紹興古城更新中數字化技術應用的研究

周 斌，張 瀅

（南京奧體建設開發有限責任公司，江蘇 南京 210019）

1 古城更新的時代背景

在快速城鎮化和全球化的進程中，中國城市正面臨著本土文化特征消失、發展無序失衡等嚴重危機。作為中國首批歷史文化名城，紹興古城承載著豐富的歷史、文化與人文價值，然而，其在現代化進程中也面臨著更新和發展的挑戰。如何在紹興古城更新行動中實現數字化風貌設計來延續傳承歷史古城基因并同時順應時代的變化是本項目的核心研究問題。

研究服務紹興古城更新風貌設計方法的重大實際需求，也進一步為破解歷史城市保護與發展的現實困境，為塑造具有地區性、文化性、藝術性、人性化的城市空間提供科學支撐和路徑指引。

研究旨在探索并應用數字技術在紹興古城更新風貌設計中的潛在價值，通過系統性的研究和實踐，為古城更新與保護工作提供創新性的思路和方法。

2 古城更新數字化研究目標

2.1 深入理解古城更新的需求

分析紹興古城在歷史、文化和社會發展背景下的更新需求，確定更新方向，挖掘古城獨特的文化和歷史元素。

2.2 探索數字技術在風貌設計中的應用

研究現代數字技術，如虛擬現實、增強現實、數字建模等，如何在古城更新中發揮作用，提升設計的創意性、可行性和可視化效果。

2.3 優化設計流程與決策支持

探討數字技術在更新設計流程中的應用，包括數據收集、分析和可視化，以支持決策者更好地理解設計效果，減少誤解和不確定性。

2.4 促進文化遺產保護與創新發展

通過在古城更新中融入數字技術，實現文化遺產的保護與傳承，同時創造具有現代氛圍和功能的城市空間，促進紹興古城的可持續發展。

3 古城更新的研究意義

3.1 實現古城更新保護與創新的平衡

紹興作為具有豐富歷史文化背景的古城，需要在保護傳統的基礎上實現城市的更新與創新。研究將探索數字技術在實現保護與創新平衡方面的應用，為古城的可持續發展提供指導。

3.2 提升風貌設計效率與質量

數字技術可以提供更為直觀、精準的設計展示，有助于決策者和設計師更好地理解更新方案。這將促進設計效率與質量的提升，避免不必要的誤解和設計偏差。

3.3 推動學術研究與實踐創新

研究將對數字技術在城市更新領域的應用進行深入探索，為學術界提供新的研究視角和方法，同時為實際更新項目提供創新性的實踐經驗。

3.4 社會認知與參與

通過數字技術的應用，可以將更新設計過程更好地傳達給公眾，增強市民對更新項目的認知和參與感，促進社會共識的形成。

研究將通過探索數字技術在紹興古城更新中的應用，為城市更新領域帶來新的思路與方法，同時實現古城的保護與創新雙重目標，推動文化遺產的傳承與城市的可持續發展。

4 國內外數字化案例研究與借鑒

近年來，數字技術在城市規劃、文化遺產保護和城市更新領域得到了廣泛的關注和應用。國內外學者和研究機構紛紛開展了關于數字技術在古城更新風貌設計中的應用研究，取得了一系列重要成果。

4.1 國外相關研究

國外數字技術在古城更新風貌設計中的應用研究方面表現出了較高的研究水平與豐富的實踐經驗。不同國家在古城更新領域的數字技術應用上具有獨特的創新方法與成功案例，展示出了多樣化的研究成果和應用前景。

（1）意大利古城遺產數字保護。意大利作為擁有悠久歷史文化的國家，在古城更新方面借助數字技術進行文化遺產保護和可持續發展取得了重要進展。特別是在古城佛羅倫薩的更新項目中，通過虛擬現實技術的運用，成功地實現了歷史建筑的數字重建。

（2）法國古城更新數字修復。法國的數字技術在古城更新中的應用也展現出獨特的創新。以巴黎圣母院的重建為例，通過三維掃描技術和數字建模，精確還原了這一重要文化遺產的受損部分。

（3）日本古都更新數字智能化。日本的數字技術在古城更新領域的應用中強調了文化遺產保護與現代化融合的理念。京都等古城的更新項目中，增強現實技術為傳統建筑注入了現代元素，創造出兼具古典美與現代感的城市風貌。通過借鑒國外的成功經驗，可以為紹興古城更新提供寶貴的啟示和參考，探索數字技術在保護文化遺產、促進城市更新和實現可持續發展方面的創新方法。

4.2 國內相關研究

國內在數字技術應用于古城更新風貌設計方面已取得顯著的研究進展。國內的研究機構、學術界和實踐者在古城更新領域中積極探索數字技術的應用，為古城的保護與發展提供了新的思路和方法。

（1）中國香港的九龍城寨更新項目。該項目充分利用了數字建模和數據可視化技術，為城市更新提供了全新的視角和方法，在規劃與設計階段廣泛應用了數字建模技術。通過精確的三維建模，將現有的九龍城寨實體模型化，形成了數字化的城市模型。數字建模使得設計師可以在虛擬環境中對不同方案進行模擬和比較，更好地預測設計效果和影響，從而優化城市更新方案。

