喬云飛
摘要:近年來,我國不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)威脅及因?yàn)?zāi)損失呈快速增加趨勢。開展不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究,對減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、加強(qiáng)文化遺產(chǎn)應(yīng)急管理能力和預(yù)防性保護(hù)具有重大意義。通過梳理不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理中相關(guān)問題,從不可移動文物主要自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估方法、自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)要素信息獲取與定量表達(dá)、自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖構(gòu)建方法、不同氣候條件區(qū)域和不同類型文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測策略和風(fēng)險(xiǎn)管理框架等五個方面開展對策研究,并對相關(guān)示例進(jìn)行分析、探討。以期能夠減輕不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、提升文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)的“科學(xué)化、專業(yè)化、智能化、精細(xì)化”水平。
關(guān)鍵詞:不可移動文物;預(yù)防性保護(hù);自然災(zāi)害;風(fēng)險(xiǎn)管理;風(fēng)險(xiǎn)評估
引言
我國不可移動文物具有數(shù)量大、地域廣、類型多、價值高等特點(diǎn)。據(jù)最新統(tǒng)計(jì),截至2021年7月,全國共有不可移動文物76.7萬余處、全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位5058處、世界遺產(chǎn)56項(xiàng)、國家歷史文化名城137座、中國歷史文化名鎮(zhèn)名村799個,傳統(tǒng)村落、文化線路、文化景觀、工業(yè)遺產(chǎn)等新的文化遺產(chǎn)類型亦在不斷擴(kuò)展。但與此同時,伴隨著災(zāi)害種類多、分布地域廣、發(fā)生頻率高、災(zāi)情復(fù)雜多變的綜合自然環(huán)境,以及全球氣候變化加劇的趨勢,致使我國不可移動文物所處外在條件惡化,干擾影響加速,文物因?yàn)?zāi)損毀、自然破壞的事件頻發(fā),造成了不可挽回的巨大損失(圖1)。
文物安全是文物保護(hù)的紅線、底線和生命線,也是文化安全和文化自信的重要組成部分。習(xí)近平總書記高度重視文物保護(hù)和文化傳承,多次作出重要指示、批示,明確要求“要借鑒國際理念,健全長效機(jī)制,把老祖宗留下來的文化遺產(chǎn)精心守護(hù)好”“要深刻汲取國內(nèi)外重大文物災(zāi)害事故教訓(xùn),督察落實(shí)主體責(zé)任,強(qiáng)化隱患整治,增強(qiáng)歷史文化遺產(chǎn)防護(hù)能力”,努力走出一條符合中國國情的文物保護(hù)利用之路。
因此,在堅(jiān)持“文物保護(hù)為主”和防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)“兩個堅(jiān)持”“三個轉(zhuǎn)變”的方針下,系統(tǒng)開展不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究對不可移動文物的預(yù)防性保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
一、不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理存在的問題
(一)風(fēng)險(xiǎn)評估理論方法不足
1.既有理論存在局限性
自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論,有廣義與狹義之分。廣義的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是對災(zāi)害系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估,即在對致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體分別進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)上,對災(zāi)害系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。狹義的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是對災(zāi)害系統(tǒng)的致災(zāi)與成害關(guān)系的評估,是對承災(zāi)體進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評估,亦是常見的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估。雖然考慮角度不同,但二者都包含一個核心要素,即對承災(zāi)體的脆弱性評估。在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域,承災(zāi)體脆弱性指承災(zāi)體遭到致災(zāi)因子打擊時的脆弱程度,通常將行政單元作為承災(zāi)體,其脆弱性常以能夠反映人口結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)社會結(jié)構(gòu)、醫(yī)療衛(wèi)生水平等社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為基礎(chǔ)來獲取。
