物聯(lián)網(wǎng)與文化遺產(chǎn)預防性保護

在社會(huì )與經(jīng)濟快速發(fā)展的當今世界，各國愈來(lái)愈重視本國的文化遺產(chǎn)，都將其視為維系文化傳承、保持文化優(yōu)勢和特色的不可或缺的資源，文化遺產(chǎn)甚至已成為國家軟實(shí)力重要體現。

然而上世紀80年代以來(lái)，全球化加劇、旅游業(yè)發(fā)展、環(huán)境惡化等因素，致使文化遺產(chǎn)面臨著(zhù)更多威脅。在這種情況下，現代科學(xué)技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護中的作用日益凸現，文化遺產(chǎn)保護理論和技術(shù)手段都隨之發(fā)生著(zhù)深刻的變化。預防性保護這一理念也正是在此背景下產(chǎn)生的。通過(guò)長(cháng)期監測、科學(xué)記錄在各類(lèi)風(fēng)險因素影響下文化遺產(chǎn)的變化，以科學(xué)監測數據積累為基礎，分析研究文化遺產(chǎn)的變化規律，制定和實(shí)施科學(xué)的保護控制措施，以達到主動(dòng)的預防性保護。出現于上世紀90年代末，基于現代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)概念，正逐步成為我們實(shí)現文化遺產(chǎn)預防性保護的重要技術(shù)途徑。

近十幾年來(lái)，國際文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域也正是朝著(zhù)這個(gè)方向發(fā)展，如遺產(chǎn)監測以及加強文化遺產(chǎn)安全方面的國家行動(dòng)計劃相繼出臺，很多文化遺產(chǎn)保護強國已普遍應用3S技術(shù)、信息化等高新科技手段，建立文化遺產(chǎn)監測、信息收集、信息處理的預防性保護管理系統等。起步較早且頗具影響力的是意大利的文化遺產(chǎn)風(fēng)險評估項目(Risk Map of Cultural Heritage)。1992年由意大利保護研究中心(Istituto Central peril Restauro,ICR)發(fā)起，針對建筑遺產(chǎn)保護現狀和所處環(huán)境的惡劣情況，通過(guò)GIS技術(shù)對環(huán)境引起的危害進(jìn)行評估(如洪水災害、地震災害等)，同時(shí)也對遺產(chǎn)的保護狀態(tài)進(jìn)行監測，以便管理控制和更有效地采取相關(guān)保護措施。該項目首先在羅馬、那不勒斯、拉文納和都靈4個(gè)城市進(jìn)行，之后推廣到意大利全國范圍為防止本國的文化遺產(chǎn)在快速發(fā)展的城市化進(jìn)程中免遭損失。

在我國，預防性保護同樣受到國家文物主管部門(mén)的高度關(guān)注，逐步從政策、資金和技術(shù)等方面組織引導我國的遺產(chǎn)保護向主動(dòng)的預防性保護方向發(fā)展。我國部分世界文化遺產(chǎn)地和博物館更是率先引入了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，探索通過(guò)有效監測和分析，實(shí)施預防性保護措施的新手段，并取得了良好效果。

敦煌莫高窟的監測工作始于1990年。首先是窟外氣象數據如：溫度、濕度、光照、降雨、風(fēng)向、地表溫度等指標的自動(dòng)監測，監測數據為莫高窟治沙工程提供了準確的氣象資料。其次，窟內設立了微環(huán)境氣象站，主要測定溫度和濕度，以研究環(huán)境變化對病害的影響；另外，還開(kāi)展崖體裂隙的監測，監測洞窟崖體變化預防洞窟出現坍塌。2006年，為研究游客活動(dòng)對洞窟環(huán)境所造成的影響，開(kāi)發(fā)了基于無(wú)線(xiàn)傳輸的微環(huán)境監測系統，對莫高窟60個(gè)開(kāi)放洞窟的環(huán)境變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，同時(shí)通過(guò)環(huán)境與洞窟地仗鹽分遷移活動(dòng)的關(guān)系，確定了洞窟濕度和二氧化碳含量的最高上限，微環(huán)境監測系統可根據這些數據及時(shí)預報，指導洞窟的開(kāi)放時(shí)間。在壁畫(huà)本體方面，采用定期圖像采集和顏料色度監測，分析研究壁畫(huà)本體病害的發(fā)展規律，為采取進(jìn)一步的保護措施提供依據。

在秦兵馬俑坑遺址一號坑、二號坑和館外,秦俑博物館建立了大氣環(huán)境觀(guān)測系統，開(kāi)展了微氣候、氣象狀況、腐蝕性氣體、大氣氣溶膠和降塵的同步觀(guān)測和分析，獲得了不同時(shí)間尺度下室內微環(huán)境和關(guān)鍵大氣污染物的變化特征及其化學(xué)反應機制，判定了兵馬俑博物館室內氣溶膠的污染來(lái)源及可能影響。立足秦俑遺址和博物館館藏文物的特點(diǎn)，采用國際先進(jìn)的連續觀(guān)測儀器和污染物測試手段，對危害文物的污染物含量水平、空間分布狀態(tài)、來(lái)源及發(fā)展趨勢進(jìn)行了詳細評估，建立了室內微氣候、腐蝕性氣體、大氣氣溶膠以及降塵等的綜合數據庫。很好地為進(jìn)一步的開(kāi)展污染控制研究和政策制定積累了技術(shù)基礎。

此外，還有龍門(mén)石窟開(kāi)展的針對石灰巖石窟安全風(fēng)險因素如大氣質(zhì)量、氣象環(huán)境和水環(huán)境等監測工作；蘇州園建立的古典園林建立監測6大數據庫和動(dòng)態(tài)信息管理監測預警系統軟件平臺；上海博物館研究和示范的館藏文物保存環(huán)境監測和控制技術(shù)研究與示范等；同時(shí)在國家科技計劃和“指南針計劃”的支持下，還開(kāi)展了如《空間信息技術(shù)在京杭運河保護中的應用研究》、莫高窟和秦始皇帝陵物聯(lián)網(wǎng)研究試點(diǎn)等項目。這些都是應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而達到預防性保護的有益嘗試。

從已取得應用成效和已開(kāi)展的研究我們不難看出，以動(dòng)態(tài)監測、智能預警和輔助決策為核心內容，以空間遙感、無(wú)線(xiàn)傳感、智能預警、多種網(wǎng)絡(luò )通信手段為技術(shù)支撐，以文化遺產(chǎn)保護管理法律法規、制度體系和安全體系為保障的各級聯(lián)動(dòng)響應的文化遺產(chǎn)預防性保護的物聯(lián)網(wǎng)應用體系是一項宏大的系統工程，這些工程逐步建設完成將為我國從文化遺產(chǎn)大國走向文化遺產(chǎn)保護強國提供強有力的技術(shù)支撐和保障。