鼓浪嶼文化遺產監測系統設計與實現

黃承彬

（福建省廈門市文化遺產監管中心，福建 廈門 361012）

0 引言

社會的進步改變了人們對文化的看法，并改變了文化遺產的監測方式，為文化遺產提供了主動保護，而監控系統的構建，也加入了對文化遺產預防性保護理念，為文化遺產提供全方位的保護。故鼓浪嶼文化遺產監測系統的構建，是按照相應的設計原則，給出設計的思路與框架，在實際工作中應用。

1 監測系統設計的原則與思路

1.1 原則

確定價值核心：系統應用的價值是遺產價值，基于這一價值，預測有哪些因素可能影響遺產價值，并對這些風險進行重點監測，避開監測的盲目性；實現互聯互通：鼓浪嶼監測系統內有多個子系統，其中預警系統的構建，是根據總平臺提出的要求，實現國家各遺產平臺間信息的有效溝通，完成數據共享和交互，并建立業務間的互通；保證安全：系統的設計必須嚴格按照安全保密條款等提出的要求，以及制定的工作規范，保證平臺無論是網絡的建設，還是各類系統與數據的使用，都有安全保障，特別是在重點遺產的保護中，必須保證所有操作的安全，避免數據有誤或泄露；使用先進的技術：設計使用的技術應是較為先進的技術，以及正處于主流的系統操作技術，這類技術使用后，可保證技術的使用符合科學性、有效性提出的要求；經濟合理：根據文化遺產的基本情況，實現人工與技術監控的融合，實現分工統一，避免資源過度使用，增加了經濟成本的投入，同時也減少了重復建設［1］。

1.2 思路

其設計思路的選擇，是在滿足遺產監管需求的基礎上，為項目升級留下空間并把項目作為整體操作的核心。所以，在具體設計過程中，應考慮各類資源的使用情況，優化硬件的性能，為軟件的使用提供好的平臺，實現硬件、軟件的兼容，避免同一部分的多次投資，實現資源整合。所以，它的設計思路是：明確驅動的力量——需求，任意一個文化遺產監測系統的構建，必須結合遺產的基本情況，包括遺產的格局、載體變化等，了解其提出的實際需求，優化平臺建設，并讓設備的使用效果達到最優；確定設計的導向——應用，每個系統設計的最終目的都是在實際工作中應用，而為滿足遺產的基本需求，會找到最佳的切入點，以充分發揮系統的作用；明確使用的手段——整合，此處提及的整合是整合資源，包括數據、網絡、設備等，實現最大限度的資源使用，避免因為信息溝通不及時或其他原因，影響系統使用的效果；最后，確定依據——標準，系統的設計既是獨立的，也可與其他系統配合使用，有明確的規范與標準，在這一標準下，實現了平臺、行業的數據共享，保證了信息安全。

2 鼓浪嶼文化遺產監測系統的設計與實現

2.1 鼓浪嶼文化遺產的監測對象與內容

其監測對象的選擇是遺產內的核心建筑、遺產與自然景觀等，具體的內容是建設的控制情況，周圍社會環境的變化，旅游、游客的基本情況，遺產保護工程的建設，自身病害與自然環境、單體特征［2］。

2.2 系統框架

該監測系統的設計是以預警系統為主，使用的技術架構是面向服務的技術架構，且整個系統被分成五層，依次是設備層、數據層、服務層、應用層、表示層，這幾層組建了安全保障體系。這些層次的基本情況如下：

圖1 小型氣象站

圖2 離子濃度監測

設備層，它的內部多為硬件設備，這些設備各自負責不同的工作，有機房、服務器、監測用的設備、網絡等；數據層，這一層中會構建數據模型，為數據存儲提供空間，可儲存的信息有與地理定位相關的信息、檔案內容以及大量圖表，從這些內容中得到相應的信息后，可選擇數據模型的類型與基本框架，進行業務封裝等操作，處理基礎數據后把所有數據整合，放到數據庫內；服務層是框架的中心，會為提供服務構建體系結構，構建組建模型，這一層具體操作中，會用定義、契約把多項服務連接，其中定義的連接方式是連接接口，這些接口獨立于系統，如此，是讓多個系統用統一的方式連通，并在恰當的時間交互；應用層，它是在服務層操作結束后，確定主要連接的接口，把它們連接后，構成系統，讓系統高度耦合，可根據具體業務的操作，改變操作模式，用應用系統服務，包括綜合信息管理系統、監測預警系統、人工監測數據采集系統等，而它所有的接口都由服務層提供；表示層是用展示的方式分析功能，根據使用者提出的需求，用多個技術建設平臺。

