以下是本次交流會科研單位代表董亞波先生的發(fā)言內(nèi)容：

一、文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護技術(shù)與應(yīng)用現(xiàn)狀

我國的文物資源非常豐富，目前有不可移動文物76萬多處，其中有七批全國重點文保單位，總數(shù)4296處；第三次文物普查后統(tǒng)計出可移動文物有一億多萬件套。

然而，我國的文物保護狀況令人擔(dān)憂，不可移動文物保存狀況較差的占17.77%，差的占8.43%，有4.4萬處已經(jīng)由各種原因已經(jīng)消失了。館藏文物也有50.66%存在腐蝕損害，重度以上腐蝕的占16.5%。

因此，我們需要采用合適的手段應(yīng)對文物腐蝕損害。

首先我們需要對文物進行充分的檢測和分析。這個檢測和分析的目的就是要獲取文物的價值信息，到底為什么需要保護它，以及我們要知道到底存在什么樣的病害原因，因此需要依賴一系列的文物監(jiān)測手段。

第二是保護修復(fù)。當(dāng)文物已經(jīng)出現(xiàn)一些不可容忍的病害的時候，我們要進行修復(fù)?，F(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有不少企業(yè)正在研發(fā)生產(chǎn)文物修復(fù)的專用裝備。

第三是預(yù)防性保護。我國現(xiàn)在的文物保護的理念，已經(jīng)逐漸的從被動修復(fù)轉(zhuǎn)向以及預(yù)防性保護，通過對它的環(huán)境進行調(diào)控來防止文物出現(xiàn)更嚴重的劣化，希望延緩文物的腐蝕。

但是不管怎么說，文物畢竟是一個實體，還是會不可避免地消亡。

因此我們還需要利用數(shù)字化手段，將文物的全方位信息采集下來、保留下來它的“魂”，以實現(xiàn)它的“永世長存”。

當(dāng)然了，我們的數(shù)字化成果要能夠共享給我們的研究人員、共享給我們的觀眾，發(fā)揮它的作用。

我國在預(yù)防性保護方面已經(jīng)得到了非常大的進展。

全國有上百家博物館實施了預(yù)防性保護工程。主要是進行了博物館環(huán)境的調(diào)控和評估，調(diào)節(jié)文物所在的小環(huán)境和微環(huán)境，并且對調(diào)控的結(jié)果的有效性進行監(jiān)測和評估。對文物的收藏、儲藏等方面，配備了專用的儲藏柜、囊匣等裝備，給文物提供比較好的儲藏條件。

很多不可移動文物也已經(jīng)開展了相關(guān)的文物保護工作。

一方面是做了基礎(chǔ)的技術(shù)研究，包括開展了壁畫地仗層的鹽分遷移活動研究、遺址博物館的大氣-土-水環(huán)境與文物病害關(guān)聯(lián)關(guān)系研究等。

另一方面，通過技術(shù)論證之后，在包括敦煌莫高窟、云岡石窟、龍門石窟、克孜爾石窟等的石窟寺文物，包括金沙、秦俑、漢陽陵等的遺址博物館，包括應(yīng)縣木塔、杭州飛來峰佛像、保俶塔、上海護珠塔、大理崇圣寺三塔等的古建筑文物，均開展了大氣環(huán)境、風(fēng)沙環(huán)境、水環(huán)境、文物微環(huán)境、游客環(huán)境、文物本體病害等的監(jiān)測工作，建立起比較完善的預(yù)防性保護監(jiān)測預(yù)警體系。

在這么多預(yù)防性保護工作中，我覺得在技術(shù)方面還存在一些不足：

第一個比較重要的問題是我們的基礎(chǔ)是嚴重滯后的。從根本對文物的病害問題原因的分析、理解、掌握還非常不足，這樣就導(dǎo)致了我們在進行預(yù)防性保護、監(jiān)測、調(diào)控的時候，機理不明；我們應(yīng)該采用什么樣的監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測頻率和采集精度，并不是特別清楚；報警預(yù)警閾值也無法準確設(shè)置；出現(xiàn)了風(fēng)險以后，也不完全清楚應(yīng)該用什么方式進行調(diào)控。

