摘要

在国家文化数字化战略与“十四五”文物保护规划的双重驱动下，建筑文化遗产的数字化保护面临技术适配与文化转译的双重挑战。针对传统工具选型“重性能、轻语境”导致的链条断裂问题，本研究以建筑文化遗产全生命周期保护需求为导向，构建“阶段—场景—文化”三维协同的工具选型框架。通过解构“数据采集—智能修复—协同管理—活态传播”四阶段技术链条，提出“形制优先”的采集准则、“技艺驱动”的修复策略和“语境响应”的传播路径，建立融合技术效能、文化适配度与操作可行性的动态决策模型。对比分析三维激光扫描、多光谱成像、AI纹样修复、数字孪生等12类典型工具的优劣势，结合官式斗拱复原、江南彩画剥离、灾后应急评估等案例，验证框架在精度控制、时效响应与文化还原中的实践价值。研究为破解国际算法与中国营造智慧脱节、设备成本与文化需求失衡等困境提供理论支撑，推动文化遗产从“数字存档”向“活态传承”的范式转型。

关键词

建筑文化遗产；数字化保护；工具选型

正文

一、引言

建筑文化遗产的数字化保护已成为国家文化数字化战略的核心议题。《关于推进实施国家文化数字化战略的意见》明确提出“构建文化遗产数字资源体系"的目标，而《“十四五“文物保护和科技创新规划》进一步强调研发适配中国遗产特征的技术装备的紧迫性。当前，中国传统建筑的斗拱形制、彩画纹样等独特文化基因面临双重危机:一方面，掌握官式营造技艺的匠人群体老龄化严重，口述经验亟待数字化转译。另一方面，极端气候与自然灾害频发，木构建筑的脆弱性加速了实体载体的衰变。尽管三维激光扫描、多光谱成像等技术已广泛应用于保护实践，但工具选型的系统性缺失导致技术链断裂，采集阶段的多源设备标准不一，数据处理阶段的国际算法难以解析中国建筑的空间哲学，展示阶段的通用平台缺乏文化传播的语境适配性。这种技术应用与文化遗产价值特征的结构性错位，严重制约着国家文化大数据体系的建设进程。

本研究针对建筑文化遗产保护的全生命周期需求，构建分阶段、场景化的工具选型决策框架。通过解构数据采集一智能修复一协同管理一活态传播的技术链条，建立融合技术效能、文化适配度与操作可行性的三维评估模型，突破传统研究中工具性能与文化需求脱节的局限。研究成果首次提出“形制优先”的采集工具筛选准则、“技艺驱动"的修复算法匹配策略以及“语境响应"的传播平台优化路径，形成覆盖差异化保护场景的动态决策图谱。该框架可直接应用于历史文化街区修复、文物预防性保护等国家重大工程，助力解决数字化工具“能用但不好用”的实践痛点，为构建自主可控的文化遗产技术标准体系提供理论支撑，切实服务于让文物活起来的战略转型需求。

二、阶段划分与技术工具对比

阶段1：数据采集阶段

在数据采集阶段主要分为三个场景，其为高精度几何采集、多光谱信息采集、动态环境监测。高精度几何采集主要使用工具为三维激光扫描，其适配场景一般为国家级文保单位。其二为多光谱信息采集，它主要是通过多光谱成像系统来实现。其适配场景为古建筑彩画修复、壁画病害诊断。其三为动态环境监测，它主要是通过无人机+红外热像仪来实现，其适配场景为古村落整体保护、灾后应急评估。

阶段2：数据处理与修复

在数据处理与修复阶段主要分为三个场景，其一为点云语义分割，通过点云处理软件来实现，适用于木构建筑三维模型重建。其二为ai辅助纹样修复，通过深度学习框架来进行实现，适用于江南地区苏式彩画复原。其三为BIM逆向建模，通过建筑信息模型软件来实现，适用于官式建筑数字化存档。

阶段3：协同管理与存储

在协同管理与存储的阶段中，主要也分为三个场景，其一为多源数据融合，主要通过云端协同平台来实现，适用于跨机构协同保护项目。其二为区块链存证，通过区块链存证平台来实现，适用于文物修复工程审计。其三为轻量化资产管理，通过数字资产管理系统来实现，适用于中小型博物馆藏品数字化。

阶段4：活态传播

在活态传播的阶段中，主要分为三个场景，其一为交互式数字孪生，主要通过数字孪生开放平台来实现，主要适用于古典园林沉浸式导览。其二为VR/AR技艺传承，通过虚拟现实开发工具来实现，主要适用于传统匠艺数字化培训。其三为轻量化H5传播，其通过WEBGL可视化引擎来实现，适用于公众科普教育。

三、案例选择

为针对不同修复场景如何选择不同工具，本文将给出参考

修复场景类型	典型案例	价值优先级	技术选择
高精度形制复原	官式建筑斗拱、藻井等复杂构造的毫米级还原需求与扫描设备精度的矛盾	形制准确性＞成本控制	高精度点云采集（≤0.1mm）+中国古建构件语义分割算法
多层历史信息剥离	彩画、壁画历代修复层叠压导致原始纹样提取困难	文化原真性＞操作便捷性	多光谱成像（≥8波段）+地域性纹样AI训练库
灾后应急保护	结构安全快速评估与极端环境数据采集稳定性的冲突	时效性＞数据完整性	无人机集群扫描（＜2小时/公顷）+边缘计算实时诊断
活态传承与公众参与	传统营造技艺可视化传播需求与VR设备文化适配性的矛盾	传播感染力＞技术先进性	中国古建空间叙事引擎+轻量化WebGL展示框架

四、结论

未来发展重在破解标准壁垒与技术成本的双重困境。构建自主技术标准体系是根基，通过多模态平台整合数据流并推动国产标准国际化；针对高昂设备成本，需借力云端协作与轻量化方案降低应用门槛，同时运用区块链技术保障修复过程的可信度。最终目标是建立文化基因库，促进技术工具与文化价值的深度互嵌，真正实现文物从数字存档到活态传承的跨越式发展。

参考文献：

[1]周洁.文化数字化战略下LAM数据资源共享机制研究[D].郑州航空工业管理学院,2024.

[2]欧阳静宣,徐升亮,肖礼兵,等.基于三维激光扫描的摩崖石刻重建技术与精度研究[J].特种铸造及有色合金,2023,43(12):1724-1728.

[3]林丽颖.现代数据技术下的书画文物修复工作研究——以王懿荣纪念馆馆藏书画文物为例[J].东方收藏,2025,(04):80-82.

项目基金：欧阳鹏：重庆科技大学研究生创新计划项目（YKJCX2420627）

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