基于Web GIS的非遺數據管理研究

摘 要：文章在結合皮影Web GIS系統建設實踐的基礎上，探索基于Web GIS技術的非遺數據管理路徑與方法。在傳統關系型數據庫的基礎上，將空間元素進行經緯度元素的對應擴展，并添加到元數據方案中，使之與時間元素、屬性元素一并構成新的元數據方案。通過網絡地圖提供的API接口，調用本地服務器中的數據，即可在網絡地圖中實現數據管理。利用大型網絡地圖對非遺數據進行管理具有使用簡便、易維護、成本低、數據可移植等優勢；同時，能有效實現數據可視化呈現、可視化挖掘、可視化分析，以及非遺項目的可視化瀕危預警等功能。

關鍵詞：非物質文化遺產；數字人文；網絡地理信息系統；數據可視化；數據分析

中圖分類號：G250 文獻標識碼：A

Research on Data Management in Intangible Cultural Heritage Based on Web GIS： Taking the Shadow Puppetry GIS as an Example

Abstract The article explores the path and method of data management in Intangible Cultural Heritage based on Web GIS technology on the basis of the construction practice of shadow puppetry Web GIS system. On the basis of traditional relational database， the spatial elements are extended with the correspondence of latitude and longitude elements， and added to the metadata scheme， so that it constitutes a new metadata scheme together with the time elements and attribute elements. Data management can be realized in the network map by calling the data in the local server through the API interface provided by the network map. The use of large-scale network map for the data management in Intangible Cultural Heritage has the advantages of easy to use， easy to maintain， low cost， data portability， etc.; at the same time， it can effectively realize the functions of data visual presentation， visual mining， visual analysis， and visual endangerment warning of Intangible Cultural Heritage items.

Key words intangible cultural heritage; digital humanities; Web GIS; data visualization; data analysis

1 引言

數字化保護是非物質文化遺產（以下簡稱“非遺”）保護的重要形式之一，其實質是對各類非遺資源進行數字化采集、存儲、處理、展示、傳播與再利用[1]。各類非遺資源被數字化采集后即成為非遺數據，對非遺數據管理的研究成為非遺數字化保護的重要內容。

地理信息系統（Geographic Information System， GIS）是以地理空間數據為基礎，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定位分布及與之相關的屬性數據，并且回答用戶問題等為主要任務的計算機系統[2]。作為一種信息管理工具，現已被廣泛引入物質文化遺產的數據管理之中，如北京大學圖書館利用GIS技術實現了對拓片數據的時空檢索與統計功能[3]。但是，GIS技術在非遺數字化項目中尚未得到廣泛應用。

皮影作為我國非遺的優秀代表，于2011年入選聯合國教科文組織“人類非物質文化遺產代表作名錄”[4]。然而，在影視、游戲、短視頻等新興娛樂方式的沖擊下，皮影正日益走向衰落，建設皮影數字博物館是對皮影進行數字化保護的有效方式。2019年，由國家藝術基金資助，中國美術學院承擔建設的“皮影數字博物館”正式上線。在皮影文化遺產中，影偶、影卷和檔案是其物質性部分；皮影表演、皮影唱腔、開場鑼鼓、口述歷史、機構與人物信息則是其非物質性部分。通過數字化采集，其物質與非物質文化遺產均形成了皮影數據，豐富的數據資源使得皮影數字博物館成為圖書館重要的特色資源[5]。如何將GIS技術引入皮影數字博物館的建設，有效降低非中文國家或地區在訪問皮影數字博物館時的語言障礙，進而促進皮影藝術的海外傳播；同時，在數字人文時代，如何為皮影研究人員提供新的研究工具和研究方法；如何為政府非遺保護部門提供皮影的相關數據分析及瀕危預警，從而制定相應的保護政策；這些需求使得皮影GIS系統建設成為一種歷史的必然要求。

2 研究綜述

作為非遺載體的傳承人及相關物品都具有時空屬性，這種屬性使得非遺數據能通過地圖的方式直觀地展現出來，還能隨時間變化進行地理空間分布的動態展現。當前研究主要集中在兩個方面：一是利用GIS技術對非遺項目從地理學的角度進行空間分布的分析。如巖溫罕開發了傣錦文化GIS系統，實現了傣錦文化、藝人、傳習所等圖層數據的可視化展示[6]。金亞迪開發了古箏GIS系統，實現了古箏藝術的空間分布、流派解析、區域解析的信息可視化功能[7]。二是從文化學的角度對非遺文化內涵進行了分析。如劉暢等人通過采集國內皮影劇團在歐洲的演出地點信息，利用GIS技術對中國皮影的跨文化傳播時空特征進行解析[8]。