第二是監(jiān)測和管理出現(xiàn)脫節(jié)。由于對文物的病害機理不夠了解，導(dǎo)致不能把監(jiān)測的結(jié)果直接用于進行保護管理，所以監(jiān)測和管理保護是脫節(jié)的，不能和保護工作形成合力。

第三是對監(jiān)測的數(shù)據(jù)缺乏有效利用。導(dǎo)致這個問題的主要原因我相信也是因為在基礎(chǔ)研究方面的不足導(dǎo)致的。

二、基于風(fēng)險管理的文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護框架

我下面簡單介紹一下我們最近做的一些工作，把風(fēng)險管理理論運用在預(yù)防性保護里面，嘗試著去解決一部分預(yù)防性保護工作里面的問題。

基本有四個步驟。

第一是要明確遺產(chǎn)所面臨的風(fēng)險。

第二是要評估風(fēng)險的程度。

第三是要找出風(fēng)險的環(huán)境策略。

第四是要去評估每一項策略的成本和周期。

在預(yù)防性保護中，我們希望是通過調(diào)節(jié)控制文物所處環(huán)境，來減緩文化遺產(chǎn)的緩慢變化，以達到保護的目的。

因此，風(fēng)險管理理論對預(yù)防性保護來講非常具有有針對性和價值，可以為預(yù)防性預(yù)防性保護提供決策性框架。

首先我們要對風(fēng)險因素進行監(jiān)測和評估。

文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護是建立在對遺產(chǎn)環(huán)境和病害充分、全面、實時了解的基礎(chǔ)上，這些信息包括大環(huán)境，大氣壓、風(fēng)沙、水，文物保存環(huán)境的溫濕度、光照、紫外等這些微環(huán)境信息等，對文物的本體病害發(fā)展有著直接關(guān)系。

文物載體信息，包括載體穩(wěn)定性、鹽含量、生物病害情況、風(fēng)化情況等，這些也對文物會帶來很大的影響。

最關(guān)鍵的是，要對文物本體進行最全面的感知，本體的溫度、含水量，本體有沒有出現(xiàn)褪色、變色、開裂、材質(zhì)變化等病害。

現(xiàn)在對環(huán)境的監(jiān)測信息已經(jīng)較為充分了，但是對本體的監(jiān)測手段還是非常缺少的，因為本體的變化是非常微小、非常長期的變化，對它的長期感知技術(shù)還有很大的挑戰(zhàn)。

而對本體信息感知的不足，是現(xiàn)在很大程度制約預(yù)防性保護技術(shù)發(fā)展的主要因素之一，也是今后在預(yù)防性保護里面需要重點突破的因素。

在擁有了充分的監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，要對數(shù)據(jù)進行清洗、變換、合并、預(yù)處理。

在這些數(shù)據(jù)處理完了以后，我們需要把環(huán)境變化跟文物本體變化結(jié)合起來，進行相關(guān)的分析，來評估、識別到底有哪些風(fēng)險。

在這里面我們可能會運用多種模型，包括環(huán)境評估模型、風(fēng)險評估模型、健康評估模型等，來評估出我們到底存在哪些風(fēng)險的種類，當(dāng)出現(xiàn)較為嚴重的風(fēng)險因素時，需要及時發(fā)送風(fēng)險預(yù)警信息。

當(dāng)我們認識到風(fēng)險的存在了以后，就需要根據(jù)風(fēng)險處置預(yù)案，啟動相關(guān)的風(fēng)險處置流程。

在風(fēng)險處置預(yù)案當(dāng)中，需要注意兩件事情：

第一是需要制定風(fēng)險處置的行動計劃；

第二是要制定一個資源調(diào)配計劃，說明需要做什么，以及需要什么樣的資源。

在風(fēng)險處置過程中，需要對風(fēng)險處置的結(jié)果進行評估和記錄，我們對這些處置所做的措施是不是充分、是不是足夠，還要進行反思和提煉，并對相關(guān)的風(fēng)險處置預(yù)案進行調(diào)整。

