譚立峰，曹迎春，于君涵

1. 天津大學 建筑學院，天津 300072；2. 河北大學 建筑工程學院，河北 保定 071002

復雜地形環(huán)境下建筑文化遺產保護范圍劃定方法初探
——以長城保護范圍劃定為例

譚立峰1，曹迎春2，于君涵1

1. 天津大學 建筑學院，天津 300072；2. 河北大學 建筑工程學院，河北 保定 071002

由于理念和工具的局限，傳統(tǒng)的建筑文化遺產保護范圍劃定方法過于簡單，不能滿足復雜地理環(huán)境條件下建筑文化遺產的保護需要。論文基于建筑文化遺產真實性保護的理念和全新的地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析平臺，綜合考察遺產真實性保護的系統(tǒng)性、復雜性和動態(tài)性，針對長城通常所處的山脈、谷地、平原等幾類主要地理環(huán)境，制定了“多層次綜合疊加”的保護范圍劃定方法，方法關照了長城眾多要素復雜的系統(tǒng)關系，并以動態(tài)保護的理念將其納入可持續(xù)的良性發(fā)展軌道。

建筑文化遺產；長城；保護范圍；GIS；動態(tài)保護

在建筑文化遺產保護規(guī)劃制訂過程中，項目保護范圍劃定一般遵循較為傳統(tǒng)的方法[1]——將建筑文化遺產的邊線水平偏移一定距離作為保護范圍的邊界。但在復雜地理環(huán)境下，此方法的局限性非常大，尤其是此保護范圍劃定方法過于簡單，遺漏了遺產承載的眾多復雜信息。長城是世界重要的建筑文化遺產，橫亙東西，跨越多省，所涉區(qū)域地形地貌極其復雜。文章以長城保護范圍劃定為研究對象，基于GIS（地理信息系統(tǒng)）空間分析平臺，充分關照長城的真實性保護以及地理環(huán)境的復雜性，提出更加切合實際的保護范圍劃定方法。

一、長城所處地形地貌環(huán)境

（一）整體自然環(huán)境

長城是中國北方農牧分界線的具體表象，它橫亙東西，從渤海之邊，到西部戈壁玉門關外，綿延萬里，途經平原、丘陵、山地以及高原等多種地形地貌[2]。長城所經地區(qū)包含多個省份，地勢則從東部平原漸漸升高。秦嶺山脈的邊緣由于地殼運動多次抬升而高度較大，地勢險要，成為長城南北的天然分界，長城以北的內蒙古高原地面平坦并無高山，只有平緩起伏的崗阜和小丘；長城以南大部分地區(qū)地勢較復雜，既有平原，也含山地，同時也存在如黃土高原和青藏高原這樣的高海拔地區(qū)（見表1）。

（二）微觀地形特點

從微觀地形環(huán)境看，長城作為我國大型線性文化遺產，其所處地形呈現(xiàn)出多樣性與復雜性的特點。它不同于一般的物質文化遺產，由于大的地理跨度，長城涵蓋了自然山區(qū)、開闊地帶、地質塌陷區(qū)等類型，并且每一類型并非單一出現(xiàn)，而是往往在同一地區(qū)出現(xiàn)多種地形（見表2）。如山西山陰縣境內的長城，屬內陸長城，地處黃土高原，此區(qū)域的長城東始于新廣武城，西達代縣分紅嶺。長城與新廣武城相連，其他多建在蜿蜒的低緩山坡上，依恒山之陰連接著內長城東段多個重要關口，并緊鄰開闊地帶（見圖1）。又如河北淶源縣地區(qū)的長城，由于多年開礦采挖，形成地質塌陷，雖此段長城本身處于自然山區(qū)環(huán)境下，但也同屬于地質塌陷區(qū)范圍內（見圖2），因此，在劃分保護范圍時就不能僅僅停留在地表的二維或三維的范圍線上，而應將地下一定范圍也納入保護體系中。