（2）故宮文化景觀更新項目。北京故宮文化景觀更新項目是國內古城更新中的一個重要示范。項目運用了增強現實技術，通過虛擬現實眼鏡，游客可以在原有場景上看到歷史建筑的原貌。

（3）南京夫子廟歷史文化區更新項目。南京夫子廟歷史文化區更新項目引入數字化管理系統，實現了古城資源的全面數字化記錄與管理。通過建立數字檔案和地理信息系統，可以精準地掌握古城內部的歷史遺跡和文化元素。

（4）杭州西湖古城更新項目。杭州西湖作為國內著名的古城景區，也在數字技術的應用方面進行了探索。通過數字建模和虛擬現實技術，杭州西湖古城更新項目實現了歷史建筑的數字化展示和重建。這種數字技術的應用不僅提升了游客體驗，還為古城更新與保護提供了新的思路和手段。

綜上所述，國內數字技術在古城更新風貌設計中的應用研究方面已經取得了一些重要的進展，但仍然需要加強技術研發、實踐經驗的總結與分享，探索更多創新的方法與應用，以推動古城更新與數字技術的融合發展，為古城保護與可持續發展貢獻更多的智慧與力量。

5 古城更新數字化應用研究架構

研究旨在深入探索數字技術在紹興古城更新風貌設計中的創新應用，通過多層次、多角度的研究，實現古城更新行動中發展與保護的有機融合。主要研究內容包括以下幾個方面：

5.1 構建基礎數據庫

采集大量數據，基于地理信息系統與關聯性數字技術，建構古城風貌的數字孿生信息庫與歷史時空信息知識圖譜，包括城市格局、山水基底、街巷骨架、歷史資源、界面與材料等信息。

5.2 圖像識別與演化建模

基于深度機器學習，進行基礎數據庫圖像信息的識別、關聯與分類，研發古城風貌演化模型。

5.3 數字化轉譯古城更新風貌設計導則

編制古城風貌設計導則，并進行分條目數字化轉譯。

5.4 研發設計智能化輔助系統

結合風貌演化模型與數字化風貌設計導則，研發特定地塊的更新設計智能化輔助系統，為形態、肌理、界面、色彩、材料等條目分別提供古城更新中風貌設計智能輔助決策，提升設計決策與設計效果展示的工作效率。

6 古城數字化更新的主要技術、經濟指標和社會效益

6.1 古城更新的主要技術要點

（1）數據庫構建技術：構建古城的基礎知識圖庫，為風貌設計提供信息支持。

（2）圖像識別與演化建模技術：建立古城風貌演化模型，揭示古城歷史發展的變遷與特點，為智能化輔助系統的研發提供依據。

（3）數字化轉譯技術：運用數據可視化技術將古城風貌設計導則進行數字化轉譯，實現設計指引的動態更新和操作。

（4）智能化輔助系統技術：為古城更新的風貌設計提供智能輔助決策，提升設計決策與設計效果展示的工作效率。

6.2 古城更新的經濟指標和社會效益

研究旨在充分利用數字技術，實現古城更新風貌設計的創新與提升，從而帶來多方面的經濟指標和社會效益。

（1）經濟指標：①成本效益提升：數字技術的應用將有望降低古城更新項目的試錯成本，通過虛擬模擬和數字化設計，在設計階段減少人力物力投入，提升成本效益。②工作效率提升：研發的智能化輔助系統將幫助設計者更高效地制定設計方案，減少決策時間，提高工作效率。

（2）社會效益：①文化傳承與保護：數字技術的應用將有助于更準確地記錄和傳承古城的歷史風貌演變，促進古城文化的傳承與保護，為后代留下豐富的歷史文化遺產。②公眾參與與共享：數據可視化技術的應用將提高公眾對古城更新的參與度，促進市民參與決策和討論，實現古城文化資源的共享與傳播。③可持續發展：數字技術的應用有望促進古城更新與可持續發展的融合，實現保護與發展的雙贏，為城市的長期繁榮做出貢獻。

7 總結：古城數字化設計更新的技術路徑

7.1 數據采集與準備階段

（1）采集古城相關地理、歷史和文化數據。

（2）構建數字孿生信息庫和歷史時空信息知識圖譜。

7.2 圖像識別與數據關聯

（1）應用深度機器學習進行圖像識別、分類和關聯。

（2）將圖像數據與數字化數據庫中的元素關聯。

7.3 風貌設計導則制定及數字化轉譯

（1）制定古城風貌設計導則并進行數字化轉譯。

（2）將設計導則與數據庫關聯，實現動態更新。

7.4 風貌演化模型研發

（1）基于圖像識別結果，建立風貌演化模型。

（2）分析古城歷史發展的變遷與特點。

7.5 智能化輔助系統研發

（1）結合風貌演化模型和設計導則，研發智能化輔助系統。

（2）提供多要素的智能輔助設計決策。

7.6 數據可視化與展示平臺

（1）制作數字化風貌展示平臺，以圖表和圖像呈現數據可視化。

（2）為公眾提供直觀了解古城歷史文化的途徑。

7.7 成果驗證與應用

（1）基于技術路線成果，選擇研究區域內不同區塊進行成果驗證。

（2）將研究成果應用于實際項目中，推動數字技術在古城更新中的應用。（見圖1）。

圖1 紹興古城數字化設計應用研究的技術路徑圖