上述任務(wù)應(yīng)成為文化遺產(chǎn)風(fēng)險管理的核心。采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵技術(shù)，來構(gòu)建文化遺產(chǎn)的預(yù)防性保護，進行關(guān)聯(lián)性因素分析，來掌握并且預(yù)測文物的變化，并且對它實施干預(yù)。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)在文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)分析是預(yù)防性保護里面非常重要的工具，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)在從技術(shù)上來講是三個層次。

第一層次是數(shù)據(jù)管理和簡單的統(tǒng)計分析，目前很多企業(yè)已經(jīng)在做這樣的工作，實現(xiàn)對文物環(huán)境和本體全方位監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和管理。

第二層次是要采用智能分析挖掘技術(shù)，來建立起一個可視化的遺產(chǎn)評估分析模型。通過可視化技術(shù)可以大大提高遺產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可理解性，通過流式數(shù)據(jù)處理可以提高海量監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的效率，通過深度學(xué)習(xí)等機器學(xué)習(xí)手段，可以為監(jiān)測數(shù)據(jù)的深入發(fā)掘利用提供全新的手段。

第三個層次是要進一步引入創(chuàng)新性的大數(shù)據(jù)思維，要從數(shù)據(jù)角度出發(fā)來解決文化遺產(chǎn)保護的基礎(chǔ)核心問題。由于文化遺產(chǎn)的材料特性、結(jié)構(gòu)特性等具有很大的個體差異性，長期歷史保存狀態(tài)有加大了這種差異性，導(dǎo)致了能夠應(yīng)用在現(xiàn)代建筑、現(xiàn)代材料等領(lǐng)域的很多方法不能直接沿用到文物本體的分析上來。

因此，把整個思路倒過來，從數(shù)據(jù)出發(fā)，用大數(shù)據(jù)的思維，通過大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累來反推文物本體的變化，從數(shù)據(jù)相關(guān)性模型來建立本體病害機理表征模型，由經(jīng)驗知識總結(jié)轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)，這是今后有可能去實現(xiàn)突破的一個目標。

我們現(xiàn)在已經(jīng)開展了一部分面向文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。主要流程是從基于數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析，到基于評估模型的風(fēng)險分析，再通過趨勢預(yù)測分析來進行預(yù)防性保護決策支持。

例如，我們對莫高窟的微環(huán)境進行充分分析，建立了相應(yīng)的可視化環(huán)境場模型，從而可以發(fā)現(xiàn)洞窟內(nèi)的溫濕度場的分布情況和異常情況。

利用環(huán)境場模型，我們對洞窟內(nèi)的傳感器布設(shè)方案也進行了優(yōu)化，提出了最佳的傳感器部署的數(shù)量和位置。

在此基礎(chǔ)上，我們采用CO2氣體作為示蹤氣體，建立起洞窟的動態(tài)空氣交換律模型，再利用這一模型對洞窟內(nèi)的濕度變化進行了較為精確的分析預(yù)測。

可以看到，在窟外因為降雨而導(dǎo)致濕度升高的情況下，窟內(nèi)的濕度升高過程與我們預(yù)測的過程非常相似。

有了這一預(yù)測模型，我們就可以預(yù)測每個游客團隊未來對洞窟微環(huán)境的影響，從而選擇出每個游客團隊最佳的參觀路線。

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，采用這種優(yōu)化方法，可以顯著降低大部分洞窟的環(huán)境超標時間，最終洞窟環(huán)境總的超標時間可以降低27%。

因此，通過游客參觀路線的優(yōu)化，可以把監(jiān)測的數(shù)據(jù)和實際的文物保護管理結(jié)合在一起，指導(dǎo)保護管理工作的開展，這也是我們開展預(yù)防性保護監(jiān)測的目的，也是我們大數(shù)據(jù)分析能夠在文化遺產(chǎn)保護里面發(fā)揮作用的一個手段。

我相信我們很多國內(nèi)的單位和企業(yè)也都在致力于相關(guān)的工作，我相信也希望能夠看到更多更好的成果能夠運用到文化遺產(chǎn)的保護里面。

謝謝大家！