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孙永生:广州数字名城探索与实践

2024-04-07 09:27 来源:中国城市规划网

导读

2023年9月24日,2022/2023年中国城市规划年会期间,学会历史文化名城规划分会“保护传承、共促繁荣”专题会议在湖北武汉召开,会议特别邀请广州市城市规划勘测设计研究院历史文化名城研究所所长孙永生作题为《广州数字名城探索与实践》的主题报告。

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孙永生  广州市城市规划勘测设计研究院历史文化名城研究所所长

孙永生所长首先介绍了广州数字名城建设的初衷,指出广州作为第一批24个国家历史文化名城之一,有着丰富的历史文化资源。而广州充沛的市场活力和高速的城市更新,为遗产保护活化带来机遇和挑战。为保障在存量发展时代,遗产得到有效保护,广州建立了完善的名城法规体系。大量的专业知识和法律法规提高了管理技术门槛。数字名城的初衷就是希望通过数字技术来支撑名城管理,降低管理门槛。

名城保护工作主要包括保护名录、保护规划、保护措施、监督检查,相对应的四大关键环节为普查建档、规划管理、修缮更新、巡查监管。针对名城保护工作中的四大关键环节,利用广州市城市规划勘测设计研究院多专业融合的技术平台,开展面向管理的数字名城建设实践探索主要有:文化遗产普查平台与智能识别、历史文化名城“一张图”管理平台、历史文化街区和历史建筑数字测绘、历史文化名城智慧化监管系统,通过数字赋能来优化名城保护工作,同时以广州为例介绍了数字名城建设的实践探索。

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面向管理的数字名城建设实践

一、文化遗产普查平台与智能识别

以广州市第五次文化遗产普查为例,介绍地理信息技术在文化遗产普查中的应用。广州市在这次文化遗产普查中遵循“空间全覆盖、要素全囊括”的思路,将普查对象由文物扩展到了历史建筑、传统风貌建筑、古树名木、非物质文化遗产等历史要素。搭建了文化遗产数据库和信息平台,建立市区联动机制。市层面负责工作方案、两套标准、一个平台的建设,各区负责基础资料的制作、外业信息采集、内业评估和数据上传。通过统一技术标准和数据标准,保障了各区普查成果和数据质量的一致性。市区联动机制也实现了全市一盘棋,共同推进。

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文化遗产普查信息平台

广州文化遗产数据库和信息平台是一个针对省、市、区三级工作需求、由多个子系统构成的大型数字化保护平台。其中的“移动终端调研系统”使用全市统一的工作底图,包括行政区划、互联网地图、行政地图、影象地图和地形图等;外业通过菜单式操作录入各类信息,实现无纸化普查;内业通过桌面端对属性信息进行完善和评价,平台还可以随时监控各个区的普查进度。在此基础上搭建起了历史文化名城数据库,为数字名城各项工作奠定了坚实基础。平台具有统计量化分析、空间查询和条件筛选等功能,可以对不同类型、不同年代以及产权等进行统计分析,以支撑名城规划建设管理中的科学决策。

机器学习具有智能性、稳定性和准确性等特性,在某些方面表现出优于人工的趋势,可以大幅度提高作业效率,解放人工。团队将该技术应用于面状文化资源的普查中。以广州传统村落为例,梳理出六类可识别的典型价值要素:民居、祠堂、街巷、禾坪、风水塘、古树、山体,将这些要素在遥感影像上勾选出来形成样本,输入机器学习模型进行训练,并结合模型自动识别结果的人工校核形成新的样本,迭代升级,机器识别的精准度就会越来越高。机器学习模型还能够识别出传统村落遥感影像的前后变化,为日常监管工作数字赋能。

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基于机器学习的文化遗产调查工作示意图

二、历史文化名城“一张图”管理平台

团队利用广州市国土空间规划信息平台搭建了全域全要素的历史文化保护控制线体系。广州市国土空间规划信息平台面向市、区、街镇、村、格网五级管理体系,遵循集中统一共享,分层分级管理的理念,汇聚全市21个部门、4大类、约1600个图层等相关专题数据。作为广州市国土空间规划信息平台中的一个专题数据库,历史文化名城“一张图”包括17类48项内容,既涵盖了各类法定保护对象,以及有地域特色的非法定保护对象,如历史水系、工业遗产等。平台将规划条件表单化、标准化和结构化,可以一键生成历史文化保护的相关规划条件,降低了管理的技术门槛。

