息,然后借助专用设备提取信息,并通过网络传输和大数据技术进行信息的集中存储、分析、处理,进而实现大批量物品的快速管理、控制。”参加2015中国国际物联网博览会的航天信息股份有限公司销售经理张继创告诉记者。
为充分发掘物联网的潜力,特别是发挥其在公共服务领域的作用,在上世纪90年代,我国就开展了物联网产业的相关研究,建设应用试点。现在,物联网已经“润物无声”地进入并改变着我们的生活,手机支付应用、图书馆自助还书系统、遍布上百个试点城市的市民“一卡通”等,都是物联网技术在大显身手。
2014年我国RFID市场达到385.23亿元,规模居全球第三位;而物联网市场规模已达到5679亿元,具有巨大的经济效益和市场前景。记者在展会上看到,物联网应用涉及停车收费、路桥管理、物流调度监管、食品及药品安全管理与识别防伪等诸多领域。张继创告诉记者:“目前,物联网应用基本局限于大批量物品管理,然而随着物联网逐渐渗透到各个行业,应用领域不断拓展,物联网将大有可为。”
监测藏品环境,远程控制调节
近年来,博物馆、美术馆、图书馆等公共文化服务机构也逐渐感受到物联网技术的魅力。由于物联网具有全面感知、可靠传输、智能处理等优势,许多单位将其作为预防性保护贵重藏品、对藏品环境进行实时监管的重要技术手段之一。特别是,由于博物馆藏品较为珍贵,对环境变化非常敏感,因此物联网技术在文博领域具有广阔的应用前景。
据了解,2010年,国家文物局在敦煌莫高窟、秦始皇帝陵博物院开展了物联网应用示范研究。如敦煌莫高窟,已在60多个洞窟安装了200多个传感器,包括温湿度、二氧化碳监测设备,崖体内部温湿度、崖体裂隙、壁画病害等传感器。山顶和窟区布置气象站和风沙监测站,窟区安装空气监测站等。在数据采集、实时监测的基础上,通过网络将数据传输至专用的数据库,并将分析结果实时传给洞窟开放管理系统和莫高窟监测中心,一旦数值超过承载限度,系统将发出预警,并通过短信平台传给相关人员,采取相应的保护措施。
目前,类似的监控系统在文物预防性保护领域正在推广应用,现已起到示范性效果。据国家文物局智慧博物馆建设研究课题组负责人杨晓飞介绍,目前国内有4000多家博物馆,运用物联网进行预防性保护、数字化保护的不足100家,多为经费较为充足的国家级、省级博物馆和重点遗址博物馆。而在美术馆等机构,由于保存藏品环境较为简单,因此几乎没有涉及预防性保护。“物联网技术应用是一项系统性投入,需要经费、技术、管理机制等多方面支持。”他告诉记者。
控制藏品流向,便于批量管理
除环境监测外,物联网技术还可以在博物馆、美术馆、图书馆、档案馆的藏品、藏书管理系统内大展身手。只需贴上小小的RFID标签,藏品、藏书的登记、管理立刻便捷起来。
长期致力于物联网技术在档案管理应用的上海中卡智能卡有限公司负责人蔡薇告诉记者:“传统档案管理需要耗费大量人力和时间,许多档案入馆后被长期堆放,得不到及时整理归档;由于人工归档存放过程中产生的不可避免的错误,档案存放次序一旦被打乱,将来查找便非常困难;档案资料都封装在档案盒内,因此盘点时一般只清点档案盒数量,不能准确反映档案存储信息。”将RFID应用于档案管理,情况可大为不同。
蔡薇介绍,当管理员用手推车推着一批贴有RFID标签的档案,进出装有电子标签阅读器的库房门时,阅读器会自动将这批档案的案卷号输入计算机,在档案目录数据库中对相关条目打上进出库房的标记。“虽然用条形码也能实现,但条形码只能逐卷扫描录入,RFID则可实现大量、瞬间录入。
此外,该技术可以助力于迅速找到放错位置的档案,管理员只需手持移动阅读器在库房巡视,发现需要寻找的档案时,阅读器会自动提醒。”蔡薇如是说。 此外,物联网技术已经用于书画、酒类防伪,随着技术不断成熟,物联网在其他类别的珍贵艺术品、文物等防伪、防盗领域都有可拓展的应用空间。
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物联网传承自然文化
2014年10月26日,国内首个物联网新城地产开发项目“长城河谷”在滦平县巴克什营镇举行了隆重的启动仪式。这是国内物联网领域一次大胆突破,而整个“长城河谷”项目也是物联网实践的最佳平台。在启动仪式上滦平县委、县政府、北京城建集团、物联网产业技术创新战略联盟等相关领导出席并做了重要讲话。
自2009年物联网被正式列为国家五大新兴战略产业之一并写入政府工作报告以来,国内物联网开始加速发展,物联网概念也如同两年前的云概念被越来越多地提及。但与云概念不同的是,由于成本、技术等原因物联网至今还处于萌芽阶段,并没有大规模的实际应用。因此世界梦想镇“长城河谷”的出现可以看作是国内最大的一次物联网实际应用项目,其具有里程碑式的意义。
“长城河谷”项目一期规划总面积超过15平方公里,位于金山岭长城脚下巴克什营镇,是京津冀一体化国家战略体系北京——张承发展带中轴核心地带。据滦平县委书记蔡福浩透露,选择滦平县巴克什营镇作为项目地有三点原因。一是因为巴克什营镇毗邻北京,是北京——张承发展带中轴核心,能够获得充足的资源和技术支持,更加容易投入后期建设;二是巴克什营镇交通便利,拥有京承高速、101国道、京承轻轨(规划中)、京密快速路四条干线集结的发达交通网络;三是因为巴克什营镇自身风景优美,符合“长城河谷”自身的定义。