災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論框架主要包含三大學(xué)派:“損失可能性”學(xué)派、“未來損失”學(xué)派以及“未來損失的不確定性”學(xué)派?!皳p失可能性”學(xué)派的代表觀點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)為未來損失的可能性,未來失事概率越大,風(fēng)險(xiǎn)越大。該學(xué)派理論廣泛應(yīng)用于江河防洪工程。但對于不可移動文物而言,受建造時間、材料、工藝及現(xiàn)有維修工程等多方面的影響,其失事概率難以評定?!拔磥頁p失”學(xué)派的代表觀點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)為不同概率水平下的危險(xiǎn)性,在某一概率水平下,危險(xiǎn)越大,風(fēng)險(xiǎn)越大。該學(xué)派理論常用于洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖中,風(fēng)險(xiǎn)圖表示了不同概率水平下洪水及洪水災(zāi)害損失特性,與洪水發(fā)生頻率相關(guān)聯(lián)。但該學(xué)派不適用于其他自然災(zāi)害類型的風(fēng)險(xiǎn)評估?!拔磥頁p失的不確定性”學(xué)派觀點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)為未來損失的不確定性;或風(fēng)險(xiǎn)為未來實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果的差異。認(rèn)為損失期望越大,風(fēng)險(xiǎn)越大。該理論常用在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃領(lǐng)域以及災(zāi)害保險(xiǎn)行業(yè),而對不可移動文物價值損失如何評定尚無定論。綜上所述,既有的三種自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論(見表1),對以不可移動文物為核心的風(fēng)險(xiǎn)評估尚缺乏針對性研究,不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)理論亟待完善。
2.既有評估模型與方法的不適用性
傳統(tǒng)的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估模型與方法較為成熟、豐富,但與不可移動文物價值評估關(guān)系不夠密切。如(1)PAR(Pressure-and-Release)模型,即“壓力-釋放”模型,災(zāi)害被明確定義為承災(zāi)體脆弱性與致災(zāi)因子(擾動、壓力或沖擊)相互作用的結(jié)果,但在其脆弱性中尚無與文物價值相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容或定義。(2)BBC(Bogardi、Birkmann和Cardona三人共同建立)概念模型:該模型將承災(zāi)體放入系統(tǒng)反饋回路中,關(guān)注未來的發(fā)展?fàn)顟B(tài),在強(qiáng)調(diào)當(dāng)前脆弱性、暴露度和已有適應(yīng)力重要性的同時,展示了潛在調(diào)控措施的必要性,但其與承災(zāi)體價值關(guān)聯(lián)性較差。(3)RH(The Risk-Hazard)概念模型:該模型將致災(zāi)因子造成的破壞理解為暴露度和承災(zāi)體敏感性的函數(shù),即“遭遇-反應(yīng)”關(guān)系,強(qiáng)調(diào)承災(zāi)體對致災(zāi)因子或環(huán)境沖擊的暴露度和敏感性,關(guān)注的焦點(diǎn)是致災(zāi)因子和災(zāi)難后果,但弱化了承災(zāi)體本身價值的影響。(4)HOP(Hazards-of-Place)模型:該模型引入了空間位置屬性,通過特定地點(diǎn)的脆弱性來綜合分析自然、社會對承災(zāi)體的影響,能夠及時體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)、減災(zāi)活動的變化,但與文物價值關(guān)聯(lián)性較差。(5)綜合指數(shù)法:該方法目前應(yīng)用最為廣泛,其從致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體脆弱性的形成機(jī)制、表現(xiàn)特征、產(chǎn)生與變化的根源等方面理解災(zāi)害現(xiàn)象,從而確定概念模型;通過查明影響因素及其內(nèi)在聯(lián)系為影響因素選擇指標(biāo),建立評估體系,并對指標(biāo)進(jìn)行量化與權(quán)重賦值,最后估算出危險(xiǎn)性、敏感性及脆弱性指數(shù)。但是該模型中目前也缺少與文物價值相關(guān)聯(lián)的指標(biāo)。
總之,不可移動文物作為珍貴且不可再生的稀缺資源,目前我國對其保護(hù)和研究,既缺乏理論上的明確指導(dǎo),也缺少方法上的最佳適用。在文物保護(hù)工作實(shí)踐中,自然災(zāi)害造成文物承載的歷史、藝術(shù)、科學(xué)、社會、文化等價值信息損失程度如何表征?針對不可移動文物特點(diǎn),既有災(zāi)害評估理論模型及方法的適用性如何增強(qiáng)?急需作為當(dāng)前不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估研究的重點(diǎn)。
(二)風(fēng)險(xiǎn)要素信息采集與利用不暢
1.不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)信息獲取渠道單一
自然災(zāi)害信息采集與統(tǒng)計(jì)涉及應(yīng)急管理、地震、氣象、水利等多個行政部門,文物部門憑一己之力很難及時掌握不可移動文物保護(hù)中所需的信息數(shù)據(jù)。部分建設(shè)有獨(dú)立氣象、地質(zhì)、水文信息觀測平臺的文保單位,也尚難與省域、縣域信息系統(tǒng)銜接,阻礙了自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)信息的互聯(lián)互通。
2.不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)精度不足
