浅谈数字化技术在不可移动文物中的应用 ——以山西为例

随着现代化信息技术的发展，数字化技术在文物保护中的重要作用日益突显。通过阐述山西省不可移动文物资源情况和数字化技术的必要性，结合山西不可移动文物数字化实例，提出不可移动文物数字化保护规范发展策略，以期推动文物保护工作有序进行。

不可移动文物是重要的历史文化遗产，从多个角度反映了不同历史时期人类活动的发展状况，是人们了解历史文化的窗口。对不可移动文物进行保护利用，既是对人类历史文明的正视，也是对中华优秀传统文化的继承与弘扬。

山西是文物大省，现有国家级文物保护单位531处，省级文物保护单位779处，其中，尤以古建筑最为瞩目。2021年遭受洪涝灾害后，省内共有1763处不可移动文物出现了不同程度的屋顶漏雨、墙体开裂坍塌、周边护坡岩体、地基塌陷、建筑倒塌等情况。由此，不可移动文物数字化保护成为文物保护工作的重中之重。

山西不可移动文物资源情况

不可移动文物

不可移动文物是针对可移动文物而言的，通常情况下是指不可以转移其位置的文物或是与其周边环境协同共存不能单独转移或分离的文物，本文主要针对这一类型文物进行讨论。

第三次全国文物普查及山西省文物局数据显示，截至2020年7月，山西拥有53875处不可移动文物，全国重点文物保护单位531处，位居全国第一；此外，还有世界文化遗产3处，位列全国前茅。但由于种种自然原因和外部因素，部分不可移动文物本体及周边环境遭受不同程度的损毁，甚至消失，因此数字化保护工作迫在眉睫。

不可移动文物数字化保护

不可移动文物数字化保护通过先进的数字化技术全面、系统、科学地记录文物的信息，为其建立翔实的数字化档案，以实现永久性保护。

为加快文物数字化保护步伐，山西省文物局在2020年出台《山西省不可移动文物数字化保护指导意见》，旨在规范开展重要国保、省保及濒危彩塑壁画数字化采集工作，逐步实现全省文物数字化保护全覆盖。

数字化保护的必要性

不可移动文物往往拥有上百年甚至上千年的历史，是独一无二、不可多得的珍贵遗产。但随着时间流逝，文物因各种原因受损。采用数字化技术对文物进行三维扫描，在将文物资源永久保存的基础上，充分利用这些数字资源可以让大众感受传统文化的底蕴与魅力，传承和弘扬传统文化。

数字化技术成为文物保护的有效手段

中共中央办公厅、国务院办公厅在2018年10月印发了《关于加强文物保护利用改革的若干意见》，其中明确指出：“充分运用互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术，推动文物展示利用方式融合创新，推进‘互联网+中华文明’行动计划。”

近年来，数字化建设赋予了文物“新生命”，不断丰富的数字化技术手段和展示场景让陈列在广阔大地上的遗产和收藏在博物馆里的文物都“活”了起来。扩大数字化技术在不可移动文物保护领域的应用，可以使不可移动文物的保护系统更加完善，且数字化技术的使用节约了保护不可移动文物所需的人力物力资源，减轻了保护不可移动文物的财务压力，同时还可以有效提高保护不可移动文物工作的效率和质量。数字化技术的应用是文物保护发展的必然趋势。

此外，科学合理的保护方案离不开历史文献和大数据的有力支撑，加强文物的数字化管理，形成科学有效的大数据信息系统，为永续的文物保护研究夯实基础。

能够突破时间和空间的限制

数字化技术可以通过多种渠道对不可移动文物进行展示，搭建大众与不可移动文物之间的信息桥梁。将数字化技术广泛应用在文物保护中，大众足不出户就能对不可移动文物进行参观和体验，查询想要了解的文物信息，感受文物的内涵价值。这种便捷、高效的展示方式不仅能为大众提供更加优良的服务，满足大众的精神文化需求，有效提高不可移动文物对大众的影响力，还能减少因大众直接接触不可移动文物所带来的损害，从而更好地保护不可移动文物。

