在数字化、网络化、智能化深入发展的背景下,智慧城市建设已是推动城市创新发展和城市文化遗产保护的重要动力。联合国人居署中国未来城市顾问委员会《未来城市顾问展望2024:数字城市治理》指出,数字技术正在深刻重塑城市治理模式。绍兴是全国首批历史文化名城,有着2500 年的建城史,城乡历史文化遗产丰富,且与城市更新区域高度重叠。绍兴着力探索“全方位数据普查建库—保护信息平台建设—长效更新运维机制建立”实施路线,建立绍兴古城保护利用信息管理系统,创新采用多模态数据快速高效采集、时空语义信息关联解析和海量实景三维数据智能化管理等技术,实现新型数字孪生技术下的古城保护利用研究,助力绍兴古城在全域数字化保护、文商旅融合服务、城市更新项目风貌管控以及智慧监管等多方面取得显著成效。
总体设计
构建古城保护全要素资源中枢。构建畅通的信息流转载体和机制,高度集成市区两级、各部门的业务数据。通过统一存储、归集、处理、分析信息,实现资源的统一调度和动态管控。此外,梳理各方权责和业务管理需求,整合标准化的工作流程,实现了信息总控和精细化管理。
打造古城信息共享与联动管理平台。建立信息共享和高效协同的机制,制定标准化的数据接口、数据格式和模型类型。通过打通数据交互的壁垒,基于角色的用户权限控制,实现一个平台上多个板块的联动管理,从而促进古城保护利用信息管理系统的协同调度和运营。
BIM+GIS+AI赋能古城实时监管与预警。利用BIM+GIS的三维可视化特点,基于视频监控和定位融合技术,能实时反映古城交通、人流和安全情况。结合AI智能分析算法和预警提示,辅助政府各部门对古城的科学管理。
系统框架
绍兴古城保护利用信息管理系统总体技术框架图
基于绍兴市政务网,建设绍兴古城保护利用信息管理系统,系统架构包括标准规范体系、安全防护体系、感知层、基础设施层、数据资源层和平台服务层。标准规范体系分为数据类、生产类和运行管理类,作为古城数据汇集、数据资源中心建立、数据应用、服务合理利用的重要依据;安全防护体系包括安全技术与管理体系,严格遵循国家等级保护有关规定,建立信息系统综合防护体系;感知层负责古城数据资源的采集和识别,包括无人机遥感、SLAM激光扫描、视频监控、水质/大气/古建监测等物联采集设备;基础设施层提供部署、运行所需的软硬件设施和环境,包括存储、计算、网络和安全资源;数据资源层是核心组成部分,统一管理古城实景三维、基础地理、保护名录、空间规划、利用资源、文保专题以及人口经济等数据资源,并提供数据资源注册、发布、申请、交换、监控、更新等服务;平台服务层以3DGIS(三维地理信息系统)引擎系统提供的实景三维服务能力为基础,构建古城门户、大屏可视化、城市设计规划等顶层应用,为政府部门、古城企业、社会公众以及其他关联机构提供丰富的平台服务。
系统功能
——网页端
古城门户系统界面
古城门户系统。作为绍兴市名城办对外宣传和与公众互动的窗口,提供古城资讯动态发布、线上虚拟游览、古城保护名录检索、互动交流等模块。
资源展示实景一张图界面
资源展示实景一张图。以GIS技术为基础、实景数据为底图,对古城资源、古城规划、古城风貌、辅助决策、项目研究等进行专题图展示与表达,对数据资源进行分类与整合,实现古城各类数据资源在“一张图”中的可视化展示,打通古城地理、历史文化、规划设计、保护名录、地名等信息的全业务、全要素管理。
数据资源中心界面
数据资源中心。提供资源大盘展示、资源目录展示、监控巡查、统计分析、目录管理、资源管理、数据源管理等功能,方便用户快捷浏览所需资源,实现对古城数字化模型、基础地理、保护对象、资源利用、规划专题、经济、古城项目、古城产业信息等数据的统一管理、发布、监控和服务共享。
城市设计规划管理界面
城市设计规划管理。将绍兴古城控规等规划编制数据叠加在实景中,支持古城建设项目方案辅助选址、设计和审批,在实景中进行选址模拟与分析,对方案数据进行管理、查询、展示,可多窗口进行项目的多方案同屏幕比对。此外,能在同一屏幕中对不同方案进行调整、比较,辅助决策者更直观地比较出各方案的优缺点,选择出更佳方案。
视频监管界面