單純依托地面觀測數(shù)據(jù)較難對致災(zāi)因子和孕災(zāi)環(huán)境進(jìn)行精確刻畫,且不可移動文物本體脆弱性信息采集目前仍以傳統(tǒng)人工方法為主,結(jié)果多為定性分析,受限于操作人員的經(jīng)驗(yàn),數(shù)據(jù)精度的不足也影響了自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的準(zhǔn)確性。
3.不可移動文物信息化相對滯后
不可移動文物信息采集技術(shù)多樣化與信息體系不健全的矛盾愈發(fā)突出,由于缺乏技術(shù)手段適宜性評估,文物系統(tǒng)信息化相對滯后(如第一、二、三次全國文物普查信息多停留在紙面)、碎片化明顯,原始文物信息的有效利用難度進(jìn)一步加大。
(三)風(fēng)險(xiǎn)程度表征不明
早在1970年代,意大利就已開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)圖展示、管理和應(yīng)用平臺,1990年代專門撥款1400萬歐元進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)圖體系建設(shè),其有效性在2009年拉奎拉等地震中得到證實(shí)。該風(fēng)險(xiǎn)圖系統(tǒng),可支持多用戶、多要素、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的空間展示與分析計(jì)算,極大提升了不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)管理水平。
與之相較,我國在風(fēng)險(xiǎn)表達(dá)與圖示方面,目前仍處于起步階段,不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)圖的相關(guān)研究尚存以下不足:
(1)不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的圖示化表達(dá),成果主要集中在不可移動文物病害、規(guī)劃和監(jiān)測圖示等方面,對于整體性、區(qū)域性的風(fēng)險(xiǎn)表達(dá)顯示較少,與國際的差距較大。
(2)風(fēng)險(xiǎn)圖示專業(yè)化特征高深,難以滿足管理決策、修繕保護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)評估和公眾教育等多元主體的需求。
(3)在吸收、借鑒國際先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)理念時,尚不能突出考慮和充分體現(xiàn)我國國情和不可移動文物的特點(diǎn)。
(四)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警能力不強(qiáng)
隨著數(shù)字化、信息化監(jiān)測技術(shù)不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)監(jiān)測手段與高新科技共同服務(wù)于不可移動文物保護(hù)領(lǐng)域,在監(jiān)測技術(shù)多樣化的同時,也出現(xiàn)了技術(shù)種類不清晰、選用標(biāo)準(zhǔn)不明,監(jiān)測設(shè)備集成不足等問題。針對嚴(yán)重自然災(zāi)害及文物本體的動態(tài)監(jiān)測及預(yù)警,存在著需求不配套、閾值不明確、缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、難以大范圍應(yīng)用等問題。
(五)風(fēng)險(xiǎn)管理框架不系統(tǒng)
風(fēng)險(xiǎn)管理框架不系統(tǒng)主要體現(xiàn)在:(1)災(zāi)害管理主要側(cè)重于災(zāi)害的應(yīng)急救助、災(zāi)情評估和災(zāi)后救援,涉及災(zāi)前的風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查與評估較少。(2)風(fēng)險(xiǎn)管理能力欠缺。不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的原則、方法、內(nèi)容和程序管理仍處于探索階段,尚未形成系統(tǒng)的文物風(fēng)險(xiǎn)管理組織架構(gòu)。
二、提升不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)
管理能力的對策
(一)完善不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估方法體系
與自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)中的承災(zāi)體不同,不可移動文物多屬微觀層面,與宏觀層面的致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境在空間尺度上存在較大差異。因此,通過構(gòu)建“省域-縣域-文保單位”三級尺度下的不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)評估模型,不斷化解因致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境過于宏觀與不可移動文物相對微觀而產(chǎn)生的矛盾。即在省域尺度上,側(cè)重于自然環(huán)境特征的影響(如致災(zāi)因子與孕災(zāi)環(huán)境);在縣域尺度中兼顧局部自然環(huán)境與文物特征;而在文保單位尺度,則強(qiáng)調(diào)文物本體和文物保存環(huán)境特征。三者相互溝通、緊密聯(lián)系,基于完整性、系統(tǒng)性、典型性、簡明性和科學(xué)性的指標(biāo)選取原則,構(gòu)建不同尺度下的不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系,并通過關(guān)聯(lián)不同空間尺度下的不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果,最終形成不可移動文物自然災(zāi)害應(yīng)急處置的策略。
1.建立“不可移動文物-致災(zāi)因子-文物保存環(huán)境”自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論框架
