工業遺產文獻檔案的數字化保護

文獻檔案是工業遺產的重要組成部分，是“可移動”的工業遺產。它包括利用文字、圖片以及音視頻記錄的歷史檔案、工業技藝、規章制度、企業文化等。工業遺產文獻檔案承載著豐富的歷史信息，是文化傳承與教育的重要載體。隨著數字化技術的發展，工業遺產文獻檔案的數字化保護與活化，成為當前的研究熱點。然而，目前工業遺產文獻檔案的數字化進程仍存在諸多問題，如版權和權益歸屬問題制約了數字資產價值的有效釋放，數據孤島化情況顯著，文化闡釋力不足等。因此，探討工業遺產文獻檔案的數字化保護與活化路徑，具有重要的現實意義。

工業遺產文獻檔案數字化研究現狀

理論研究

工業遺產文獻檔案數字化有多種形式，數字敘事是目前展現工業檔案、傳承工業記憶、工業精神的主要手段。數字敘事為檔案服務提供了人文和媒介新視角，對數字記憶構建以及知識創新有促進作用[1]。現有研究不僅證實了數字敘事對“可移動工業文化遺產”并發利用的作用及意義，還明確了數字敘事的可行性和必要性。劉伯英（2021）提出了工業遺產的相關價值，包括歷史價值、科學技術價值、社會文化價值、藝術審美價值、經濟利用價值。趙怡（2024）基于數字敘事及檔案價值理論，提出了工業遺產文獻檔案開發利用框架和路徑，強調通過數字敘事手段，深入挖掘工業遺產文獻檔案的潛在價值，促進檔案信息資源的開發與利用。這些理論研究，為工業遺產文獻檔案的數字化保護與活化，提供了多維度的思考框架，有助于更好地理解和推進相關實踐。

實踐研究

基于實踐操作角度，國內外相關機構已大規模開展工業遺產文獻檔案的數字化整理與展示工作。國內的檔案部門、工業企業以及地方志編纂機構，圍繞造船、橋梁工程、糧食加工和鐵路建設等領域實施多項數字化工程。例如，“檔案史料揭示金陵機器制造局”項目運用電子化處理將歷史文獻變成可檢索的數據庫。

然而，目前實踐仍面臨諸多挑戰，包括場景構建水平欠佳，多數項目以基礎性檔案轉化為聚焦點，缺乏像虛擬漫游這類復合型交互場景，數字敘事與實體空間脫節，造成用戶體驗呈現碎片化；數字李生與元宇宙等前沿技術還需針對工業場景優化算法和交互邏輯，建立真實性維護機制，避免出現缺失。人工智能生成內容（AIGC）若被濫用，或許會消解檔案的歷史客觀屬性。李明（2023）提到，虛構影像對工業遺產的史料價值形成了威脅，應借助區塊鏈存證、數字水印等技術搭建內容溯源體系。

綜合而言，工業遺產文獻檔案數字化需搭建跨學科協同架構，把歷史學、計算機科學和傳播學等學科的方法論進行融合，綜合解決技術阻礙與文化闡釋課題。在實踐中，應平衡歷史文脈保護和創新表達，助力檔案活化從物理空間改造過渡到文化價值再生產；應完善數字版權認證舉措，鼓勵企業、公眾等主體介入，形成可持續的遺產數字化生態格局。

工業遺產文獻檔案數字化的技術框架

數字化留存技術

數字化留存技術是工業遺產文獻檔案保護的核心要點，涉及圖片、文字、音視頻等載體的高精度信息保存與抽取。光學字符識別（OpticalCharacterRecognition，OCR）作為具有關鍵支撐意義的技術，在檔案信息結構化處理中發揮了重大作用。其流程由圖像預處理、字符識別和后處理三個階段構成。當前，0CR技術主要應用的場景為文檔、票據等格式固定之處，而工業遺產文獻檔案鑒于年代久遠、版式十分復雜，需進一步強化算法的適配性能。