视频监管。基于平台获取古城大规模视频数据,通过解码、转码等数据预处理,利用序列计算实时对视频、视图库等短视频流、图片流等多种序列数据源的分析计算,最终集成图像识别、目标监测、目标跟踪、场景识别和异常检测等感知功能,助力古城治理、公共安全、交通管理和古城环境保护等全域实时监管。
古城地下管网管控应用界面
地下管网管控。构建管网仿真三维模型,建设管点模型,融合地下空间各类实景三维模型构建地下管网数字孪生基本盘,直观呈现绍兴古城区域内主干道路地下管线分布,通过实景模拟减少隐蔽工程损害,实现对管线的统一管理和优化控制。
运维管理界面
运维管理。保障系统稳定运行,包括组织结构管理、科室管理、用户管理、角色管理、用户角色分配、角色权限分配、日志管理、运行监控、地图配置等。
VR展示界面
VR展示。建立基于实景三维的虚拟现实系统,实现实景三维地图、室内实景地图的流畅浏览展示和室内空间平面图与实景影像的场景切换,并支持音频、视频资料接入虚拟现实场景。通过加载室内外三维实景地图,以真实、快捷、精准、高效的形式实现信息搜索、场景漫游、情景切换、POI交互[用户与地理信息系统(GIS)中“兴趣点”(Point of Interest,简称POI)之间的互动操作]的功能。
绍兴古城大屏可视化界面
绍兴古城大屏可视化。提供实景三维城市现状、发展历史变迁、大数据等展示功能,实现对绍兴古城资源、文化故事、发展规划等信息提供大屏浏览服务。
——移动端
古城漫游。以古城地图为核心,充分整合绍兴古城各类旅游资源和便民服务资源,面向公众提供便捷的一站式检索服务。包括古城保护对象(老台门、古桥、文保单位、名人故居、历史建筑等)、特色餐厅、精品民宿、旅游景点等旅游资源,以及公交站点、停车场、公共厕所、公共自行车等便民资源,提供周边搜索、路线导航等功能服务,便利公众出行。
古城发布。将古城保护利用政策文件、古城活动咨询、市区主要领导视察、调研活动向公众推介,让公众足不出户掌握古城资讯。发布古城内重大活动、展览、摄影、讲座、戏剧等活动内容,构建古城文化生态圈。
古城体验。将绍兴名城名人故居、古建筑、遗址、景点名胜等旅游资源实景三维数据和激光点云数据向公众发布,通过VR和全景浏览等展现方式,提供基于移动端的虚拟游览服务,实现指尖浏览古城,掌上玩转古城,同时提供古城文旅产品检索服务。
创新做法与成效
完善“一体化”的古城管理体系。通过打通跨部门、跨层级的系统端口,强化信息共享,制成古城资源一张图,利用实景扫描留住古城历史肌理,叠加“N”个数据图层,形成数字孪生数据底座,使古城保护更加系统、直观。
健全“全闭环”的古城保护流程。依托数字孪生数据底座,实现古城保护全过程多场景仿真模拟。建立古城资源“一个库”、规划研究“一张图”、治理服务“一件事”,实现项目决策等从“经验决策”向“大数据决策”转变。
构建“智能化”的古城服务平台。以数智赋能文化守正创新,坚定扛起文脉赓续、文化创新的责任。为社会重塑城市文脉,聚焦历史文脉数据采集加工、传输存储及数据治理等环节,建成快速连接、高效搜索、全面共享、重点集成的数据体系,为文化领域的产业发展、高校科研提供数据支撑,有效推动古城优秀传统文化创造性转化、创新性发展。为百姓增添幸福感,通过绍兴古城APP线上发力,面向公众提供便捷的旅游景点、公共服务点位和古城食宿等一站式检索服务,实现本地居民一键览古城,外地居民一键游古城。
绍兴古城保护利用信息管理系统的建设是落实党的二十大报告指出的“加大文物和文化遗产保护力度,加强城乡建设中历史文化保护传承”的探索和实践。系统基于超精细的建模技术实现古城全空间的数字孪生复制,实现大尺度上对古城的整体风貌进行记录,中尺度上对各类建筑物和构筑物等进行有效表达,小尺度上对建筑物(特别是古建)的内部结构等细节进行精确刻画,真实还原古城格局、风貌肌理、空间布局、建筑外形与色彩,完整构建准确真实的数字化模型。通过建立基于一张图的古城保护管理、运营、修缮机制,创新数字化管理的模式与能力,提高了政府部门对古城的管理水平,科学、合理、有序推进古城保护和有机更新,努力为历史文化名城保护与发展提供“数智管理样板”。