首先,基于《統(tǒng)計(jì)年鑒》和《第三次全國文物普查不可移動文物名錄》等數(shù)據(jù),結(jié)合文物抽樣與補(bǔ)充調(diào)查,統(tǒng)計(jì)和形成全國范圍內(nèi)不同類型不可移動文物的類型、規(guī)模及其分布情況;其次,針對不同類型不可移動文物本體屬性和地理分布等特點(diǎn),分析文物本體脆弱性因素(如暴露程度、敏感性、結(jié)構(gòu)性脆弱等)、暴露性因素(如文物本體總量及其分布)、致災(zāi)因子危險(xiǎn)性(如種類、規(guī)模、強(qiáng)度、頻率、影響范圍、等級)和文物保存環(huán)境不穩(wěn)定性(如地形地貌、斷層、地層巖性、水系、高程、風(fēng)速等)等特性,歸納其自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特征;最后,基于“文物本體-致災(zāi)因子-文物保存環(huán)境”(V-H-S)風(fēng)險(xiǎn)評估原理,針對不同類型文物本體特征,分別建立適用于地震、洪澇和大風(fēng)三種主要自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評估科學(xué)體系。
2.構(gòu)建面向不同類型的不可移動文物主要自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估方法體系
(1)不同類型不可移動文物主要致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評估。通過對古建筑、古遺址、石窟寺及石刻等不可移動文物本體進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境要素測量,基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特征,在持續(xù)性、普遍性、延遲效應(yīng)和危害能力等方面,對致災(zāi)因子進(jìn)行識別和預(yù)估,遴選不同類別文物所在地的主要自然災(zāi)害時間頻率及空間分布特征,運(yùn)用遙感、三維激光技術(shù)、地理大數(shù)據(jù)等手段,采用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),構(gòu)建洪澇、大風(fēng)、地震災(zāi)害主要致災(zāi)因子對不同類型不可移動文物的危險(xiǎn)性評估體系。
(2)不同類型不可移動文物本體脆弱性評估。通過采集不可移動文物自然、歷史、文化屬性、保存現(xiàn)狀及保存環(huán)境等基本信息,分析文物本體制作材料、工藝、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、理化性質(zhì)等基本參數(shù),厘定不可移動文物的“本體脆弱性”。同時,結(jié)合不可移動文物病害、特征、發(fā)展趨勢和危害程度,綜合文物本體自然環(huán)境、人文環(huán)境,厘定不可移動文物的“位置脆弱性”。最后,基于“本體脆弱性”與“位置脆弱性”確立脆弱性評估模型。
(3)不同類型不可移動文物保存環(huán)境敏感性評估。通過梳理古建筑、古遺址、石窟寺及石刻等文物本體所在區(qū)域孕災(zāi)環(huán)境,提取不同類型不可移動文物保存環(huán)境敏感性特征因子,分析不同文物類型等因素對自然災(zāi)害敏感性的影響。結(jié)合歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)提取文物保存環(huán)境敏感性特征因子,對不同類型不可移動文物保存環(huán)境進(jìn)行敏感性分析。
總之,通過綜合考慮古建筑、古遺址、石窟寺及石刻等文物本體的脆弱性,地震、洪澇及大風(fēng)致災(zāi)因子危險(xiǎn)性,文物保存環(huán)境敏感性,防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力四個要素的影響,分別構(gòu)建不同文物類型與致災(zāi)因子對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評估方法,形成面向不同文物類型的主要自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估方法體系。
(二)提出針對文物系統(tǒng)信息采集的“天-空-地”協(xié)同觀測與表達(dá)方法
1.文物本體脆弱性指標(biāo)信息獲取
為準(zhǔn)確表達(dá)不可移動文物抗風(fēng)險(xiǎn)能力現(xiàn)狀,通過采用多種無損檢測設(shè)備對不可移動文物本體信息進(jìn)行獲取,在基于各類信息采集數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,綜合考慮文物保存環(huán)境、材質(zhì)、年代、結(jié)構(gòu)體系多因素影響,建立不可移動文物脆弱性指標(biāo)獲取技術(shù)體系。
2.致災(zāi)因子信息精細(xì)提取
在宏觀及中觀層面,基于星地多源協(xié)同的遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù),如高分辨率遙感影像,實(shí)現(xiàn)對不可移動文物在地震、大風(fēng)和洪澇等自然災(zāi)害影響下,多尺度、多時空現(xiàn)象與演變過程的定量觀測。
在微觀層面,利用不可移動文物單體的微形變時序雷達(dá)干涉技術(shù),建立針對典型致災(zāi)因子對古建筑、古遺址、石窟寺及石刻等不可移動文物病害影響的時序變化模型和定量化表達(dá)。而低空無人機(jī)技術(shù),可以高效、靈活獲取文保單位保護(hù)范圍內(nèi)與自然災(zāi)害關(guān)聯(lián)的典型要素(例如土地利用、微地形、坡度等),為文保單位自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)對規(guī)劃制定和措施實(shí)施提供及時、可靠定量專題數(shù)據(jù)與場景模型。
3.文物保存環(huán)境典型特征獲取
針對地震,大風(fēng),洪澇等災(zāi)害對不可移動文物及其周邊環(huán)境的影響因素,利用遙感衛(wèi)星及地面觀測信息,實(shí)現(xiàn)地表形變特征、典型地物類別特征等多尺度孕災(zāi)環(huán)境的特征解譯和定量表達(dá)。通過對文物保存環(huán)境的時空變化分析,進(jìn)而揭示孕災(zāi)環(huán)境對不可移動文物的影響過程與規(guī)律。
