摘要：基于历史建筑保护的背景的研究，结合对数字化技术在当今社会的发展状况，充分合理地探讨数字化技术在历史建筑保护与传承中的应用。分析数字化技术在内外先进的古建筑保护优秀案例中的做法，提出适合当下历史建筑保护与传承的数字化技术应用体系，为未来历史建筑的保护提供周密高效的保护和传承保障。

　　关键字：历史建筑保护；数字化技术；优秀案例；数字化技术应用体系

　　一、历史建筑的保护背景

　　历史建筑承载着丰富的历史文化，寄托着当代人的历史情感，是人类重要的历史文化遗产之一。随着时间的推移，历史建筑正遭受着自然灾害和人为破坏，因此，对历史建筑的保护成为相关工作者乃至全人类当前重要的行动。我国的历史建筑涉及从秦汉到明清再到近代乃至现代各个时期，将近代现代的部分建筑也列为历史建筑，这在一定程度上充分体现了人们对历史建筑保护意识的极大提高。同时，随着数字化技术的发展，数字化技术为历史建筑的保护与传承提供了更多的方法，使得保护更加全面。如果在历史建筑上的复原、三维的可视化、数字化的管理等多方面都有所运用。虽然数字化技术在历史建筑的保护与传承中得到了应用，但其应用的深度和细节仍然需要相关工作者进一步研究挖掘，从而实现历史建筑更广范围的、更深层次的、很多领域的保护与传承。

　　二、数字化技术的发展现状

　　数字化就是将许多信息转化为可见的数字，以这些数字为基础利用二进制代码将数字进行编辑，然后再将这些数据导入计算机中，从而形成数字化模型的建。随着全球进入信息时代，数字化技术在我国的教育、医疗、休闲娱乐、环境保护等多方面都发挥着重要的作用。现目前，我国涉及的数字化技术种类多样，其特点和优缺点各有不同，下面就人工智能、大数据、灵境技术等进行介绍。

　　1.人工智能

　　人工智能英文名字Artifical Intelligence，简称为AI，主要包括机器学习、智能语言、图像处理等技术。人工智能不会受到人的干扰，会快速准确的做出决策，大大地提高了相关的工作效率。同时，人工智能与人类不同，它可以不间断的24小时间段进行工作。现目前人工智能应用于医疗、交通等多方面，使其工作内容更加精准，减少了许多不必要的失误。与此同时，人工智能也存在着一定的缺点，比如人工智能的软件需要及时的更新，操作机械需要定期的维修，这就会造成较大的成本开销；再比如人工智能的工作效率比人的工作效率高很多，这也就造成了一定的失业现象的产生。

　　2.大数据

　　大数据顾名思义，是大量的数据集合。其主要特点有大数据所涉及的数据量涵盖的内容广方面多；数据的生成和处理的速度比较快；数据的形式比较多样，比如有数据集文本、图像、视频等；数据的准确性和可信度较高，大多数据来源都具有较高的科学依据；数据的价值来源往往是通过对数据的分析提取，不是每一个数据都具有同等的价值，这就需要对海量的数据进行分析提炼，找出对本次应用中具有价值的数据。目前大数据已经在金融、医疗、教育等多领域进行广泛的应用。

　　3.灵境技术

　　灵境技术又称作虚拟现实技术，就是我们通常说的VR技术。其最主要的特点是他所反映出来的环境具有较高的真实感，使人难以分辨出其所模拟出来的环境是真是假。其环境主要凸显出真实环境中的特点，比如视觉上，该技术以真实的环境为样本进行模拟，是给人一种该模拟环境就是真实环境的重要前提；听觉上，该技术会结合实际场景中本该有的声音或者是进行真实场景声音的夸大和新鲜声音的结合，使该场景的体验更加丰富；触觉上，该技术会结合真实事物的可触摸的特点进行动态设计（反转，滚动，推拉，按压等）。该技术已经在军事、教育、医学、娱乐等多领域广泛应用。