表1 長城所在地區(qū)地理環(huán)境

圖1 山西省山陰縣舊廣武城（明）

圖2 地質塌陷區(qū)長城

表2 長城所處環(huán)境分類

二、現(xiàn)有范圍劃定規(guī)定

長城保護須在國家的法律法規(guī)框架下進行保護。針對長城保護的特殊性及復雜性，為各地長城保護規(guī)劃能順利進行，2016年，中國建筑設計研究院建筑歷史研究所受國家文物局委托，擬定了《長城保護規(guī)劃大綱》（討論稿）（以下簡稱《大綱》）。其中明確規(guī)定了劃定長城保護范圍的目的是保證長城相關遺址、遺跡的完整性。設定長城建設控制地帶的目的是維護長城周邊的自然景觀和視廊通達性?！洞缶V》對長城保護范圍劃定作了明確規(guī)定，同時也考慮了特殊情況。例如，保護范圍劃定規(guī)定：若長城墻體的墻基外緣不易分辨，則沿墻體中心線向兩側各外擴不少于50米作為保護范圍邊界； 墻體地表消失段按照墻體可能的中心線向兩側各外擴不少于50米作為保護范圍邊界；已經資源調查認定、但地表無法辨認分布邊界的長城遺存，可依據現(xiàn)有研究成果劃出地下文物埋藏區(qū)，待考古調查和勘探取得一定成果后，劃定保護范圍。同時，《大綱》中規(guī)定：應綜合考慮位于山脊或崖頂的長城墻體、人跡罕見的荒野草原、戈壁、荒漠等開闊地帶的長城、建設活動壓力明顯的農田和城鎮(zhèn)建成區(qū)的長城、屬于同一防御單元的相鄰（約在500米之內）長城等因素的邊界劃定。同樣，對建設控制地帶劃定除劃界范圍不同外，也須考慮上述問題。這對長城保護規(guī)劃范圍的劃定具有非常強的指導意見。然而，目前長城保護規(guī)劃范圍劃定的理論和實踐，依然存在細節(jié)標準不足、適應性不足、動態(tài)性不足等問題。

三、基于GIS的長城保護范圍劃定方法

（一）基礎工具

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）[3]，是綜合地理學、地圖學、數學、遙感學以及計算機分析等眾多學科，基于計算機硬件和軟件平臺，對地理環(huán)境相關的空間要素（山體、平原、海洋、大氣等）數據進行采集儲存、管理修正、研究分析及可視化表達的復雜系統(tǒng)。GIS在地理環(huán)境分析方面具有海量數據處理、多維空間分析、多參數綜合、可視化表達等眾多優(yōu)勢，為復雜自然地形環(huán)境下建筑遺產保護工作的科學開展提供了高效、精確、便捷的平臺[4]。

針對傳統(tǒng)長城保護范圍劃定方法的缺陷，工作小組在實踐中基于GIS平臺，在傳統(tǒng)分析方法的基礎上，整合坡度坡向分析、緩沖區(qū)分析、視線分析、柵格圖像疊加分析、地統(tǒng)計分析等豐富的方法。經過多年對長城保護的研究和實踐，提出如下基于GIS平臺的長城保護控制范圍劃定方法。方法主要包括前期評估、綜合分析、可視化表達三個部分，基本技術路線如圖3。

圖3 長城保護控制范圍劃定方法技術路線

1．前期評估

對長城及所處的地理環(huán)境進行評估，主要包括長城價值評估、地理環(huán)境評估、保護目標評估，本步驟是保護范圍劃定的基礎，決定后續(xù)工作的方向性和工作范圍的完整性；

2．綜合分析

以各項評估信息為背景，以GIS平臺為核心，配合使用統(tǒng)計分析、地質分析、空間結構分析等方法，對長城及地理環(huán)境進行相應的空間、信息、關系分析。本階段是長城保護控制范圍劃定的關鍵，相關分析對長城諸要素系統(tǒng)關系挖掘的深度和精度至關重要，直接決定保護范圍劃定的科學和準確與否；