(三)制作不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖
1.構(gòu)建不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖制作方法
風(fēng)險(xiǎn)圖的制作方法可分為四個步驟:一是采集元數(shù)據(jù),包括現(xiàn)場勘查、現(xiàn)場檢測、實(shí)時監(jiān)測、星空地采集等,通過對采集的元數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、篩選、匹配、封裝,形成元數(shù)據(jù)庫。二是對元數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成專題數(shù)據(jù)庫。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估模型中的要素建立專題數(shù)據(jù)庫,例如致災(zāi)因子數(shù)據(jù)庫、文物保存環(huán)境數(shù)據(jù)庫、文物本體信息數(shù)據(jù)庫、文物脆弱性信息數(shù)據(jù)庫等[13]。三是制作專題圖層。通過GIS平臺調(diào)取專題數(shù)據(jù)庫,并進(jìn)行轉(zhuǎn)換、處理、運(yùn)算,建立危險(xiǎn)性、脆弱性、暴露性、敏感性等專題圖層。四是進(jìn)行GIS空間疊加分析,基于數(shù)據(jù)空間運(yùn)算、等級劃分,在識別風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的基礎(chǔ)上,形成大、中、小尺度下的風(fēng)險(xiǎn)分級圖。
(1)構(gòu)建不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估抽樣數(shù)據(jù)庫。通過選擇典型省份,調(diào)研文物歷史災(zāi)害案例信息、文物基礎(chǔ)信息、文物現(xiàn)狀保存信息、文物本體脆弱性信息、災(zāi)害環(huán)境信息等,建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式。對不同來源、不同特性的矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、圖形信息進(jìn)行邏輯整合和數(shù)據(jù)集成,構(gòu)建面向風(fēng)險(xiǎn)評估服務(wù)的專題數(shù)據(jù)庫(包括災(zāi)害環(huán)境數(shù)據(jù)庫,文物地理信息數(shù)據(jù)庫、文物易損性信息數(shù)據(jù)庫、文物價值信息數(shù)據(jù)庫等),分析數(shù)據(jù)庫的通用性和可擴(kuò)展性。
(2)建立不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的空間標(biāo)度和基礎(chǔ)要素圖層。結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)工具,建立專題數(shù)據(jù)庫的前處理體系和圖形可視化表達(dá)方法,形成面向風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)要素圖層,建立基礎(chǔ)要素圖層的規(guī)范化準(zhǔn)則。對基礎(chǔ)要素圖層進(jìn)行定量分析,形成災(zāi)害文物保存環(huán)境危險(xiǎn)性、文物本體易損性等專題圖層,確定各專題圖層的內(nèi)容、表示方法、圖例設(shè)計(jì)要求及方法。
(3)構(gòu)建多尺度的不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖。明確不同尺度下風(fēng)險(xiǎn)圖應(yīng)包含的基礎(chǔ)地理信息、不可移動文物信息和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃信息的內(nèi)容和表現(xiàn)形式;根據(jù)不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論模型,疊加專題圖層信息,結(jié)合文物級別、類型、價值損失及社會關(guān)聯(lián)等因素,確定典型災(zāi)害下不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)與方法。以單個不可移動文物為最小單位,繪制典型文物在地震,大風(fēng),洪澇三種災(zāi)害下的風(fēng)險(xiǎn)圖;以文保單位和行政單元為尺度,對單體風(fēng)險(xiǎn)的后果進(jìn)行加權(quán)評估,形成災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖。
2.開展面向不同用戶的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖定制及展示研究
基于災(zāi)害系統(tǒng)理論,耦合災(zāi)害(地震,大風(fēng),洪澇)風(fēng)險(xiǎn)因素、文物本體脆弱性和文物保存環(huán)境特征,結(jié)合單災(zāi)種動態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估模型和多災(zāi)種耦合風(fēng)險(xiǎn)評估模型,模擬不同情境下文物本體受災(zāi)程度和潛在損失,刻畫文物本體受災(zāi)的變化過程和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級變化趨勢;依據(jù)不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理過程中遺產(chǎn)管理者、專業(yè)技術(shù)人員、社會公眾對風(fēng)險(xiǎn)信息的關(guān)注偏好,構(gòu)建差異化、定制化的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)符號系統(tǒng)和制圖規(guī)范體系,實(shí)現(xiàn)文物本體受災(zāi)過程中自然特征、模型模擬結(jié)果、實(shí)際災(zāi)害損失和應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案的可視化表達(dá),編繪面對不同用戶需求的不可移動文物自然災(zāi)害專題風(fēng)險(xiǎn)圖產(chǎn)品,推動不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖應(yīng)用研究;綜合考慮中國自然災(zāi)害的時空分布特征、區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)水平和各類不可移動文物保護(hù)需求,結(jié)合各地文物防災(zāi)減災(zāi)能力水平,開展不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究,編制風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖,為文物部門提升不可移動文物災(zāi)前準(zhǔn)備、災(zāi)中應(yīng)急響應(yīng)和災(zāi)后恢復(fù)修復(fù)能力提供借鑒。
(四)構(gòu)建不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測適宜性評價體系
不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測策略研究分為概念定義,指標(biāo)框架,變量計(jì)算及策略表達(dá)四部分。第一部分主要定義監(jiān)測策略框架中的基本概念與內(nèi)涵,為后續(xù)工作做基礎(chǔ);第二部分監(jiān)測指標(biāo)框架主要包括指標(biāo)的類型與構(gòu)成,不同的不可移動文物-自然災(zāi)害組合的監(jiān)測指標(biāo)都需逐一確定;在此基礎(chǔ)上,采用關(guān)聯(lián)與算法明確的變量監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù),采集和計(jì)算變量,提取與處理數(shù)據(jù);最后基于知識圖譜模型、合適的數(shù)據(jù)庫、實(shí)例應(yīng)用以及虛擬場景模擬,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測策略的表達(dá)。采用該框架可有效從源頭上解決監(jiān)測環(huán)節(jié)薄弱和缺失的問題。
(1)既有不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測技術(shù)適宜性評價。通過文獻(xiàn)調(diào)研、現(xiàn)場調(diào)查、專家咨詢與數(shù)據(jù)挖掘等手段,總結(jié)凝練各種監(jiān)測技術(shù)及其組合的監(jiān)測范圍、監(jiān)測時效、監(jiān)測精度、監(jiān)測成本以及對不可移動文物的擾動性等信息,綜合開展適宜性評價。
(2)不同氣候條件區(qū)域和不同類型文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測策略。通過GIS、BIM等三維模型仿真系統(tǒng),采用案例分析、專家知識及技術(shù)解構(gòu)方法,完成監(jiān)測對象、類型、范圍、尺度、精度、周期、等級、設(shè)備等監(jiān)測內(nèi)容設(shè)計(jì)及監(jiān)測指標(biāo)體系完善。通過決策樹算法和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析方法,協(xié)同完備的監(jiān)測指標(biāo)體系與多維度的監(jiān)測技術(shù)體系,構(gòu)建支持度和置信度約束下的監(jiān)測技術(shù)方案的優(yōu)選策略,以實(shí)現(xiàn)不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測的一體化和精準(zhǔn)化。
針對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理,基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及深度學(xué)習(xí)等技術(shù)手段,確定監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理及存儲的原則與要求,厘清監(jiān)測數(shù)據(jù)相關(guān)性、趨勢性等分析處理的需求。
(五)構(gòu)建不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理框架
通過不可移動文物-自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)體系,構(gòu)建三類典型不可移動文物(古建筑、古遺址、石窟寺及石刻)災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后的主要工作原則、步驟、任務(wù),厘清災(zāi)害管理各階段主要利益角色與相關(guān)責(zé)任邊界。
按照不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理周期,選擇適宜的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測技術(shù),利用不同氣候條件區(qū)域和不同類型文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測策略,制定不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理方案。在災(zāi)害發(fā)生前,以風(fēng)險(xiǎn)防范為目標(biāo),研究不同類型文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級預(yù)防保護(hù)方法,包括風(fēng)險(xiǎn)評估、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防、應(yīng)急準(zhǔn)備等;在災(zāi)害發(fā)生時,以現(xiàn)有組織架構(gòu)與資源為前提,利用風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)、實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)等,核準(zhǔn)不同類型文物在不同災(zāi)害發(fā)生時量變質(zhì)變準(zhǔn)確數(shù)據(jù),力爭精準(zhǔn)搶救;在災(zāi)害發(fā)生后,以損失評估和重建修復(fù)為目標(biāo),研究不同類型文物災(zāi)后風(fēng)險(xiǎn)處理措施,形成以災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理周期為指導(dǎo)原則的不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理框架主體內(nèi)容(圖2、見表2)。
