传统村落保护中的古建筑数字化修复及活态化传承研究

一、传统村落古建筑保护的现实困境与技术需求

（一）历史文化价值与存续危机

传统的古老村落是我们中华文明的瑰宝，里面藏着深厚历史故事、艺术价值和过去的回忆。但是，时间流逝，环境变迁，很多古老建筑都开始破败，风吹雨打，虫蚁侵咬，有的木制结构更是老朽坍塌，还有地震、火灾、泥石流、等自然灾害。现在全国有超过 11 万处建筑需要修缮，传统的检查，效率低，还得靠老经验，根本跟不上现在修缮复新的节奏。并且，修缮的手艺也无人继承，全国精通修缮的师傅不足 5000 个，大多数都超 60 岁，手艺即将面临失传的境地。科学推进古村落历史建筑保护工作。在古村落改造中，相关单位应注重保护历史建筑的原始特征，这不仅包括对建筑物理结构的保护，更包括对其所承载的历史信息的完整保存。例如，晋城市在处理其丰富的历史文化遗产时，坚持“保护第一”的原则，积极创建国家文物保护利用示范区，深入实施古民居保护工程、记忆工程和活化工程，以确保历史建筑在修缮过程中不丧失其原有的历史风貌和文化价值[1]。

（二）政策驱动与技术创新需求

面对这个难题，学术和工业界都在努力找寻数字化保护的方法途径。在建筑遗产数字化转换、信息建模、三维激光扫描和文化大数据这些领域，已经有研究证明了数字技术在记录和展示遗产方面的优势。但是，这些研究大多只关注“展示留白”这一块，缺少一个全面的解决方案，对于复杂地形和恶劣环境下高精度、低成本的检测技术还处于空白。在国家政策的支持下，推行的“十四五”文物保护规划就明确提出了要提高数字化检测的覆盖率达 30 % 以上，推动智能化技术在文物保护中的使用，技术革新变得迫在眉睫。多种机缘和桎梏下，研发的“轻量多模态智检装置”就横空出世，它结合了视觉、激光雷达、红外热成像和深度学习计算法则，不仅能够多方面探测和精确识别古建筑的病害，还能在光线昏暗、高温、震动等极端条件下稳定工作，给传统的修缮流程带来了技术创新。因此，研究和应用此装置在古建筑保护中的作用，不仅符合当代文化遗产保护的需求，也为实现古建筑的“看得见、测得到、修得好、传得广”提供了技术支持服务，具有极高的学术价值和实际应用意义。

二、数字化修复技术体系：多模态融合与智能决策

（一）轻量化多模态智检装置核心技术

针对上述痛点，研发团队推出“轻量化多模态智检装置”，集成四大核心技术模块，构建“检测——诊断——修复——传承”全链条解决方案：

1. 多模态数据采集与三维重建

装置集成了视觉感知、激光雷达、红外热成像等多种传感技术，能够实现对古建筑病害的“表观- 内部- 隐患”全维度、全场景识别。这种融合式检测手段显著提升了病害识别的全面性与准确性，通过三维扫描技术获取的点云数据，能够对建筑物本体的形变、墙面及地面的平整度进行全面分析，并实时监控建筑的病害状况。该技术依据预设的扫描测绘密度，自动采集数以亿计的精确点位数据。随后，利用视觉化技术手段，将这些数据的数值变化关系直观展现，从而有效监测建筑的变形范围及程度，实现防灾减灾的目标。此方法克服了传统观察技术仅限于表层或局部的局限性[2]。

2. 病害识别与智能诊断

AegisYOLO 深度学习算法是基于卷积神经网络开发的多目标识别算法，可以支持裂缝、风化、颜料脱落等多种病害的实时检测，预防漏检率达大大提高。通过图像增强预处理与非极大值抑制技术，实现彩绘、砖雕等复杂纹理下的精准识别。

病害数据库与量化评估，联合北京建筑大学建筑相关可以平台，建立古建筑病害数据库，包含病害类型、成因、分布特征等多维信息。通过古建筑深度学习模型，可以识别到病害严重程度，并生成报告单。

3. 修缮方案智能匹配与决策

用深度学习神经网络，把病害数据和修缮数据库连起来，自动找到合适的修复方法，做出带标记的修缮指导方案。方案匹配准确，比传统的工作流程更能加快速施工更加高效，既能减少人工成本和又能规避作业的风险。

4. 搭建数字化基因库建筑活态化传承创新

“古建筑修复数据管理系统”将采集的纹样导入数据库后，开展纹样图层拆解分析，借助图像数字化转译 AI 技术，将纹样无损转化为可编辑格式，进行矢量化再造与设计。通过自主建库归类，直接为后续建筑纹样设计、古建筑修复等提供精准数据服务，实现纹样的高效利用与创新转化。系统运用数字化技术，为古建筑修复与文化传承提供动力，促进传统文化的弘扬，增强民族自豪感与文化自信，为古建筑的活态化传承注入持久动力，并推动中华优秀传统文化的长远发展与创新。