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名城专题数据结构

对于已获批保护规划的地块,平台可以输出保护范围与管控要求;对于暂未获批保护规划且具有一定保护价值的对象,通过划定“待定区”或“评估线”,实现“空窗期”的预先保护管理,落实保护优先、提前介入。

广州市的土地储备规划、城市更新规划、详细规划均同步编制历史文化遗产保护专章。以详细规划中的“文评”机制为例,专章的内容包括规划范围内各类文化遗产的调查核查、各类保护对象保护范围及保护措施的落实、以及规划方案对历史文化保护的影响评估等内容。专章和详细规划同步审查、同时报批,在不增加审批环节的前提下,确保详细规划阶段各类遗产的有效保护。

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市详细规划中的“文评”机制

三、历史文化街区和历史建筑数字测绘工作

广州市在近十年时间里一直在探索数字测绘,应用三维激光扫描技术、倾斜摄影测量、全景摄影技术、人机交互式建模、三维模型在线浏览等技术,完成815处历史建筑,15片历史文化街区以及长75公里的传统街道立面的三维数字化测绘和制图建档,为保护传承利用提供了基础性数字支撑。

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历史文化街区和历史建筑三维测绘

针对不同尺度的保护对象采用针对性的测绘技术,并在统一坐标的前提下实现数据融合。如空地影像联合定向与建模技术,使用无人机和全景采集设备联合作业,解决倾斜影像地面破碎、拉花等问题;融合点云与BIM的古建筑测绘工作,将点云模型表皮的真实性与BIM模型内部的构件数据丰富性相结合,形成可视化程度高、应用广的“点云叠合BIM模型”。

在一系列实践探索的基础上,广州也开展相关标准研究,编制了一个行标(《历史建筑数字化技术标准》)和两个省标(《广东省历史建筑数字化技术规范》和《广东省历史建筑数字化成果标准》)。标准综合考虑遗产特征和地域差异,分简略测绘、典型测绘、全面测绘三级,明确了数字测绘的工作方法、技术流程和成果深度等。

四、历史文化名城智慧化监管工作

团队利用物联网技术,将现场实时的信息传递到管理平台,并与管理人员和政务系统进行有效衔接,提高了监管效率。

广州市黄埔区综合利用AI、物联感知、互联网等技术,实现历史建筑视频监控、烟感监控、位移监控、人工巡检智能化管理。历史建筑现场监控视频、位移、烟感监测传感器等物联感知设备实时回传数据,对周界入侵、人员徘徊、烟火等异常事件进行智能预警,并通过“粤政易”向有关责任人实时推送。

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历史建筑智慧监管

广州市海珠区采用了“低空遥感监测网+人工智能识别”的方式,开展历史文化街区的智慧化监管。低空遥感监测网通过硬件平台和人工智能软件平台获取数据,实现数据采集、数据标注、智能识别、实时报送等功能,实时监控历史文化街区风貌变化情况;监测数据也与政务管理系统衔接,嵌入行政管理流程,并实现基于微信小程序以及PC端的执法处置情况统计、分析和总体监控等功能。

最后,报告提出数字赋能名城保护的展望:第一,历史文化遗产的规划管理从二维走向三维。广州运用数字孪生技术,搭建了“CIM+名城”平台,实现了名城保护工作从二维到三维、从宏观到精细、从数字化到智能化的跨越,进一步提高了名城保护的科技含量和信息化水平,具有一定的推广示范意义。

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广州CIM+名城

第二,让管理工作走向公众,希望可以通过跨时空多源异构数据的规整和应用,在价值阐释与展示上突破时空限制,实现跨时空虚实融合综合展示,通过数字技术,让老百姓能够更方便、直观地去了解历史文化,助力名城保护走向的大众化和全民化。

第三,数据从封闭到共享,明确信息共享内容和方式,推进部门纵横联动协同,助力实现“国家-省-市-县”名城智慧化监管。

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名城智慧化监管工作建议

资料来源:住建部课题——历史文化遗产智慧化监督管理研究,2022

供稿单位:中国城市规划学会历史文化名城规划分会

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