数字技术在山西传统古建筑保护与旅游开发中的应用研究

1. 引言

山西省作为中国传统古建筑大省，拥有数量庞大、类型丰富的古建筑群，是我国古代建筑艺术的重要见证。随着城市化进程加快和旅游业发展，这些古建筑面临着严峻挑战：传统保护手段难以应对日益复杂的保护需求，而传统旅游开发模式也无法满足现代游客对深度文化体验的追求。数字技术的快速发展为解决这些问题提供了新的可能。三维激光扫描、BIM、VR/AR等技术在文化遗产保护领域的应用日趋成熟，为古建筑的保护与开发提供了创新方案。在国家大力发展数字经济、推进文化和旅游融合发展的背景下，研究数字技术在山西传统古建筑保护与旅游开发中的应用，对于提升保护水平、创新旅游体验、促进文化遗产的可持续发展具有重要的现实意义。

2. 山西传统古建筑保护与旅游开发现状分析

2.1 山西传统古建筑概况

山西省是我国古建筑保存最为密集和完整的地区之一，现存古建筑总量占全国古建筑总量的近三分之一。这些建筑类型丰富，包括寺庙、祠堂、民居、府邸、城墙、戏台等，年代跨度从五代直至清末，形成了独具特色的建筑文化体系。其中，国家级重点文物保护单位53处，省级文物保护单位302处，分布于全省各地。这些古建筑不仅在建筑艺术、结构技术、装饰工艺等方面具有极高的价值，更承载着丰富的历史文化信息和民族文化基因。尤其以平遥古城、大同华严寺、五台山等为代表的古建筑群，已成为展示中国传统建筑艺术的重要窗口和带动地方文化旅游发展的核心资源。

2.2 当前保护工作面临的挑战

山西传统古建筑的保护工作目前面临诸多挑战：首先，传统的测绘和记录方法精度不足，难以准确记录古建筑的结构特征和损坏状况；其次，保护修缮工作缺乏科学的监测手段，往往是出现问题才进行被动维护，预防性保护不足；第三，古建筑数量庞大，保护资金投入不足，专业技术人才缺乏；第四，部分地区对古建筑的保护意识薄弱，存在过度开发和不当使用的现象；第五，气候变化、空气污染等环境因素对古建筑的影响日益加剧，传统保护手段难以应对。此外，古建筑保护的档案管理较为落后，大量珍贵的历史资料存在保存不当和流失的风险。

2.3 旅游开发现状及问题

山西传统古建筑的旅游开发虽已取得一定成效，但仍存在显著问题：首先，旅游产品同质化严重，缺乏特色和创新，多数景区仍停留在简单的参观游览层面；其次，文化内涵挖掘不足，难以满足游客深度文化体验的需求；第三，旅游解说和展示手段单一，难以有效传达古建筑的历史文化价值；第四，景区管理方式落后，服务质量有待提升；第五，旅游承载能力评估不足，部分景区存在过度开发的风险；第六，各景区之间缺乏有效联动，未能形成完整的文化旅游线路体系。

2.4 数字技术应用的必要性

面对上述挑战和问题，引入数字技术进行古建筑保护和旅游开发已成为必然趋势。数字技术的应用可以提供精确的测绘记录手段，建立完整的建筑信息数据库；通过智能监测系统实现古建筑的预防性保护；利用VR/AR等技术提升旅游体验，实现文化遗产的创新性展示；通过智慧旅游平台优化景区管理和服务。同时，数字技术还能促进古建筑保护和旅游开发的有机结合，实现资源的可持续利用。在"互联网+"和数字经济时代背景下，数字技术的应用不仅能够解决当前面临的突出问题，还能为山西传统古建筑的保护和开发注入新的活力，创造新的发展机遇。

3. 数字技术在古建筑保护中的应用

3.1 三维激光扫描技术的应用

三维激光扫描技术为山西传统古建筑的精确测绘提供了革命性的解决方案。该技术通过高速激光测距系统，能够快速获取古建筑的几何尺寸、空间位置等信息，形成高精度的点云数据。在实际应用中，三维激光扫描不仅能够精确记录建筑整体形态，还能捕捉到木构件的细微变形、石雕的表面纹理等微观细节，测量精度可达毫米级。这些数据为古建筑的保护修缮提供了可靠的基础数据支撑，同时也为建筑本体的数字化保存创造了条件。尤其在对山西省内的平遥古城、大同华严寺等重要古建筑群的测绘工作中，该技术已经显示出显著优势，大幅提高了测绘效率和准确度。