隨著信息技術的發展，Web GIS技術隨后也被引入非遺數據管理領域。Web GIS是將Web技術應用于GIS開發的產物，是一個交互式的、分布式的、動態的地理信息系統，由多臺主機、多個數據庫和無數終端并由客戶機與服務器相連接所組成[9]。如魏瑩以裕固族民歌為對象，以Web GIS技術構建了裕固族音樂的數字化展示平臺[10]。

以上基于Web GIS的非遺數據管理項目，均需購買商業GIS軟件及圖層數據，還需要開發電子地圖的相關功能，可歸屬于Web GIS 1.0系統，技術門檻較高；且各非遺數字化項目中的數據呈“信息孤島”現象。隨著Web2.0 Mapping系統的發展，當前使用大型網絡地圖網站提供的API（Application Programming Interface， 應用程序編程接口）即可輕松構建Web GIS 2.0系統，進而對非遺數據進行管理。本研究在前期皮影數字博物館建設的基礎上，通過使用高德網絡地圖，進一步開發了皮影GIS系統，成為國內較早基于大型網絡地圖實現非遺數據管理的成功案例。

3 非遺Web GIS 2.0系統的構建及其優勢

非遺時空數據模型的構建是基于大型網絡地圖實施非遺數據管理的關鍵。非遺Web GIS 2.0系統采用大型網絡地圖作為底層空間數據進行開發，通過大型網絡地圖提供的API開放接口，直接調用本地服務器中的數據。因此，非遺Web GIS 2.0系統在時空數據模型設計上，將空間元素、時間元素和屬性元素存儲在同一個元數據表中；同時，將空間元素對應的經緯度分別列為相應的元素修飾詞，存儲在該元數據表中。在皮影數字博物館中，根據數據庫表的不同，皮影表演數據的空間元素可包括劇團屬地和節目錄制地兩個元素；皮影藝人數據的時間元素可包括朝代和年代兩個元素。這種時空數據組織模型使得Web GIS 2.0系統具有如下優點。

（1）操作便捷性：非遺的時空特征往往通過非遺傳承人或物品來體現，人或物都是具有時空特性的。在非遺數據的采集與著錄過程中，如實記錄數據的屬地信息、錄制地信息、時間信息及屬性信息即可。對于地點信息，可通過軟件自動標引其對應的經緯度數據，使得數據的采集與著錄非常便捷。

（2）數據靈活性：對于有多個地點信息的數據，可著錄多個地點信息。如皮影數字博物館中的皮影表演、開場鑼鼓、口述歷史均有傳承人屬地信息和錄制地信息；對于只有一個地點信息的數據，則只著錄該地點信息，如皮影影偶、皮影影卷、老唱機、機構人物等。這種時空數據模型使得數據庫結構設計和數據采集均具有較大的靈活性。如皮影數字博物館中的影戲館數據庫很好地體現了這種數據的靈活性（見表1）。

（3）數據容錯性：每條元數據均包含有相應的空間元素、時間元素和屬性元素，雖然增加了數據冗余度，但每條數據都是獨立的，單條數據的錯誤，不會影響其他數據的準確性，使得數據容錯性高。而且，數據冗余度的增加，僅是增加數據存儲空間，影響極其有限；從系統運行的角度來看，系統對數據的運算速度反倒更快。

（4）低成本性：目前，大型網絡地圖均免費提供基本的地圖功能，依托大型網絡地圖進行開發，省去了購置GIS軟件及空間數據圖層等數據的高昂費用。當然，用戶也可以通過向大型網絡地圖付費的方式，獲取更豐富的地圖圖層數據。

（5）宜維護性：通過大型網絡地圖提供的API開放接口直接調用本地服務器中的數據，在系統開發完成后，無需GIS專業人員進行維護，在本地服務器中對數據進行增加、修改、刪除等操作后，在Web GIS 2.0平臺中即可展示、操作相應的數據。

（6）數據可移植性：對于本地服務器所管理的非遺數據，均可將元數據導出，再將其導入到相關的GIS系統中，從而實現非遺數據的移植。皮影數字博物館中的8個數據庫表，每個都包含了相應的空間元素、時間元素、屬性元素，彼此獨立，其中影戲館、老唱機、開場鑼鼓、口述歷史、皮影珍藏、機構人物6個數據庫表導入浙江大學的學術地圖發布平臺[11]中，利用該平臺開展相應的Web GIS服務。