以現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)管理理論為基礎(chǔ),將垂直管理內(nèi)容和水平管理進(jìn)行劃分,綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)管理的整體協(xié)調(diào)性,以不同自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)級別的管理能力、自然災(zāi)害類型及風(fēng)險(xiǎn)管理周期為坐標(biāo)系,構(gòu)建以不可移動文物為主體的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控階段矩陣?;诓豢梢苿游奈餅?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控階段矩陣,對災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)實(shí)行精細(xì)化循環(huán)化管理,最終形成面向不可移動文物的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理框架。
三、示例探討
(一)不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論應(yīng)用示例:福建省全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位中的“古遺址-暴雨洪澇災(zāi)害”風(fēng)險(xiǎn)評估
針對暴雨洪澇災(zāi)害,以福建省18個縣(市)24處全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位中的古遺址為例,采用指標(biāo)體系法從致災(zāi)因子、文物保存環(huán)境及文物本體三個方面構(gòu)建不可移動文物季節(jié)性暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估方法。經(jīng)實(shí)踐印證:風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果能很好地反映出暴雨洪澇災(zāi)害的季節(jié)性差異,說明該評估方法具有可行性;福建省第二季度暴雨洪澇危險(xiǎn)性最高,其次為第一和第三季度,不同季度危險(xiǎn)性空間分布存在明顯差異;第一、二季度沿海和北部縣域的國保古遺址暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)高,中部縣域風(fēng)險(xiǎn)較低;第三、四季度風(fēng)險(xiǎn)整體為沿海高、內(nèi)陸低。暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)季節(jié)性差異評估結(jié)果,可為不可移動文物防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃與監(jiān)測防范措施提供科學(xué)參考。
(二)基于星地協(xié)同的致災(zāi)因子遙感信息精細(xì)提取方法應(yīng)用示例:江西省昌邑北垱遺址
利用2020年4-11月共21幅多時相合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,簡稱SAR)遙感圖像,對江西南昌昌邑北垱遺址開展了水域淹沒監(jiān)測研究。通過不同時相遙感圖像提取的水體范圍與昌邑北垱遺址疊加分析,發(fā)現(xiàn)受長江及鄱陽湖汛期影響,昌邑北垱遺址在2020年7-10月,約有4個月處于受淹狀態(tài)(圖3)。表明:基于遙感技術(shù)的不可移動文物洪澇災(zāi)害信息提取技術(shù),可為文保單位提供第一手觀測資料,為后期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和應(yīng)對提供技術(shù)支撐。
(三)不可移動文物自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)示例:青海省瑪多古建筑群
2021年5月22日,青海省瑪多縣發(fā)生7.4級地震,波及3處全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。依據(jù)地震烈度空間分布區(qū)位初步判斷,查朗寺位于地震烈度5度區(qū)域內(nèi)。繼而調(diào)取InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar,即合成孔徑雷達(dá)的干涉測量)同震形變監(jiān)測判斷:查朗寺地表位移在2.8~5.6厘米(圖4),墻體可能出現(xiàn)開裂。通過現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研和無人機(jī)航拍,證實(shí)地表位移與InSAR同震形變監(jiān)測數(shù)據(jù)基本一致,且墻體出現(xiàn)多處裂縫(圖5)。實(shí)踐證明,空、天、地協(xié)同觀測不僅能精細(xì)刻畫文物本體脆弱性及環(huán)境要素信息,還能反映文物環(huán)境及提供文保單位自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)背景等關(guān)聯(lián)問題。
四、展望