高分辨率掃描技術為圖像檔案的完整保存起到了保障作用，面對褪色、折痕等物理損傷的歷史照片，可精準抓取其紋理特征，還原照片中設備結構和作業場景的原始樣貌。音視頻檔案需要利用高分辨率（HR）、超分辨率（SR）技術結合處理，前者憑借專業設備記錄聲波頻譜與動態范圍，后者依靠深度學習對低質量音頻的頻段信息進行重建，同時借助色彩校正算法修復歷史視頻的顏色偏差，給沉浸式展覽提供高保真的素材[2-3]。

在修復和增強領域，憑借深度學習算法，可識別圖像噪點、劃痕及物理破損，并進行修復。例如，憑借局部像素特征分析填補膠片老化帶來的斑點，重塑視覺的連貫性效果。就大面積缺失的檔案圖像而言，算法依靠檔案圖像剩余部分的紋理特征，生成合理的內容，并以自適應方式調整色彩平衡與對比度，讓工業設備技術細節和歷史環境得以精準呈現。此類技術不僅改進了檔案的視覺質量，也為后續的學術研究和虛擬展示搭建了高可信度的數據基礎平臺。

數字版權管理技術

建設適合工業遺產文獻檔案版權保護的區塊鏈基礎設施，是數字版權管理的關鍵。擇取性能穩定、安全性良好的區塊鏈平臺，鋪建私有鏈或聯盟鏈網絡，確保網絡節點既可信又可靠；開發智能合約，精準界定檔案版權信息結構，把檔案關鍵特征所生成的哈希值寫入智能合約，達成自動化、標準化的版權存證流程[4]。運用區塊鏈不可篡改、可追溯的屬性，對檔案的使用進行全程跟蹤監控，一旦檢測到侵權行為，便可迅速找準侵權源頭，為版權維權工作提供有力的證據。依靠區塊鏈平臺，實現版權的授權及交易，使授權流程更顯透明、高效，降低交易開支，提升版權的流通性及價值。

數字水印技術作為輔助性的補充保護手段，應依據工業遺產文獻檔案特性，設計差異化算法，在頻域嵌入策略的實施中，利用離散小波變換（DWT）將加密水印信息嵌入圖像低頻分量或音頻關鍵頻段，采用量化調制平衡圖像的隱蔽性和抗攻擊能力。算法應具備抵制兒何變換、格式轉換及壓縮攻擊的魯棒性，并兼顧載體文件的視覺和聽覺質量。在實施階段，開發配套檢測工具鏈，協助版權方借助密鑰提取水印信息，鑒定數字資產的完整性及傳播合規狀態。區塊鏈與數字水印技術的協同實施，為工業遺產文獻檔案的數字化帶來雙重保障。

數字化敘事與交互技術

數字化敘事與交互技術依靠時空關聯及虛擬化手段，能夠重構工業遺產的歷史脈絡，采用整合工業遺產建設到關停這一期間的關鍵事件和地理空間信息的方式，讓用戶可自行查看對應時間的圖文資料，實現歷史發展的多維度呈現。動態可視化工具把生產效率、能耗趨勢等復雜數據轉化為圖表和熱力圖，為科研與面向公眾的科普教育提供后盾。就交互設計而言，依托3D建模及全景拍攝技術，構建馬鋼高爐的數字孿生模型，用戶可以自由查看高爐內部結構與文物細節，突破物理空間的禁。工業技術模擬器借助Unity平臺開展開發工作，準許用戶利用調控溫度參數或觀察化學變化進程，沉浸式體驗煉鐵流程，從而提升對工業遺產技術特性的理解與感悟。