三、实证路径：从技术研发到活态化传承实践

（一）研发历程与关键节点

团队社会实践中发现传统修缮依赖经验、检测设备滞后等问题，为此团队前往贵州的少数民族村落进行了参观考察，决定要走一个轻便、便宜、技术的路线。与北京建筑大学，整合建筑设计、智能制造、物联网技术等专业力量，突破激光雷达小型化、算法轻量化等技术瓶颈，完成原理样机开发。通过荔波尧古村试点，验证设备在木结构、砖石结构古建筑中的检测效果，并对装置申请了5 项计算机软件著作权及1 项实用新型专利。

（二）典型案例：荔波传统村落保护实践

1. 病害检测与修复指导

在荔波屏山村检查 12 处古建筑的时候，装置技术运行稳定。利用红外热成像技术，发现了 3 处木制结构内部损坏的问题，人工检查的时候都未发现。避免了房子因为不稳当可能会坍塌的风险。对于墙上的裂缝问题，及时给出了古建筑病害诊断修复方案优化系统，提出了用“传统糯米灰浆加上碳纤维网格加固”的方法，相较于以往拆除重建的方式，古建新生方法在经济上更为节约，维持房屋的原有风貌实现了“以旧复旧”。对一座古建筑进行检查所需的时间，提高了检测效率。数据处理与方案制定能够同步进行，现场即可提供检查报告。

2. 活态化传承创新

利用三维扫描和图案采集的方式，创建了荔波布依族干栏式建筑和苗族吊脚楼的构件数据基因库。大量记录了古建筑关键信息，如榫卯节点的尺寸和彩绘图案的颜色，为传统工艺的传承提供数字化的参考模板。与当地的非物质文化遗产保护工坊合作，开发了一个“3 天速成”的培训课程。课程通过模拟修缮操作，学员从学会使用激光雷达测绘和病害识别算法等技能。通过这个课程，学员的掌握程度比传统培训显著优越，为古建筑修缮培养出了 10多个“数字工匠”。将建筑上的图案变成了数字文创素材，帮助开发地方文化形象IP 和文创，推动了“保护——利用——传承”的双向循环。

（三）社会效益与经济价值

深度学习技术检索古建筑的病害，从被动的抢救转变为主动的预防，减少无法挽回的损害。数字化检查的范围增加，完成“十四五”规划里关于文物保护数字化的目标。用技术，检验查收每一处古建筑，降低修缮成本。全国约有11.3 万处古建筑急需修缮，如果用上此技术，能省下超过20 亿元的检查费用。修缮工程的时间也能缩短 4 0 % ，就能让传统工匠有更多时间，缓解人才短缺的问题。还能推动古建筑保护从传统的“体力活”变成“技术活”，培养出新的职业。如检测、数据处理、修缮方案设计等等。未来十年，能为社会创造 5-8 万个技术岗位，以此助力乡村振兴和文化旅游的结合。

四、活态化传承的深层逻辑：技术赋能与文化再生

从“物理修复”到“基因传承”

传统的修复技术重点偏向建筑外部结构，忽略内在。现今我们更注重的是让建筑“复旧翻新”的同时使古建筑修缮文化得到延续和创新。为此我们将笨重的修缮转换为基因的传承，赋予它“智慧修缮大脑”。它能将晦涩难懂的计算法则转换成言简意赅的知识架构。有效避免传统工匠技艺随工匠逝世而得不到传承。另外，荔波尧古村用“智慧修缮大脑”科技赋能改造老房子，增强现实高科技术让历史场景重现眼前，增强了动静联合的可能性，体验从原先的“只看不动”转变成了现在的“边看边玩”，创新旅游风格文不加点气息。

五、构建全球文化遗产保护的中国范式

搭建好的研究不仅是让技术前后迭代，更是让他它以文化标记传承下去的好办法。用“技术赋能 + 文化流传”，让古建筑修缮保护既有“科技的准度”，又充满“文化的温度”。当激光雷达扫过残缺的时光古老建筑，当 AI 算法能识别传统彩绘的色泽差异，技术将转变为拥有温度的工具，为过去和未来搭建了联通的桥梁。这种“数据智能 + 活态传承”的运用方式，这么弥足珍贵的修缮经验，给传统村落的保护做出了表率。科技和文化的完美搭档，让古建筑流传千古，并能永久的熠熠生辉。

结语

保护传统村落的古建筑，让它活起来，与古今来一场世纪之谈。轻巧便捷的智能检查设备在保护和活化古建筑的过程中证明，古代人的聪明才智和现代科技结合起来，能让老建筑在今天更有价值。以后，我们还得找到技术的理性和文化的感性之间的平衡点，让数字技术修复成为保护历史的“数字诺亚方舟”，让活化传承成为文化创新的“基因发动机”，让古建筑从“保护文物”变成“传承文明”的升华。保护中国传统村落的势在必行，也是向世界展示我们文化遗产保护智慧的重要探索。

参考文献

1] 何丽珊, 陈林林. 古村落改造中历史建筑的保护与活化利用[J]. 建筑科学,2025.

[2]李雪. 基于三维扫描点云数据的古建筑数字化保护技术[J]. 美与时代( 城市版),201

作者简介：

江流浪（2000.12—），男，汉族，贵州本科 （在读），研究方向：民族文化衍生设计创新及运用

韦汉（2002.10—），男，布依族，贵州本科（在读）研究方向：计算机科学与技术

敖俊文（2001.07—），男，汉族，贵州本科 （在读）研究方向：民族艺术与文化设计

基金项目：大学生创新创业训练计划项目