　　除了以上三种数字化技术的在我国实现发展，还有其他比如工业互联网、云计算、区块链等多种数字化信息技术都有所涉及，在此就不一一进行展开内容介绍。

　　三、数字化技术在历史建筑中的应用

　　随着历史建筑保护工作的不断推进，近30年来，信息化技术经历了显著的变革。信息技术的发展历程不断演进：数字化、一体化、智能化、虚拟化等。这些变化不仅在技术应用的广度上有所扩展，也在深度上实现了质的飞跃[1]。在历史建筑保护中，数字化技术进行了历史建筑的建模、虚拟可视化、数字化修复、数字化管理等。

　　1.历史建筑建模

　　历史建筑建模的主要过程，首先对历史建筑进行测量，主要是三维测量包括地面测量和空间上的测量，现目前主要涉及的方法有无人机航拍和扫描仪扫描，前者主要适用于野外的小量作业后者主要适用于大型复杂的历史建筑。然后再结合所测量的数据通过计算机相关建模软件（包括3Dmax软件和sketchup软件等）进行模拟制作，形成三维模型，从而使历史建筑的整体外形实现立体的展示。三维扫描技术通过三维激光对物体表面进行多角度的机械扫描，逐步获取物体的各个部分信息，进而生成云数据。对于物体的特定部分和细节，还需进行精细且密集的扫描，以确保在现场能够获取到高质量的3D数据[2]。

　　2.虚拟可视化

　　虚拟可视化同样是利用计算机生成的，它更多的是在建模的基础，实现历史建筑周边环境的立体化展现，保护历史建筑本体的同时保护其周边环境。虚拟可视化不只是单单地从历史建筑本身进行考虑，它还要实现建筑结构与建筑环境的合理分析，可以做到建筑与建筑所构成的形态的保护。主要应用在旅游景点，可以使游客身临其境的进行历史建筑的参观。

　　3.数字化修复

　　数字化修复是对已经不存在原本的历史建筑全貌，进行虚拟性的恢复，可以实现在不破坏历史建筑的情况下，将历史建筑进行复原（包括纹理、色泽、本体空间、环境空间等）。虽然其复原的结果与历史建筑原本的一样有一定的差别，但是已经实现了对历史建筑感官乃至历史建筑结构实质上的修复保存。

　　4.数字化管理

　　主要是对历史建筑保护与利用等多方面所涉及的数据进行管理，比如在保护过程中，进行历史建筑的建模、可视化、修复等所产生的数据；对历史建筑进行参观、商业居住的功能利用等多方面所产生的数据；对历史建筑文化方面的传播所产生的数据；进行历史建筑的防护监测所产生的数据。数字化管理甚至还包括对历史建筑研究分析的相关数据的统计，比如历史建筑在其功能使用、吸引游客的数量、保护损坏维修多方面的数量统计，从而发现历史建筑保护与发展的规律，天所涉及的数字化管理系统，主要包括RS系统、GIS系统、数字化平台、数字化媒体等。

　　5.人工智能

　　人工智能的自主学习能力使其能够自动识别历史建筑在不同时期的特征，并自动筛选出值得保护和利用的历史建筑。这种技术的应用不仅提高了对历史建筑保护利用的效率，也提升了准确性。

　　四、国内外历史建筑中数字化技术的应用案例1.巴黎圣母院

　　巴黎圣母院位于法国巴黎中心，是具有一定国际影响力的天主教堂，1991年被联合国列入世界文化遗产名录。然而不幸的是，巴黎圣母院的顶部大部分木质结构在2019年被烧毁。据了解在火灾发生不久，便有多架无人机空中作业拍下了教堂的观测图像，火灾发生后，分别从外部和内部拍摄大教堂的受损图像。巴黎圣母院重建团队，应用数字化技术，从教堂的地理环境、空间几何、建筑色彩等多方面进行数据的分析复原。就凡尔赛宫官网发布，游客们进入凡尔赛宫观察，可以下载一个手机软件进行实时位置更新，还可以通过图片或者视频来获得凡尔赛宫的讲解。同时，通过虚拟现实技术，游客们可以从不同角度观察凡尔赛宫的外部结构、内部结构甚至全貌，同时也可以随意的移动房间内的艺术品和家居。