4 基于Web GIS 2.0系統的非遺數據管理

4.1 非遺數據的可視化呈現

數據的可視化呈現是非遺Web GIS 2.0系統最基本的功能。在皮影GIS系統中，這種可視化呈現包含分類導航、屬性檢索、行政區檢索。

（1）分類導航：在該功能模塊中，可根據需要選擇一個或多個圖層，相應圖層的數據即可在地圖上進行可視化展示，每條數據的元數據都會顯示在“查詢結果”標簽頁中，點擊選定數據的標題就可鏈接到數據展示頁面。

（2）屬性檢索：選定需要檢索的圖層及檢索字段，輸入檢索詞進行檢索后，結果會在地圖上可視化呈現。屬性檢索中提供了兩個檢索條件，二者之間默認采用布爾邏輯“或”進行組配檢索，可同時展示同一圖層、不同檢索條件的數據，或者不同圖層的數據，用以進行數據的比較分析。通過這種組合式的屬性檢索模式，即可實現數據可視化分析功能。

（3）行政區檢索：可依據網絡地圖提供的行政區劃進行檢索，將該行政區內所有圖層的數據在地圖上進行可視化呈現。同時，可進一步通過“查詢結果”標簽頁選擇相應的圖層數據進行可視化展示。

上述三個功能模塊中，“分類導航”和“行政區檢索”兩個模塊無需輸入中文檢索詞，只需選擇相應的分類或行政區，相應的非遺數據即可在地圖中得到呈現，有效降低了語言檢索的障礙。

4.2 非遺數據的可視化分析

對于非遺數據的可視化分析，應緊緊把握非遺的文化屬性特征，以管理和研究兩個需求為目的進行開發。

（1）空間分析：對于分類導航或屬性檢索的結果，可通過“空間檢索”模塊選擇特定區域，用于數據的比較、分析。例如，冀東、天津、內蒙古赤峰地區、遼西朝陽地區的皮影同屬唐山皮影流派，即可框選這些地區的皮影數據進行統計、分析。

（2）緩沖分析：可以對地圖上展示的數據，以單點為中心，按照“緩沖檢索”模塊選定的緩沖距離進行檢索，從而實現數據的輔助分析。

（3）時間分析：在地圖底部設置有“時間軸”分析工具。通過時間軸，可以較快發現檢索結果的時間分布狀況。時間分析工具還可以提供時間的自動滾動功能，系統默認按照“朝代”進行滾動。在“機構藝人”圖層，通過時間軸的自動滾動，可以較直觀地觀察到皮影的擴散與傳播路徑。隨著“機構藝人”數據量的進一步增加，這種文化擴散現象會在時間軸上表現得更為明顯和精確。

（4）空間測量：通過“空間量測”模塊可以測量兩地的距離或一定范圍的面積，是數據分析輔助工具。例如，對道情皮影的檢索結果，即可測量甘肅環縣與河南靈寶之間的距離，以表明環縣道情皮影的傳播距離。再如，分布于鄂豫皖大別山地區的皮影同屬于豫南皮影流派，即可通過該工具測量大別山皮影的分布面積，以數據來說明豫南皮影的影響范圍，從而實現皮影的量化研究。

（5）分類統計：在“查詢結果”標簽中，可以自動對檢索結果進行統計、分析，還可以對不同圖層的數據進行分類統計。

（6）聚合模式：提供“綜合聚合”“不聚合”和“分類聚合”3種模式，默認為“綜合聚合”模式，該模式是對所有圖層的數據進行聚合統計；“不聚合”模式是對不同圖層的數據，以不同樣例在地圖上進行呈現，可實現不同圖層數據的地理分布比較、分析。“分類聚合”模式是按照圖層的不同，各自進行聚合統計，以不同的顏色進行表示。三種模式的數據都可以根據地圖比例尺的放大、縮小，較為簡便地實現大空間尺度、中空間尺度、小空間尺度、微空間尺度的自動聚合與顯示。

4.3 非遺數據的可視化挖掘

當前基于GIS技術的非遺數據挖掘研究，多是對非遺項目分布規律的挖掘，其核心是對非遺的地理屬性特征進行挖掘。筆者認為，對非遺的數據挖掘，應針對非遺的文化屬性特征去展開。如非遺的文化傳播范圍、流派分類、傳承關系、藝人社交網絡關系，以及傳承人的年齡段、學歷、民族、社會兼職等。在皮影GIS系統中，目前提供了“活動軌跡”和“關聯劇團”兩個數據挖掘功能。在影戲館、開場鑼鼓、口述歷史等數據庫表的元數據中均設置有“地域”和“錄制地”兩個元素修飾詞，將同一個劇團中的“地域”和“錄制地”兩個地點用線條進行連接，即是該劇團的行程軌跡，該軌跡也就是當地皮影文化擴散范圍的可視化呈現。如我國中東部地區線條密集，顯示出該地區皮影劇團交流活躍，皮影文化擴散現象較為顯著；北京、揚州、晉江、深圳等地與他地之間有較多線條連接，可見這幾個地方通過舉辦皮影匯演，對全國性的皮影文化擴散作用明顯。

