物联网与文化遗产预防性保护

在社会与经济快速发展的当今世界，各国愈来愈重视本国的文化遗产，都将其视为维系文化传承、保持文化优势和特色的不可或缺的资源，文化遗产甚至已成为国家软实力重要体现。

然而上世纪80年代以来，全球化加剧、旅游业发展、环境恶化等因素，致使文化遗产面临着更多威胁。在这种情况下，现代科学技术在文化遗产保护中的作用日益凸现，文化遗产保护理论和技术手段都随之发生着深刻的变化。预防性保护这一理念也正是在此背景下产生的。通过长期监测、科学记录在各类风险因素影响下文化遗产的变化，以科学监测数据积累为基础，分析研究文化遗产的变化规律，制定和实施科学的保护控制措施，以达到主动的预防性保护。出现于上世纪90年代末，基于现代传感技术、网络技术、自动控制技术的物联网概念，正逐步成为我们实现文化遗产预防性保护的重要技术途径。 

近十几年来，国际文化遗产保护领域也正是朝着这个方向发展，如遗产监测以及加强文化遗产安全方面的国家行动计划相继出台，很多文化遗产保护强国已普遍应用3S技术、信息化等高新科技手段，建立文化遗产监测、信息收集、信息处理的预防性保护管理系统等。起步较早且颇具影响力的是意大利的文化遗产风险评估项目(Risk Map of Cultural Heritage)。1992年由意大利保护研究中心(Istituto Central peril Restauro,ICR)发起，针对建筑遗产保护现状和所处环境的恶劣情况，通过GIS技术对环境引起的危害进行评估(如洪水灾害、地震灾害等)，同时也对遗产的保护状态进行监测，以便管理控制和更有效地采取相关保护措施。该项目首先在罗马、那不勒斯、拉文纳和都灵4个城市进行，之后推广到意大利全国范围为防止本国的文化遗产在快速发展的城市化进程中免遭损失。

在我国，预防性保护同样受到国家文物主管部门的高度关注，逐步从政策、资金和技术等方面组织引导我国的遗产保护向主动的预防性保护方向发展。我国部分世界文化遗产地和博物馆更是率先引入了物联网相关技术，探索通过有效监测和分析，实施预防性保护措施的新手段，并取得了良好效果。

敦煌莫高窟的监测工作始于1990年。首先是窟外气象数据如：温度、湿度、光照、降雨、风向、地表温度等指标的自动监测，监测数据为莫高窟治沙工程提供了准确的气象资料。其次，窟内设立了微环境气象站，主要测定温度和湿度，以研究环境变化对病害的影响；另外，还开展崖体裂隙的监测，监测洞窟崖体变化预防洞窟出现坍塌。2006年，为研究游客活动对洞窟环境所造成的影响，开发了基于无线传输的微环境监测系统，对莫高窟60个开放洞窟的环境变化进行实时监测，同时通过环境与洞窟地仗盐分迁移活动的关系，确定了洞窟湿度和二氧化碳含量的最高上限，微环境监测系统可根据这些数据及时预报，指导洞窟的开放时间。在壁画本体方面，采用定期图像采集和颜料色度监测，分析研究壁画本体病害的发展规律，为采取进一步的保护措施提供依据。

在秦兵马俑坑遗址一号坑、二号坑和馆外，秦俑博物馆建立了大气环境观测系统，开展了微气候、气象状况、腐蚀性气体、大气气溶胶和降尘的同步观测和分析，获得了不同时间尺度下室内微环境和关键大气污染物的变化特征及其化学反应机制，判定了兵马俑博物馆室内气溶胶的污染来源及可能影响。立足秦俑遗址和博物馆馆藏文物的特点，采用国际先进的连续观测仪器和污染物测试手段，对危害文物的污染物含量水平、空间分布状态、来源及发展趋势进行了详细评估，建立了室内微气候、腐蚀性气体、大气气溶胶以及降尘等的综合数据库。很好地为进一步的开展污染控制研究和政策制定积累了技术基础。 

此外，还有龙门石窟开展的针对石灰岩石窟安全风险因素如大气质量、气象环境和水环境等监测工作；苏州园建立的古典园林建立监测6大数据库和动态信息管理监测预警系统软件平台；上海博物馆研究和示范的馆藏文物保存环境监测和控制技术研究与示范等；同时在国家科技计划和“指南针计划”的支持下，还开展了如《空间信息技术在京杭运河保护中的应用研究》、莫高窟和秦始皇帝陵物联网研究试点等项目。这些都是应用物联网技术而达到预防性保护的有益尝试。

从已取得应用成效和已开展的研究我们不难看出，以动态监测、智能预警和辅助决策为核心内容，以空间遥感、无线传感、智能预警、多种网络通信手段为技术支撑，以文化遗产保护管理法律法规、制度体系和安全体系为保障的各级联动响应的文化遗产预防性保护的物联网应用体系是一项宏大的系统工程，这些工程逐步建设完成将为我国从文化遗产大国走向文化遗产保护强国提供强有力的技术支撑和保障。