3.2 BIM技术在古建筑测绘中的运用

BIM技术在古建筑保护中的应用主要体现在建筑信息的系统化管理和分析方面。通过将三维激光扫描获取的点云数据转化为BIM模型，可以实现古建筑的参数化建模，构建包含几何信息、属性信息、历史信息等多维度数据的信息模型。BIM技术不仅能够直观展示建筑的结构体系，还能进行结构受力分析、材料损耗评估等专业分析，为古建筑的保护修缮决策提供科学依据。

3.3 数字监测与预警系统的构建

基于物联网技术的数字监测与预警系统是实现古建筑预防性保护的重要手段。通过在古建筑关键部位布设各类传感器，可以实时监测建筑结构位移、温湿度变化、材料老化等状况。系统将采集的数据通过物联网传输至云平台，利用大数据分析技术进行实时分析和预警。这种智能化的监测系统能够及时发现潜在的安全隐患，为保护工作提供预警，有效降低了保护成本。例如，在悬山寺等重点文物保护单位的保护中，已经成功应用了这一系统，取得了良好的保护效果。

3.4 数字化档案管理系统的建立

数字化档案管理系统的建立是古建筑保护工作的重要基础。该系统整合了古建筑的历史档案、测绘资料、修缮记录、监测数据等多源信息，构建了统一的数据标准和管理平台。通过数字化手段，实现了档案资料的永久保存和便捷检索，同时还支持多部门协同工作。系统采用云存储技术，确保数据安全性的同时，也便于资源共享和远程访问。特别是对于分散在山西各地的众多古建筑群，这种数字化管理方式极大地提高了保护工作的效率和科学性。系统还整合了GIS地理信息系统，实现了古建筑资源的空间化管理，为保护规划和决策提供了有力支持。

4. 数字技术在古建筑旅游开发中的应用

4.1 虚拟现实(VR)技术的应用

虚拟现实技术在山西古建筑旅游开发中的应用开创了文化遗产展示的新模式。通过VR技术，游客可以实现对古建筑的沉浸式体验，突破时空限制，感受建筑的原貌风采。具体应用包括：虚拟复原已损毁的建筑部件，让游客看到完整的历史场景；通过全景漫游技术，实现对建筑内部空间的自由探索；利用交互式VR展示古代建筑工艺和施工过程；通过虚拟场景重现历史事件和人文活动。此外，VR技术还为无法亲临现场的游客提供了远程观览的可能，扩大了文化遗产的传播范围。

4.2 增强现实(AR)技术的应用

增强现实技术通过将虚拟信息叠加到真实场景中，为古建筑旅游带来了全新的互动体验方式。通过手机、平板等移动设备，游客可以实时获取建筑构件的详细信息，了解建筑特征和历史故事。AR技术的具体应用包括：针对建筑构件的实时标注和解说；历史场景的叠加重现；建筑结构的动态展示；文物修复过程的可视化等。这种技术不仅增强了旅游的趣味性和教育性，还能够帮助游客更好地理解和欣赏古建筑的文化价值。特别是在一些重要的文物建筑，如五台山、云冈石窟等景区，AR技术的应用显著提升了文化遗产的展示效果。

4.3 数字化导览系统的开发

数字化导览系统的开发整合了多媒体技术、定位技术和智能推荐技术，为游客提供个性化的游览服务。系统主要包括以下功能：基于GPS的实时定位和路线规划；多语言的语音讲解服务；基于兴趣点的智能推荐；文化知识的深度解读；虚拟讲解员服务等。通过移动终端，游客可以获得专业、准确的讲解服务，实现自主导览。系统还支持社交分享功能，让游客能够记录和分享旅游体验。这种数字化导览方式不仅提高了游览效率，也降低了景区的运营成本，同时为游客提供了更加丰富的文化体验。

4.4 智慧旅游平台的构建

智慧旅游平台是整合各类数字技术，实现景区智能化管理和服务的综合性平台。平台主要功能包括：在线票务预订和流量控制；实时客流监测和分析；智能停车管理；环境监测和安全预警；游客行为分析和服务优化；文创产品在线销售等。通过大数据分析，平台能够精准把握游客需求，优化管理决策，提升服务质量。同时，平台还整合了周边餐饮、住宿、交通等配套服务信息，为游客提供一站式旅游服务。此外，平台的数据分析功能也为景区的精细化管理和市场营销提供了决策依据。

5. 案例分析

5.1 案例选择与研究方法

本研究采用多案例研究方法，选择山西省具有代表性的三个古建筑保护与开发项目作为研究对象：平遥古城、五台山及云冈石窟。选择这三个案例的主要依据是：其一，三个案例均为世界文化遗产，具有极高的文化价值和保护要求；其二，这些案例在数字技术应用方面各具特色，分别代表了不同类型的应用模式；其三，案例实施时间较长，具有可评估性。研究方法主要包括实地调研、深度访谈、问卷调查和数据分析等。通过对管理人员、技术人员、游客等多方主体的调研，收集了大量一手资料，确保研究的真实性和可靠性。