能够提高保护管理工作的效率

对不可移动文物进行信息化处理，可以建立数字档案，搭建数据平台。数据平台中记录着文物的详细数据信息，例如不可移动文物的整体布局、保存状况、保护范围和建设控制地带等。通过在数据库中检索关键信息，工作人员能够快速准确地对文物相关资料和展览情况进行了解。这有效提高了文物管理工作人员的工作效率和质量，真正意义上实现对不可移动文物的全面管理。

为不可移动文物本体保护研究提供科学依据

在对不可移动文物进行保护的过程中，需要经验丰富的技术人员对保护方法做出判断，其难免会受到一些主观因素的影响。而信息化技术的应用可以弥补人工测绘构图等传统保护方式的不足。将高精度测量、全景信息采集、三维扫描技术及高清航拍相结合，对不可移动文物本体的空间等信息进行数字化采集，并处理生成不可移动文物的三维模型和高清影像数据，初步完成对文物本体的详细评估与全方位记录，为文物研究、文物修复、宣传展示提供基础性数据。

对不可移动文物数字资源的建设，可以形成相应的文物数字资源采集和制作规范。这不仅有助于文物资源的高效展示、便捷流转，还为文物保护提供了数字化技术支撑，为未来文物大数据分析、云应用提供了基础性资源。

为文物保护利用提供更多途径

一方面，通过数字技术能高度还原修复并展现这些不可移动文物本来的样貌。对受到损害的文物，可以先对其进行3D扫描，然后再通过计算机整合数据，从而生成一个完好的文物数据模型，最后再根据还原好的文物模型尽可能地还原它的真实面貌。例如，孔雀明王窟和媚态观音龛的数字化修复就是典型案例。

另一方面，通过网络技术能够实现不可移动文物本体的虚拟传播展示，让人们近距离了解不可移动文物，感受不可移动文物的价值内涵。

山西数字化保护应用实例

晋祠博物馆

晋祠位于山西省太原市晋源区晋祠镇，始建年代甚早，初名唐叔虞祠，是为纪念晋国开国诸侯唐叔虞（后被追封为晋王）及母后邑姜后而建。晋祠文化遗产丰富，承载着丰富的历史、科学、艺术价值和文化内涵，拥有特色的历史景观和旅游资源。

2015年以来，相关工作人员利用三维激光扫描、倾斜摄影、近景摄影测量、工程地质勘察和地球物理勘探等数字化勘测手段先后对圣母殿、献殿、鱼沼飞梁、水母楼、唐叔虞祠、难老泉亭等建筑及其附属文物开展了数字采集、三维建模等数字化工作。

2020年，工作人员又对晋祠内中轴线上和重要文物中未进行数字化勘察测绘的古建筑，如越坊、钟鼓楼、金人台及附属铁人像、会仙桥、唐碑亭以及附属碑碣、关帝庙及附属彩塑（铁人）和壁画实施多维度空间信息的数据采集、数据处理、数字分析，建立了一套包含古建筑和彩塑（铁人）结构、空间关系、材质、纹理及多种分析结果的数字化信息数据体系。

晋祠献殿（作者拍摄）

天龙山石窟

天龙山位于太原市西南36千米处的吕梁山脉，南北朝的东魏时期，大丞相高欢进据并州为“别都”，在这里修筑避暑宫，并开凿石窟。公元560年，北齐孝昭帝高演在这里修建了天龙寺，之后的隋、唐、五代时期仍继续在这里修寺凿窟，于是天龙山石窟成了我国著名的十大石窟之一和佛教丛林。如今的天龙山石窟博物馆，集林、泉、寺、洞为一体，现存石窟、古建、墓塔、碑刻、雕塑、壁画等历史遗存100余处，是太原地区保存东魏、北齐、隋唐时期地上文化遗存最丰富、最完整的区域之一，为全国重点文物保护单位。

天龙山石窟造像数字化保护工作采用无人机航测、三维扫描、近景摄影测量、高清摄影等快速无接触的数字化勘测手段，对天龙山25座石窟、500余尊造像、20余尊（幅）浮雕藻井、中心塔柱、龛楣、石窟前廊立柱、斗拱等建筑构、崖壁小佛龛、唐代金刚力士像、明代揽胜留题题词、冯玉祥题词、历代功德碑等附属文物及赋存环境的空间结构、色彩纹理等信息进行了记录，建立统一的坐标系统，形成全面、规范、通用的天龙山石窟文物全息数字档案。这为天龙山石窟学术研究、数字复原展示利用以及流失海外文物的追溯提供了准确、丰富的数据资源和基本依据，也为天龙山石窟纳入山西省文化遗产大数据体系建设做好了基础工作。