　　2.敦煌莫高窟

　　敦煌莫高窟别名千佛洞位于我国甘肃，是我国华夏文化的典型代，在此，由各个时期的建筑、石刻、壁画等艺术作品，从文化、地理等记载着多年的敦煌历史，同样的是敦煌莫高窟也是世界文化遗产之一。在敦煌莫高窟成为世界文化遗产之间国人就加大了对其的保护，并且也试图用数字化技术对其保护珍藏。为了更好地对其保护，我国专门设立了敦煌研究院，多年来敦煌研究院通过数字化技术对敦煌莫高窟内的大量洞窟进行摄影采集、图像处理、重建修复等多类型的保护工作，同时采用视频等媒体方式进行敦煌文化的传播推广。

　　3.承德避暑山庄

　　避暑山庄位于我国河北省承德，是我国国家级文物保护单位，开始建设于清朝，是我国现存建设规模最大的古代帝王消夏避暑的主要宫苑，同时也是目前世界上现存最大的皇家园林。近年来，关于避暑山庄古建筑数字化复原的研究成果主要通过VR技术等数字化技术，并以艺术展览的形式向公众展示。游客们可以通过VR技术在艺术展中沉浸体验避暑山庄的自然美景。这项技术将避暑山庄的自然风貌展现得栩栩如生，让人仿佛置身于其中。数字化技术的运用让这次艺术展成功地唤醒了避暑山庄的活力。展出的亭台楼阁尽显古风古韵，栩栩如生。众多游客纷纷沉浸于这些通过数字技术重现的避暑山庄经典园林庭院和标志性寺庙景观之中。亭台楼阁的古朴典雅、细节装饰的生动逼真、景观布局的和谐宜人，无不令人赞叹不已。

　　五、历史建筑的数字化技术应用体系

　　互联网浪潮席卷之下，众多产业迎来深刻变革，数字化历史建筑保护正是这一趋势中的璀璨亮点。它敏锐地捕捉到了时代的机遇，构建了一个集信息共享、技术交流于一体的网络平台，有效打破了传统保护工作中存在的信息孤岛现象。这一平台不仅汇聚了海量的历史建筑资料与研究成果，还通过高清影像、虚拟现实（VR）等高新技术手段，让历史建筑跨越时空界限，生动再现于世人眼前，使公众得以近距离感受古人的非凡智慧与历史建筑的独特魅力。更为重要的是，数字化历史建筑保护促进了跨界融合的深度发展。历史建筑不再局限于单一的文化遗产范畴，而是成为连接科技、艺术、教育、旅游等多个领域的桥梁。通过与不同领域的专家及创意团队跨界合作，历史建筑获得了更多元、更前沿的保护理念与展示方式。这种合作不仅激发了新的创意火花，也促进了建筑反馈机制的完善，使得保护工作更加科学、精准，同时也为历史建筑注入了新的生命力，让它们在当代社会焕发出更加耀眼的光彩[3]。

　　1.历史建筑数字化采集与处理

　　首先，我们将采用先进的图像处理和计算机视觉技术。利用深度学习算法中的语义分割技术，对拍摄到的照片进行精细处理，自动区分出建筑材料（如砖、石、木等）的不同纹理和颜色，以及门窗、檐口等建筑构件的边界。随后，我们将引入点云数据融合技术，通过激光扫描仪或结构光相机获取的高精度点云数据，与已有的图像数据进行深度融合。点云数据能够捕捉到建筑表面的微小起伏和凹凸结构，为三维模型提供丰富的几何信息。最后，为了确保采集的长期保存和广泛传播，我们将采用云存储和互联网分享平台，将采集的数据上传至云端，并提供多种格式的下载选项，方便学术界、文化机构及公众进行研究和欣赏[4]。