5.2 应用效果评估

通过对三个案例的效果评估，发现数字技术的应用取得了显著成效：在保护方面，提高了文物本体的保护精度，建立了完整的数字档案，实现了预防性保护；在展示方面，增强了文化遗产的可视性和互动性，提升了游客体验满意度；在管理方面，优化了景区运营效率，提高了服务质量。具体表现为：游客停留时间延长30%以上，文化体验满意度提升40%，运营成本降低20%，文物保护效率提升50%。同时，数据显示景区的重游率和推荐率都有明显提升，经济效益和社会效益双丰收。

5.3 经验总结与启示

通过案例分析，总结出以下主要经验与启示：第一，数字技术应用需要系统规划，既要考虑技术可行性，也要注重文化传播效果；第二，技术应用要突出文化特色，避免同质化，注重个性化展示；第三，要建立长效运营机制，确保技术应用的持续性和更新性；第四，要加强多方协作，整合各类资源，形成保护与开发的合力。这些经验对其他古建筑群的数字化保护与开发具有重要的借鉴意义。同时也发现一些问题需要注意：技术更新速度快，需要持续投入；专业人才缺乏，技术培训需要加强；数据标准不统一，系统整合存在困难等。这些问题的解决需要在未来的实践中不断探索和完善。

6. 数字技术应用的优化策略

6.1 技术应用体系的完善

针对山西传统古建筑数字技术应用中存在的系统性不足，提出完善技术应用体系的具体策略。首先，建立统一的技术标准和规范，包括数据采集标准、建模规范、信息分类体系等，确保各项技术应用的规范性和兼容性。其次，构建分层级的技术应用框架，根据古建筑的价值等级和保护需求，制定差异化的技术方案，实现资源的合理配置。第三，加强技术集成创新，将三维扫描、BIM、物联网、云计算等技术有机结合，形成完整的技术解决方案。第四，建立技术评估和反馈机制，定期评估技术应用效果，及时优化和更新技术方案。同时，要注重技术应用的实用性和经济性，避免盲目追求高新技术而忽视实际需求。

6.2 保护与开发的协调机制

建立科学合理的协调机制是确保古建筑保护与旅游开发平衡发展的关键。首先，制定保护优先的开发准则，明确数字技术应用的底线要求，确保旅游开发不损害文物本体。其次，建立多方参与的决策机制，整合文物部门、旅游部门、技术机构等各方意见，形成科学的决策体系。第三，设立保护与开发的协调平台，通过数字化手段实现各项工作的信息共享和协同推进。第四，建立效益分配机制，合理平衡经济效益和社会效益，确保可持续发展。特别强调要将数字技术作为连接保护与开发的重要纽带，既要发挥其在保护中的技术支撑作用，也要利用其在旅游开发中的创新价值。

6.3 政策支持与资金保障

为确保数字技术应用的可持续发展，需要建立完善的政策支持和资金保障机制。首先，加强政策引导，出台支持数字技术应用的专项政策，在规划、用地、税收等方面给予支持。其次，拓宽资金来源渠道，除政府财政投入外，积极引入社会资本，探索多元化的投融资模式。第三，建立专项资金管理制度，确保资金使用的规范性和效益性，重点支持关键技术研发和示范项目建设。第四，创新运营模式，通过文创产品开发、数字内容授权等方式，提高项目的造血能力。同时，要建立长效投入机制，确保技术更新和维护所需的持续性投入。特别是要加大对基础性、公益性项目的支持力度，确保重要文物古建筑的数字化保护工作能够持续开展。

7.结论

本研究通过系统分析数字技术在山西传统古建筑保护与旅游开发中的应用，得出以下主要结论：第一，数字技术的应用显著提升了古建筑保护的科学性和精确性，实现了从被动保护到主动预防的转变，建立了完整的数字化保护体系。第二，数字技术创新了文化遗产的展示方式，通过VR/AR等技术的应用，大大提升了游客体验感和文化传播效果，实现了保护与利用的有机统一。第三，智慧旅游平台的构建优化了景区管理效率，提高了服务质量，促进了古建筑旅游的可持续发展。第四，技术应用效果与投入程度、管理水平、人才储备等因素密切相关，需要建立完善的保障机制和协调体系。这些结论为传统古建筑的数字化保护与创新性开发提供了理论依据和实践参考。

文章来源：  《文化产业》   https://www.zzqklm.com/w/wy/32640.html