2.3 操作實現

該系統對鼓浪嶼的監測，是使用大量的監測設備，并用人工采集數據、使用外單位提供的數據等方式，同時也會用無人機拍攝遺產整體的景觀，制作遙感影像。本小節是以人工監測數據采集系統與旅游與游客管理的監測為例，闡述實際操作的過程：

首先，確定用戶角色。系統內的用戶角色共有五個，包括管理處、街道辦、游覽區管理處、自管單位與私人業主，他們都是數據采集人員，負責遺產內不同對象的數據采集。其次，用戶信息錄入，這項操作是利用系統內的個人信息模塊完成，具體方式是確定用戶角色后，由系統技術人員擔任管理員，錄入用戶的基本信息，包括姓名、電話與所屬單位等，而為保證用戶順利登入系統，防止其他人員進入，也會設置登錄模塊，且用戶登錄后只有驗證通過才可登錄信息。最后，用戶查看任務模塊內的信息，從中可看到已經完成的任務，或是未完成的任務，以及未完成任務對應的地點，按照規范，采集數據，具體方式是拍攝對應位置的照片，而若是需要高空拍攝，可用無人機操控，或是把采集到的信息錄入到系統內，完成模塊內的任務。如此，實現鼓浪嶼遺產內多處數據的采集，及時發現現有的病害。

旅游與游客管理的監測，是監測某一時段內游客的數量，如果游客量過多，就會影響整體景觀的舒適度。所以，它的應用是以遺產內的日光巖旅游人數的監測為例，根據得到的數據，以及網絡與單一卡扣技術的使用，確定游客數量。具體操作的方式是，根據攝像頭拍攝到的游客數量，計算走入與離開的游客數，因為攝像頭最小的照射面積是2.3米，最大的范圍是6米，所以，在入口處，可安裝兩個攝像頭，記錄人員的流動情況，然后用智能視頻計數器計算，得到信息，根據得到的數據，日光巖2015年某日接待游客的數量超過限定人數500人，到達橙色預警的標準。

3 監測系統設計的效果分析

從上述監測系統的整體概述，可總結出系統設計并實踐后的優勢是，實現了鼓浪嶼文化遺產的有效監控，對遺產內的游客人流量以及各個位置的數據采集工作都有積極影響，并實現了信息的交互，可及時發現建筑、景觀的病害，加以保護［3］。也就是說，通過系統內人工數據的采集，對遺產現有了情況有基本了解，即可從數據中發現現有的病害情況，預測病害對遺產的影響，從而發現自然環境中的風險，及時控制。但即便如此，也有技術使用不成熟，或是預警不及時的情況，增加了遺產內風險出現的概率，給鼓浪嶼遺產內的建筑與自然景觀帶來了不利影響，針對這些情況，系統的設計需要優化技術的使用，控制風險，發現潛在的風險，為鼓浪嶼提供全面的保護，實現文化遺產的持續發展，影響人們的思維意識。另外，為優化鼓浪嶼文化遺產的保護效果，可在管理中加入大數據等技術，并深化技術的應用，構建完善系統，實現對鼓浪嶼文化遺產的全面管理。

4 結語

鼓浪嶼文化遺產監測系統設計與實際應用，是按照設計的理論與基本要求，根據鼓浪嶼監測對象與內容，給出具體的設計方案，并讓方案在實踐中應用，以此做到對遺產的軟保護，在這一保護下，可控制遺產內各類風險的出現，保持良好的自然景觀，為游客提供好的游覽環境，保證文化遺產的可持續發展，為人們留下文化瑰寶。

主要參考文獻

［1］黃墨樵，張小古.世界文化遺產數字化監測體系構架路徑分析——以故宮博物院為例［J］.中國文化遺產，2017（1）：70－75.

［2］王茜，孔非非.世界文化遺產監測工作存在的問題及應對措施［J］.文化學刊，2016，70（8）：133－134.

［3］劉碩.無線傳感器網絡在故宮博物院文化遺產監測中的應用——故宮古書畫展廳環境無線監測系統建設［J］.電子制作，2013（8x）：167－168.