不可移動文物風(fēng)險(xiǎn)管理作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在構(gòu)建與實(shí)施應(yīng)用中還需重視以下節(jié)點(diǎn):
(一)夯實(shí)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)工作
各級政府、文物行政部門、文博單位必須把防災(zāi)減災(zāi)列為不可移動文物保護(hù)工作重點(diǎn)內(nèi)容,增強(qiáng)基層文物管理部門防災(zāi)預(yù)警意識和能力,加強(qiáng)不可移動文物自然災(zāi)害監(jiān)測體系建設(shè);強(qiáng)化各級政府對自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論學(xué)習(xí)意識,提升基層文物管理部門對不可移動文物本體及周邊環(huán)境自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患的識別、分析和預(yù)判努力,針對典型自然災(zāi)害事件應(yīng)及時開展災(zāi)后調(diào)查和災(zāi)害損失評估工作。要有序推進(jìn)將不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測評估與管理納入世界文化遺產(chǎn)申報(bào)、國土空間規(guī)劃管理、全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施等長期性、宏觀性工作布局中。
(二)強(qiáng)化文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理科技創(chuàng)新
結(jié)合各地特點(diǎn),積極推進(jìn)不可移動文物信息采集的“天-空-地”協(xié)同觀測與表達(dá)方法、不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖、不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)適宜性監(jiān)測體系等自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究成果的應(yīng)用實(shí)施。持續(xù)加大不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研發(fā)資金投入,圍繞災(zāi)害防范及預(yù)防性保護(hù)理論、方法等文物保護(hù)領(lǐng)域的迫切需求,力爭解決關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性突破。
(三)加強(qiáng)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理保障工作
建立健全跨部門、跨地區(qū)的文物工作協(xié)調(diào)機(jī)制,加強(qiáng)不可移動文物日常養(yǎng)護(hù)和預(yù)防性保護(hù)工作。加強(qiáng)災(zāi)害應(yīng)急處置,確保自然災(zāi)害突發(fā)事件發(fā)生時各相關(guān)部門快速響應(yīng)、有效應(yīng)對、妥善處置;加強(qiáng)人員調(diào)配、應(yīng)急資金和物資保障儲備管理。
(四)加大文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理人才培養(yǎng)與宣傳力度
加快編制系統(tǒng)化、實(shí)用性的不可移動文物災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)操作指南、技術(shù)規(guī)程、規(guī)范等,加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員業(yè)務(wù)能力培養(yǎng)。同時,加大保護(hù)宣傳力度,及時向社會介紹不可移動文物保護(hù)和自然災(zāi)害防范的基本知識,拓寬公眾參與渠道與文物守護(hù)意識。
(五)建立健全不可移動文物防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急管理法規(guī)體系
明確不可移動文物應(yīng)對自然災(zāi)害的原則,建立健全不可移動文物防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急管理法規(guī)體系。完善不可移動文物保護(hù)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),將不可移動文物防災(zāi)減災(zāi)作為文物保護(hù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工方案等技術(shù)文件的強(qiáng)制性內(nèi)容,確保防災(zāi)減災(zāi)措施與修繕工作同步考慮、同步設(shè)計(jì)、同步實(shí)施。
五、結(jié)語
面向文物保護(hù)國家創(chuàng)新戰(zhàn)略需求,開展不可移動文物自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管理研究,解決相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)前沿問題,對減輕不可移動文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、提升文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)的“科學(xué)化、專業(yè)化、智能化、精細(xì)化”水平,具有十分重大的科學(xué)、文化和社會意義。通過多領(lǐng)域、跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新,系統(tǒng)構(gòu)建防災(zāi)減災(zāi)體系,應(yīng)用新科技手段實(shí)現(xiàn)對不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)、準(zhǔn)確評估和有效管理,事關(guān)文物安全、歷史傳承、國家興榮,文物部門及有關(guān)單位當(dāng)全力以赴,共同做好這項(xiàng)工作。