不同的皮影劇團之間，往往有演員交叉重疊的現象，也就是同一個演員在不同的劇團中參加演出。將有相同演員的不同劇團用線條進行連接，即是不同劇團之間的一種關聯關系，它表明不同劇團的演員可以搭臺唱戲，反映出這些劇團屬于同一流派，據此可以作為皮影流派劃分的依據之一。以豫南地區皮影劇團的關聯關系為例。數據顯示，豫南的潢川、固始、商城和安徽的霍邱縣、六安市葉集區不同劇團之間演員重疊現象明顯，表明該五縣（區）的皮影屬同一流派；光山和新縣的皮影屬同一流派；羅山和息縣皮影屬同一流派。數據分析結果很好地印證了項目組在田野考察中獲知的民間說法。

除當前的兩個數據分析工具外，還可以根據皮影的各類屬性特征開展數據挖掘。例如，針對“影戲館”“開場鑼鼓”“館藏珍品”“檔案館”“口述史”進行關鍵詞的數據挖掘。針對“影戲館”“開場鑼鼓”“老唱機”進行唱腔的數據挖掘，以分析我國皮影唱腔的種類及其分布，同時也可以從唱腔的角度對我國皮影流派進行分類；對劇團團長與成員進行社交網絡關系的數據挖掘，以分析劇團成員的分布距離。此外，還可以對藝人的年齡、性別、民族、學歷、從藝年限等進行數據挖掘；對劇團的人數、生存方式等進行數據挖掘。對于研究人員來說，非遺數據挖掘為其增加了定量研究范式；對相關非遺管理部門來說，則有助于為非遺管理提供科學依據，從而制定合理的保護規劃。

4.4 非遺數據的多層次可視化瀕危預警

非遺的瀕危預警是對非遺當前或將來一段時間存在消亡可能性的預先警示，在非遺的行政管理中具有較強應用價值，對非遺的研究也具有重要的學術價值。根據數據庫中的非遺數據，依托網絡地圖，通過建立數據模型，進行可視化瀕危預警系統的開發。這種瀕危預警系統可分為藝人、劇團、行政區、臨近區四種層次的預警。根據藝人的年齡段，不同年齡段的藝人用不同顏色的樣例表示其瀕危狀況；同時，與時間軸聯動，即可預測當前及未來一段時間內藝人層次的瀕危狀況。對于團體類的非遺項目，團長在其中起著核心作用，并掌管著道具，團長的離世往往意味著一個劇團的消亡。據此，可以根據團長的年齡段用不同顏色的樣例進行劇團層次的瀕危預警分析。若同一個縣級行政區內存在多個皮影劇團，在其中一個劇團解體后，劇團成員往往會產生新的組合。此時，可將一個縣級行政區內的皮影傳承人都視為同一個劇團成員，然后根據劇團成員的角色分配，建立數據模型，進行行政區層次的瀕危預警分析。

筆者在田野調查中發現，相鄰的行政區往往有相同的非遺項目，臨近縣（區）的皮影各劇團間的演員常常同臺唱戲，各劇團因此成為關聯劇團。因此，可將各關聯劇團所屬行政區視為一個大的臨近區，根據該臨近區內各劇團成員的角色分配，建立數據模型，進行臨近區層次的瀕危預警分析。

5 對非遺Web GIS系統建設的建議

5.1 基于大型網絡地圖實施非遺Web GIS 2.0系統建設

傳統上基于單機版或網絡版Web GIS 1.0軟件進行的非遺數據管理，存在技術門檻高，需要購置商業GIS軟件及圖層數據等諸多不足；而基于大型網絡地圖提供的Web GIS 2.0技術對非遺數據實施管理，則可在傳統關系型數據庫基礎上進行開發，具有低成本、易維護，數據可移植、靈活性和容錯性強等優點，同時可實現非遺數據的可視化展示、可視化挖掘與分析，以及多層次可視化瀕危預警等強大的功能。