平遥县双林寺

双林寺位于山西省平遥县西南六公里桥头村，创建于北齐武平二年（571），宋代重新修建，取佛经“双林入灭”之义，改名“双林寺”。寺内保存至今的2000余尊明代彩塑，被联合国人类居住中心专家称赞为“世界珍宝”“真正的、独一无二的珍宝”，认为其为已消失的传统彩塑工艺提供了佐证。双林寺数字化项目采用三维激光扫描、多图像三维重建、壁画信息数字化采集，结合图版拍摄的方式，对双林寺建筑、壁画、彩塑及其附属文物信息的环境等进行了全面的数字化信息记录。对双林寺天王殿、释迦殿、菩萨殿、罗汉殿彩塑进行高保真数字化信息的采集，采用佳能5DSR进行高保真纹理映射采集有效单张原始数据≥5000W像素，纹理映射贴图采用自动贴图，单张分辨率≥8192*8192像素。彩塑整体精度≤0.1mm；壁画采集单张有效像素≥5000W，整体壁画与彩塑分离，壁画采集精度为300PPI；同时对天王殿、释迦殿、菩萨殿、罗汉殿等的彩塑造像采用海克斯康7轴关节扫描臂进行数据采集，采集精度≥0.03mm，整体扫描数据无夹层、无缺漏、无重叠。通过数字化手段建立科学完整的数字化档案，为维修、保护、研究以及未来展示等工作提供基础信息，同时还可以实现文物社会教育功能，为传承文化奠定坚实基础。

文物数字化保护规范发展

党的十八大以来，党中央、国务院高度重视文物保护工作，各级党委、政府对文物价值的认知也随之提高，文物工作者依法保护文物的意识明显增强，以《中华人民共和国文物保护法》为核心的文物保护法律制度体系基本形成。但是关于不可移动文物数字化保护方面的相关法律法规仍不完善。

山西省文物局将文物保护、弘扬、活化利用等工作，特别是不可移动文物数字化工作已提上日程，其中对文物数字化工作标准化的问题更是成为文物数字化建设中的基础工作被放在首位。

目前，不可移动文物数字化保护过程中的数字化工作者大多都是按照各自在工作中形成的规范或习惯进行操作，没有比较严格统一的标准，这些数据存在不能真实、客观记录文物的问题。全国人大代表、山东省青州市博物馆原馆长王瑞霞指出：“一方面要加大科研投入，另一方面还应该尽快出台文物数字化的国家标准，使文物信息采集标准统一，减少低质、无效数据资源的产生。”由此可见，文物数字化标准体系建设要求将数字化采集、整理，以及对不可移动文物数字化信息的使用全流程纳入标准规范，保证记录的完整性和真实性。同时，不可移动文物数字化保护的从业者应具有行业的准入资格和行业标准，使文物数字化保护工作形成一个系统科学的有机整体。

文物数字化标准体系建设为数字化技术的推广保驾护航，可以促使文物信息采集记录工作人员操作更加规范及研究数据更加真实、客观，还有利于构建一站式文物管理服务体系，实现文物可公开数据的资源共享，从而有效推动文物数字化保护工作规范发展。

综上所述，不可移动文物的数字化保护是科技进步和数字技术发展背景下的必然趋势，文物数字资源平台建设对文物保护利用具有重要意义。在不可移动文物保护利用工作中要利用数字化技术的优势，为文物资源建立数字化档案，并通过互联网彰显文物的内涵价值，同时为大众提供精准化的文物服务。

怎样利用不可移动文物数字化保护后形成的数字化成果，如何深入研究与挖掘其价值，如何更加全面、生动逼真地展示依然是当前不可移动文物保护过程中需要深思的问题。当然，我们也要认识到技术手段的局限性，不能把文物保护的传统手段和数字技术手段完全割裂，要在“保护第一”的前提下选择最适合的方式将不可移动文物物质形态与数字形态相融合，让文物承载的中华优秀历史文化赓续相传。