作为一个集科技与自然于一体的物联网园区,“长城河谷”肩负着中国物联网的未来。它建成之后将会向世人展示未来生活是什么样的,人们的日常生活将会获得哪些便利,衣食住行方面又将会与现在有什么不同,我们都将拭目以待。当然,未来城市“长城河谷”也是探索未来城市与自然和谐相处的样板。
“长城河谷”将会在云计算基础上的信息交换共享平台,连接各家各户的物联网机器,实现科技生活。冰箱“提醒”你冷冻的食物将要过期、空调自动调节室内温度、刚到家门前,门自动为你打开。这些以前只出现在科幻电影中的场景将会真实的出现在“长城河谷”里面,并且引领着中国物联生活的发展。
不止是物联网,也是宜居之地的文化传承
建成后,“长城河谷”将于金山岭秀丽层峰之间,临潮河之滨,对望司马台、金山岭、古北口、卧虎山、蟠龙山五座长城,这里将成为一个远离城市喧嚣与雾霾的生态之地。从目前的规划来看,“长城河谷”将会尽可能多的保留原有自然景观。
当然,“长城河谷”并不止是物联网和优美的自然环境。利用出色的设计,“长城河谷”在让巴克什营镇保持其原有的韵味之外融入现代科技和未来感。从效果图上来看,“长城河谷”非常惊艳,配合当地俊美环境,体现了中国城镇发展的新思路。对现在普遍存在的房地产过度开发导致的“鬼城”现象具有极佳的启示意义。也许城市并不需要那么大的面积,但是需要高效简单的生活和优美的自然环境,以及对中国千年居住文化的传承。
一个好的园区,必然拥有完善的配套设施。“长城河谷”拥有高端教育品牌中关村学院、解放军总参谋部总医院、博纳影业文化品牌、中国汽车房车露营联盟、米拉商业品牌以及签约美国最宜居的城市核桃市,比肩洛杉矶阳光生活,营造美好社区与完备服务。自项目成立之初,“长城河谷”便立志倚靠得天独厚的长城文明与生态文明,以国家战略与未来生活为指导,为都市人打造一处围城外的造梦空间。让更多的人在享受科技城市的同时也能够享受到自然的馈赠以及对中国传统居住文化的传承。
作为第一个吃螃蟹的项目,“长城河谷”可以说走在了国内的最前沿备受关注。同时,“长城河谷”也备受压力。不过不管未来如何,“长城河谷”作为先行者在历史的潮流中必然会拥有一席之地。如同当年的华西村,将成为教科书里面的素材,让后代知道一个伟大时代是如何到来的。
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【数据分析】
习近平总书记指出:“提高国家文化软实力,要努力展示中华文化独特魅力……综合运用大众传播、群体传播、人际传播等多种方式展示中华文化魅力。”物联网的兴起和迅速发展,为我国传统文化资源“活起来”提供了一个全新的平台。物联网语境下,文化的展示和传播具有以下几个特点:
文化产品将具有更加全面的感知性。从上世纪90年代开始,以互联网、移动通信网为代表的信息传输技术突飞猛进,带来了信息产业的第二次浪潮。但它们构建的是人与人的信息传播网络,物联网则从人与人的沟通扩展到人与物、物与物的沟通,形成了一个无所不包的客观物理世界。物联网技术下的人或者物更加关注的是感知的目标和环境,是要让物理世界主动告知人类,让人类感知到物理世界的情况。因此,物联网是人与客观物理世界互动交融的系统。比如,建立基于物联网技术的历史文化遗产实时智能保护系统,或者将旅游文化信息和物联网技术结合,成立新型的旅游文化信息交流系统平台,可为历史文化遗产保护和旅游文化信息传播提供可靠性高、灵活性强、可扩展性广的新一代信息技术支持,为古文化遗址的旅游业发展、古文化的传播与弘扬建立一套强大的智能感知、智能处理和智能监控的网络化平台。
文化产品将具有更加全面的互联性。在物联网时代,文化产品的互联性将体现在两个方面:一方面是文化产品生命周期的纵向互联,另一方面是文化产品市场应用的横向互联。在纵向互联中,文化产品在其生产初始阶段就会被贴上唯一的电子标签,所有与该件产品相关的生产、流通、库存、销售、消费等信息,将随着产品的生命周期而接连写入电子标签,继而汇聚到物联网数据库中。消费者因此可以轻易查询到该件文化产品的全部信息,不仅强化了产品安全性,并且提高了生产流通的实际效率。在横向互联中,物联网让我们身边无处不在的普通文化产品互联互通,实现物与物之间的远程访问、远程控制、远程存取和远程共享。可以设想这样一个场景:用A地的数码相机,可以把旅游相片自动发到B地的电脑上,而指令则是通过千里之外C地的手机发出的。这正是物联网即将走入大众文化娱乐生活的写照。
文化传播将具有更加深入的智能性。物联网系统中的传感器是一种探测、感受、转化外界信号的装置,它能把自然界的模拟信息转化成可由计算机处理的数字信息。因此,物联网时代的设备将拥有更为精密的温度、光线、重力、地点等指标的感应能力。科学家们正努力在这些传感设备上实现自我学习、推导的功能。在古文物保护方面,物联网技术方法应可以得到成功运用。
在物联网技术支持下,构建智能文化传播体系、让传统文化资源真正“活起来”已成为可能。我国作为文化大国,而且在物联网研究方面具有先发优势,应积极、充分利用物联网这一高新技术,将物联网建设成为讲好中国故事、传播好中国声音、展示中华传统文化的重要平台。
来源:文化大数据