物聯(lián)網(wǎng)與文化遺產(chǎn)預防性保護

然而上世紀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)代科學技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護中的作用日益凸現(xiàn)，文化遺產(chǎn)保護理論和技術(shù)手段都隨之發(fā)生著深刻的變化。預防性保護這一理念也正是在此背景下產(chǎn)生的。通過長期監(jiān)測、科學記錄在各類風險因素影響下文化遺產(chǎn)的變化，以科學監(jiān)測數(shù)據(jù)積累為基礎，分析研究文化遺產(chǎn)的變化規(guī)律，制定和實施科學的保護控制措施，以達到主動的預防性保護。出現(xiàn)于上世紀90年代末，基于現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、自動控制技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)概念，正逐步成為我們實現(xiàn)文化遺產(chǎn)預防性保護的重要技術(shù)途徑。

近十幾年來，國際文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域也正是朝著這個方向發(fā)展，如遺產(chǎn)監(jiān)測以及加強文化遺產(chǎn)安全方面的國家行動計劃相繼出臺，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(jiān)測、信息收集、信息處理的預防性保護管理系統(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(xiàn)狀和所處環(huán)境的惡劣情況，通過GIS技術(shù)對環(huán)境引起的危害進行評估(如洪水災害、地震災害等)，同時也對遺產(chǎn)的保護狀態(tài)進行監(jiān)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個城市進行，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)，探索通過有效監(jiān)測和分析，實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(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、風向、地表溫度等指標的自動監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)為莫高窟治沙工程提供了準確的氣象資料。其次，窟內(nèi)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，還開展崖體裂隙的監(jiān)測，監(jiān)測洞窟崖體變化預防洞窟出現(xiàn)坍塌。2006年，為研究游客活動對洞窟環(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)，對莫高窟60個開放洞窟的環(huán)境變化進行實時監(jiān)測，同時通過環(huán)境與洞窟地仗鹽分遷移活動的關(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)及時預報，指導洞窟的開放時間。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，為采取進一步的保護措施提供依據(jù)。

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反應機制，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，采用國際先進的連續(xù)觀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)、來源及發(fā)展趨勢進行了詳細評估，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。很好地為進一步的開展污染控制研究和政策制定積累了技術(shù)基礎。

此外，還有龍門石窟開展的針對石灰?guī)r石窟安全風險因素如大氣質(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)庫和動態(tài)信息管理監(jiān)測預警系統(tǒng)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(jiān)測和控制技術(shù)研究與示范等；同時在國家科技計劃和“指南針計劃”的支持下，還開展了如《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展的研究我們不難看出，以動態(tài)監(jiān)測、智能預警和輔助決策為核心內(nèi)容，以空間遙感、無線傳感、智能預警、多種網(wǎng)絡通信手段為技術(shù)支撐，以文化遺產(chǎn)保護管理法律法規(guī)、制度體系和安全體系為保障的各級聯(lián)動響應的文化遺產(chǎn)預防性保護的物聯(lián)網(wǎng)應用體系是一項宏大的系統(tǒng)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。