　　2.历史建筑数字化建档

　　近年来，随着数字化技术的飞速发展，历史建筑档案的数字化转型趋势日益明显。例如，通过数字化手段收集和存储历史建筑的图形影像资料，同时利用GIS技术对档案进行分类和检索[5]。数字化历史建筑档案的创建使我们能够存储和检索历史建筑的基本信息，包括地址、权属、图纸、照片、数字模型等建筑数据，以及历史背景和人文情感等相关信息。这项技术不仅适用于单个历史建筑的管理，还能高效地处理和管理一批甚至所有建筑的信息和资料，从而显著提升管理效率和利用效果。

　　3.历史建筑数字化监测

　　在考虑历史建筑的保护要求、使用需求、环境条件、损伤状况以及监测目标等因素的基础上，我们将在历史建筑的关键部位安装各种参数监测设备，如倾斜、沉降、振动、裂缝、温度、湿度和白蚁侵害等。同时，结合BIM平台，我们将为历史建筑构件设计一套三维可视化监测系统（集模型构件、状态分析、监测数据处理于一体）。

　　4.历史建筑数字化修复

　　历史建筑历经长时间复杂使用，建筑材料和结构性能都有一定的退化，安全性和整体稳定性需要密切关注，也更容易受到周边施工等影响的扰动。依据修复方案，在数字模型上进行修复操作，如填补裂缝、修复破损部位等。对修复后的数字模型进行优化和渲染，使其更加真实美观。随着人工智能技术的发展，历史建筑的数字化修复将逐渐实现智能化。通过机器学习和深度学习算法，可以自动识别历史建筑的损伤部位和类型，并为提高修为了提升修复工作的效率与质量，我们将制定一套详尽的修复方案。随着历史建筑数字化修复工作的不断深入，跨学科合作的重要性愈发明显。计算机科学、建筑学、历史学以及艺术学等领域的专家将共同协作，为历史建筑的数字化保护与修复提供全面支持。同时，鉴于公众对文化遗产保护意识的提升，我们将更加注重公众的参与。通过网络平台和社交媒体等渠道，我们鼓励公众了解修复进程，并积极提出宝贵的意见与建议，以增强公众的参与感和满意度。

　　5.历史建筑数字化管理

　　历史建筑的管理涵盖方方面面，包括普查认定、测绘建档、日常检查与维护、开发利用与宣传等，可以结合个环节的特点结合不同的数字化技术进行管理开展，从而形成全过程性数字化综合管理系统。许多历史建筑被赋予了向公众开放参观的功能，因此需要进行有效的运维管理。数字化技术的应用能够满足运维需求，提供消防疏散智能辅助决策和人脸识别安防管理等功能。通过数字模型，我们可以直观地展示人脸抓拍、实时比对、自动预警和消防预演等效果，从而实现对历史建筑运维安全的数字化管理。

　　[1]王冕.优秀历史建筑数字化综合管理研究[J].地理信息世,2022,29(06):41-45+53.

　　[2]郑亮,陈以乐,陈俊璋.文化遗产保护中的数字化技术应用研究—以澳门茨林围为例[C]//中国城市规划学会.人民城市规划赋能—2022中国城市规划年会论文集(城市文化遗产保护).澳门科技大学人文艺术学院;澳门城市大学创新设计学院,2023:11.

　　[3]吴康楠.历史建筑数字化更新设计的跨界应用策略研究[J].美与时代(城市版),2022,(04):20-22.

　　[4]安芳,楚方君.历史建筑数字化保护关键技术研究[J].砖瓦,2020,(12):90-91.

　　[5]孙权,何颖,刘大平.历史建筑数字化修复监测技术研究[J].建筑学报,2022,(S1):136-142.