基于大型網絡地圖提供的Web GIS 2.0技術對非遺數據實施管理，其關鍵在于將非遺數據的空間元素、時間元素、屬性元素，以及空間元素對應的經緯度分別列為相應的元素修飾詞，再將以上元素和元素修飾詞存儲在同一個元數據表中。這樣，無論是已建或新建的非遺數據管理項目，均可進行分布式建設；同時，通過大型網絡地圖提供的API對上述元數據表中的數據進行調用，即可實現各類非遺數據在大型網絡地圖中的集中統一展示，從而消弭“信息孤島”現象。

5.2 從文化學的角度對非遺項目進行數據挖掘和數據分析

如前所述，已有研究大多從地理學的角度，對非遺的分布規律進行分析，這種地理分布的分析對探究非遺的文化內涵并無實質意義。作為本文案例的皮影GIS分析，則從文化學的角度，對皮影的文化內涵進行了深度挖掘。不僅可揭示出我國皮影的文化交流與傳播現象，還可以反映出皮影劇團的關聯關系，并可據此對皮影流派進行分類，這種分類，對學術研究來說是一個嶄新的視角；對行政管理來說，則是一個制定非遺保護政策的依據。另外，在皮影GIS系統中，對“機構人物”與“時間軸”的自動播放功能相結合，則可動態顯示皮影的文化擴散現象。

鑒于本研究案例采用的高德地圖，可在皮影GIS系統中，選定出發點，再將擬參觀的皮影機構作為終點，即可得到實時交通信息，從而實現文旅融合；同時，在皮影藝人社交網絡分析中，也可以通過高德地圖分析藝人之間的交通距離，而非空間距離，交通距離顯然更具實際分析價值；這些都是傳統的單機版GIS系統或網絡版Web GIS 1.0系統所無法實現的功能。此外，由于非遺傳承人的重要事件均包含時間和地點信息，據此還可以制作非遺傳承人的行跡圖，這種行跡圖反映了非遺的文化傳播現象；多個傳承人行跡圖的交叉點，則又反映出非遺傳承人之間的可視化社交網絡關系，從中又可以發現非遺的傳承、交流與融匯現象。

5.3 從國家戰略層面及早布局非遺Web GIS整體規劃

使用單機版或網絡版Web GIS 1.0軟件實施的非遺數據管理容易形成“信息孤島”現象；從科研的角度來看，不易實施學科交叉研究；從行政管理的角度來看，則難以對全國10萬余項[12]非遺項目實施有效管理。若各類非遺數據通過同一個大型網絡地圖的API進行調用，則可快速實現非遺數據的集成與共享，消除“信息孤島”現象，并可在同一個GIS平臺上實現對各類非遺資源的綜合性研究或管理。顯然，讓各類非遺數據使用同一個Web GIS 2.0平臺需要國家非遺管理相關部門及早進行整體規劃，通過擬定相應政策，引導各非遺數字化項目使用同一個大型網絡地圖。2024年8月，故宮博物院與高德地圖的合作[13]，已經拉開了這種整體規劃的帷幕。

非遺承載著一個民族的記憶，是一個民族的根與魂，是民族情感鏈接的紐帶。通過大型網絡地圖提供的Web GIS 2.0技術對非遺數據實施有效的數據展示、數據挖掘、數據分析和瀕危預警，能夠為非遺的管理和研究提供科學、直觀的支持，有助于更好地理解非遺項目的現狀和未來發展趨勢，對于保護、傳承和弘揚我國優秀的非物質文化遺產具有重要意義。

參考文獻：

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[10] 魏瑩.基于Web GIS的甘肅少數民族音樂數字化展示平臺的開發[J].電腦知識與技術，2014，10（18）：4170-4171.

[11] 浙江大學大數據+學術地圖創新團隊，哈佛大學地理分析中心.學術地圖發布平臺[EB/OL].[2024-05-20].http：//amap.zju.edu.cn/.

[12] 文旅部：截至目前，我國共有各級非遺代表性項目10萬余項[EB/OL].[2024-09-09].http：//www.chinanews.com.cn/gn/2023/12-14/10128195.shtml.

[13] 故宮博物院與高德地圖正式簽約 攜手共繪數字文博新藍圖[EB/OL].[2024-09-09].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1808709814010407030amp;wfr=spideramp;for=pc.

作者簡介：何立芳，杭州師范大學檔案館研究館員，研究方向為非物質文化遺產保護、信息素養教育；彭建波，中國美術學院圖書館研究館員，研究方向為非物質文化遺產數字化保護、數據管理、數字圖書館。

收稿日期：2024-09-24編校：李萍 鄭秀花