工業遺產文獻檔案數字化的技術框架涉及數字化留存、數字版權管理以及數字化敘事與交互技術，這些技術讓檔案信息的完整提取、安全保存與有效傳播得以實現。數字版權管理手段，尤其是區塊鏈與數字水印技術的運用，為檔案的版權保護起到了強有力的保障作用。而數字化敘事與交互技術借助創新的展示舉措，增進了用戶對工業遺產歷史價值的理解與感悟。這些技術的綜合運用，不僅對工業遺產的保護、研究與開發起到促進作用，還為挖掘其在文化傳播及教育領域的潛在能力提供了技術后盾，助力工業遺產實現可持續利用。

工業遺產文獻檔案數字化保護示例

工業遺產文獻檔案數字化是守護歷史價值、促進信息共享與增強研究效率的關鍵做法。采用數字化技術不僅能長久保存檔案，修復受損材料，還能憑借互聯網實現廣泛傳播，有效提升工業遺產的社會影響力。數字化技術可對檔案信息進行深度挖掘，對學術研究與決策給予支撐，在保護原件的基礎上，推動工業遺產的靈活利用，令其成為文化傳承與教育的主要載體。1953年9月16日18時5分，馬鞍山鐵廠高爐順利放出了第一爐鐵水，改寫了華東地區有礦卻沒鐵的歷史局面（如圖1所示）；1958年9月8日，馬鋼九號高爐建成投產。本文以馬鋼高爐歷史檔案為案例，協同應用數字化留存、交互設計，以及版權管理等技術，對工業遺產文獻檔案進行數字化保護，以期能切實推動工業遺產的保護、研究與開發，為工業遺產的可持續利用給予技術支持。

就文本檔案的數字化處理而言，針對歷史文件、技術圖紙和管理層通信記錄等，采用高分辨率掃描儀進行掃描，將分辨率設為300dpi以上的數值，并將文件保存為PDF及TIFF格式，從而保障文字清晰，讓后續0CR文字識別處理更加便捷。OCR技術在這一過程中扮演了關鍵角色，采用AdobeAcrobatProfessional專業oCR軟件，對掃描后的圖像開展文字識別處理，也對圖像實施去噪、增強對比度、修正傾斜等前期處理。為提升文字識別的精準度，采用文字定位及分割手段，判別圖像中的文字區域，并把文字剖分為單個字符或詞組，運用深度學習模型進行字符識別，生成初步文字。再按照上下文語義和詞庫開展后處理及校正，糾正識別差錯并轉換為文本樣式，進而高效地把圖像上的文字內容轉化成可編輯的文本文件。

圖像檔案處理方面，用專業相機高清拍攝，并采用JPEG格式保存。顧及歷史照片的特點，除了利用圖像修復軟件進行去噪和色彩校正，還可以使用深度學習算法輔助AI自動識別并整治照片中的劃痕、破損等缺陷，恢復照片原始模樣。就音頻檔案處理而言，采用專業音頻設備對工人采訪、生產指令等音頻資料加以轉錄，保存為MP3格式，保證采樣率，進而保障音頻的清晰度。就視頻檔案而言，采用專業攝像設備對其進行數字化轉換，保存為MP4視頻格式，并且分辨率和幀率要分別達到1080p以及25fps以上。

在特征提取階段，利用MATLAB對圖像檔案做邊緣檢測、紋理分析和顏色特征提取，采用Canny算子、灰度共生矩陣（GLCM）和顏色直方圖等技術，精準抓取圖像關鍵特征，進而形成特征向量。就文本檔案而言，利用NLTK文本分析工具開展關鍵詞提取、詞頻統計以及語義分析；采用TF-IDF算法、詞頻統計以及預訓練語言模型等，深度挖掘文本核心特征并轉換為特征向量，這些特征向量不僅為后續的版權明確歸屬提供了堅實基礎，也為檔案在分類、檢索、分析等的應用上提供了有力保障。

