物聯(lián)網(wǎng)與文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)

在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的當(dāng)今世界，各國愈來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(xiàn)。

然而上世紀(jì)80年代以來，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)面臨著更多威脅。在這種情況下，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的作用日益凸現(xiàn)，文化遺產(chǎn)保護(hù)理論和技術(shù)手段都隨之發(fā)生著深刻的變化。預(yù)防性保護(hù)這一理念也正是在此背景下產(chǎn)生的。通過長期監(jiān)測、科學(xué)記錄在各類風(fēng)險(xiǎn)因素影響下文化遺產(chǎn)的變化，以科學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)積累為基礎(chǔ)，分析研究文化遺產(chǎn)的變化規(guī)律，制定和實(shí)施科學(xué)的保護(hù)控制措施，以達(dá)到主動(dòng)的預(yù)防性保護(hù)。出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代末，基于現(xiàn)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(xiàn)文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)的重要技術(shù)途徑。

近十幾年來，國際文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域也正是朝著這個(gè)方向發(fā)展，如遺產(chǎn)監(jiān)測以及加強(qiáng)文化遺產(chǎn)安全方面的國家行動(dòng)計(jì)劃相繼出臺(tái)，很多文化遺產(chǎn)保護(hù)強(qiáng)國已普遍應(yīng)用3S技術(shù)、信息化等高新科技手段，建立文化遺產(chǎn)監(jiān)測、信息收集、信息處理的預(yù)防性保護(hù)管理系統(tǒng)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(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目(Risk Map of Cultural Heritage)。1992年由意大利保護(hù)研究中心(Istituto Central peril Restauro,ICR)發(fā)起，針對(duì)建筑遺產(chǎn)保護(hù)現(xiàn)狀和所處環(huán)境的惡劣情況，通過GIS技術(shù)對(duì)環(huán)境引起的危害進(jìn)行評(píng)估(如洪水災(zāi)害、地震災(zāi)害等)，同時(shí)也對(duì)遺產(chǎn)的保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，以便管理控制和更有效地采取相關(guān)保護(hù)措施。該項(xiàng)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(yù)防性保護(hù)同樣受到國家文物主管部門的高度關(guān)注，逐步從政策、資金和技術(shù)等方面組織引導(dǎo)我國的遺產(chǎn)保護(hù)向主動(dòng)的預(yù)防性保護(hù)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)，探索通過有效監(jiān)測和分析，實(shí)施預(yù)防性保護(hù)措施的新手段，并取得了良好效果。

敦煌莫高窟的監(jiān)測工作始于1990年。首先是窟外氣象數(shù)據(jù)如：溫度、濕度、光照、降雨、風(fēng)向、地表溫度等指標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)為莫高窟治沙工程提供了準(zhǔn)確的氣象資料。其次，窟內(nèi)設(shè)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(duì)病害的影響；另外，還開展崖體裂隙的監(jiān)測，監(jiān)測洞窟崖體變化預(yù)防洞窟出現(xiàn)坍塌。2006年，為研究游客活動(dòng)對(duì)洞窟環(huán)境所造成的影響，開發(fā)了基于無線傳輸?shù)奈h(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)莫高窟60個(gè)開放洞窟的環(huán)境變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)通過環(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(jiān)測系統(tǒng)可根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時(shí)預(yù)報(bào)，指導(dǎo)洞窟的開放時(shí)間。在壁畫本體方面，采用定期圖像采集和顏料色度監(jiān)測，分析研究壁畫本體病害的發(fā)展規(guī)律，為采取進(jìn)一步的保護(hù)措施提供依據(jù)。

在秦兵馬俑坑遺址一號(hào)坑、二號(hào)坑和館外,秦俑博物館建立了大氣環(huán)境觀測系統(tǒng)，開展了微氣候、氣象狀況、腐蝕性氣體、大氣氣溶膠和降塵的同步觀測和分析，獲得了不同時(shí)間尺度下室內(nèi)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(yīng)機(jī)制，判定了兵馬俑博物館室內(nèi)氣溶膠的污染來源及可能影響。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(xù)觀測儀器和污染物測試手段，對(duì)危害文物的污染物含量水平、空間分布狀態(tài)、來源及發(fā)展趨勢進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估，建立了室內(nèi)微氣候、腐蝕性氣體、大氣氣溶膠以及降塵等的綜合數(shù)據(jù)庫。很好地為進(jìn)一步的開展污染控制研究和政策制定積累了技術(shù)基礎(chǔ)。

此外，還有龍門石窟開展的針對(duì)石灰?guī)r石窟安全風(fēng)險(xiǎn)因素如大氣質(zhì)量、氣象環(huán)境和水環(huán)境等監(jiān)測工作；蘇州園建立的古典園林建立監(jiān)測6大數(shù)據(jù)庫和動(dòng)態(tài)信息管理監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)軟件平臺(tái)；上海博物館研究和示范的館藏文物保存環(huán)境監(jiān)測和控制技術(shù)研究與示范等；同時(shí)在國家科技計(jì)劃和“指南針計(jì)劃”的支持下，還開展了如《空間信息技術(shù)在京杭運(yùn)河保護(hù)中的應(yīng)用研究》、莫高窟和秦始皇帝陵物聯(lián)網(wǎng)研究試點(diǎn)等項(xiàng)目。這些都是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而達(dá)到預(yù)防性保護(hù)的有益嘗試。

從已取得應(yīng)用成效和已開展的研究我們不難看出，以動(dòng)態(tài)監(jiān)測、智能預(yù)警和輔助決策為核心內(nèi)容，以空間遙感、無線傳感、智能預(yù)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(hù)管理法律法規(guī)、制度體系和安全體系為保障的各級(jí)聯(lián)動(dòng)響應(yīng)的文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系是一項(xiàng)宏大的系統(tǒng)工程，這些工程逐步建設(shè)完成將為我國從文化遺產(chǎn)大國走向文化遺產(chǎn)保護(hù)強(qiáng)國提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保障。