區塊鏈存證與版權治理

在區塊鏈存證與版權確權的實證研究中，依靠構建區塊鏈平臺、開發智能合約以及推進版權存證行動，使歷史檔案版權信息得以安全、透明又不可篡改的記錄；采用高性能硬件服務器，搭建以太坊區塊鏈網絡，保證網絡性能與安全穩定。借助Solidity語言在以太坊上開展智能合約開發，規劃版權信息結構格局，設計版權交易功能模塊，許可版權進行轉讓及授權，留存交易活動信息，將檔案的數字形式副本及其特征信息提交至區塊鏈網絡，形成版權存證編號，憑借智能合約把檔案特征向量產生的哈希值寫入區塊鏈，保障版權信息不被篡改且可追溯。

在數字水印生成與嵌入的實證研究中，設計了頻域的數字水印算法，保障工業遺產文獻檔案的版權信息在共享及傳播過程中的安全和可追溯；采用離散小波變換 （DWT）將水印信息嵌入圖像低頻部分或文本特定地點，保證水印的隱蔽性以及魯棒性特征。水印信息含有檔案的版權標識、時間、使用權限等核心數據，故而采用加密算法對水印信息進行加密處理，對圖像、文本、音頻和視頻檔案分別實施水印嵌入，并運用水印檢測工具對已嵌入水印的檔案開展檢測，查證水印的完整性與可提取性。

開放共享與傳播創新

在開放共享平臺搭建及授權機制的研究中，實施開放共享平臺開發，前端憑借HTML5構建用戶界面，實現檔案分類翻閱及檢索查找等功能；后端采用PythonDjango框架，承擔處理業務邏輯的職責，接收前端請求并作出響應，實現檔案的存儲管理、用戶權限把控及版權授權管理的功能。實現與區塊鏈系統的對接，實時展現檔案版權狀態及使用記錄，構建API接口，達成平臺跟區塊鏈的數據交互。在制定授權機制上，基于檔案類型、重要性及使用范圍等，明確各使用場景中授權的條件、費用標準和期限。平臺給出授權申請功能，并借助智能合約進行自動審核，只要條件符合就自動授權，隨后記錄信息，審視檔案共享情況。平臺實時采集檔案共享數據，并依據用戶需求和市場動態，對共享策略作出調整，從而在版權保護與開放共享間找到平衡，確保平臺持續運營，實現檔案資源的有效利用。

在制作依靠檔案實施沉浸式敘事設計的交互式紀錄片時，以馬鋼高爐的歷史發展為主線，結合檔案中的關鍵事件及人物故事，搭建豐富的故事網絡，按照故事線布置多個交互場景，如讓用戶化身鋼廠工人，參與生產決策，亦或成為歷史事件的見證者，親身體驗事件歷程。此外，在場景中設置點擊物件獲取信息、與虛擬角色交流等互動，以增強參與感和沉浸感。將數字化檔案素材融入紀錄片，以Unity整合故事線、交互場景與多媒體素材，開發交互式紀錄片原型，并在開發時優化程序性能，確保交互流暢、畫面優質呈現。

研究可知，數字化留存技術可完整保存檔案信息；區塊鏈、數字水印等相關版權管理技術可守護版權安全；數字化敘事及交互技術可提升檔案展示效果和用戶體驗，這些技術的聯合運用，為工業遺產的可持續利用奠定了堅實基礎。數字化技術不僅能長期保存檔案，修復受損的相關資料，還能依托互聯網實現廣泛傳播，提升工業遺產的社會影響力，更能對檔案信息進行深度挖掘，為學術研究及決策提供支撐。

本文為同類文獻檔案內工業遺產的數字化保護工作提供了參考和借鑒。但在工業遺產數字化保護領域，跨學科協作、新技術融合應用以及更廣泛的社會參與機制等內容，還需進一步研究，以適配不斷變化的技術環境和工業遺產保護訴求。

本文為2023年安徽省社科規劃項目“皖江流域工業遺產數字化保護與應用”（AHSKYY2023D04O）成果之一。

（作者單位：安徽工業大學藝術與設計學院）