3．可視化表達

將綜合分析的成果可視化表達并繪制為工作圖紙，此階段是成果的最終呈現(xiàn)，關鍵是如何充分、清晰、簡單的呈現(xiàn)分析結果，以高效指導實踐工作。

（二）理念及方法

1．保護范圍劃定理念

以保護長城及其相關歷史遺跡真實性為核心理念，盡可能還原文化遺產的原真狀態(tài)[5]，同時與現(xiàn)實接軌使其可持續(xù)的生存發(fā)展。針對長城的具體特征和文章的研究對象和范圍，其真實性挖掘主要體現(xiàn)在系統(tǒng)性、復雜性和動態(tài)性三個方面。

（1）系統(tǒng)性。長城是由墻體、關隘、墩臺、烽火臺、擋馬墻等多要素組成的防御系統(tǒng)，眾要素存在復雜的協(xié)同關系[6]，保護范圍劃定需要將古代要素的關系保存下來，才能最大限度還原長城防御體系的真實性，從而有效保護文化遺產的完整性，并使每個遺產在整個體系中獲得明確的定位。而在復雜的地理環(huán)境條件下，各要素關系的界定和確立就顯得更為重要，否則很容易由于環(huán)境的復雜性丟失要素的系統(tǒng)信息，甚至要素本身。

（2）復雜性。長城從其建成、使用、廢棄，到衰敗、保護以及未來的可持續(xù)發(fā)展，其中任何一個階段都是復雜因素交互作用的產物。因此今天長城的保護工作必須，也不得不面對復雜的情況。而工作中最為重要的是如何處理過去、現(xiàn)在和未來復雜關系的問題，傳統(tǒng)的保護方法并未承認和挖掘其復雜性[7]。文章在物質層面的自然地形角度關照其復雜性，在嚴格保護物質本體的基礎上，從復雜性角度出發(fā)，挖掘長城防御活動所涉及的物質要素及環(huán)境的范圍，并結合現(xiàn)實的既成事實和時代需求，考慮嘗試建立一套相應的分析方法。

（3）動態(tài)性。源自歷史街區(qū)動態(tài)保護理念——歷史街區(qū)動態(tài)保護理論以發(fā)展觀點為核心，將歷史街區(qū)的保護納入與城市系統(tǒng)同步發(fā)展的范疇，根據其自身以及城市的各種具體情況，因地制宜、與時俱進地確定相應的保護策略，是一種可持續(xù)的保護模式[8]，使歷史街區(qū)在保持歷史的同時，又不斷融入新的功能和社會活動，得以再生和發(fā)展。將動態(tài)保護理念引入長城保護領域可使其重獲新生。長城的構筑物屬性較多，目前已成為重要的文化象征，且與環(huán)境特征深度融合，因此動態(tài)保護的切入點便是對其文化景觀的整體保護和還原，進而充分挖掘景觀價值，將其納入當代的景觀、文化和經濟生態(tài)系統(tǒng)，煥發(fā)全新生命力，以此永續(xù)、鮮活、良性的生存和發(fā)展。

2．保護范圍劃定方法

基于真實性的理念，設計制定了“多層次綜合疊加”的保護范圍劃定方法，以此應對復雜自然地形環(huán)境下建筑遺產保護工作的復雜性和動態(tài)性。多層次保護范圍主要包括：物質本體保護范圍、防御活動控制范圍、景觀控制范圍三個層次。通常物質本體保護范圍＜防御活動控制范圍＜景觀控制范圍，從而對長城及其附屬設施、遺跡承載的古代防御信息、以及以長城為主題的整體景觀，形成良好的保護。其中后兩部分是文章關注的重點范圍。物質本體保護范圍是指長城、相關歷史遺跡以及所處環(huán)境的物質本體的保護控制范圍。大致與傳統(tǒng)的文物保護范圍劃定模式近似，包括文物保護范圍和建設控制范圍。因此需嚴格依據國家的《大綱》對保護范圍劃定的相關規(guī)定，同時參照《中華人民共和國文物保護法實施條例》[9]的有關規(guī)定，嚴格保護文物的物質本體，這個范圍是長城保護不可逾越的底線，所有工作必須以此為基礎展開；防御活動控制范圍指長城防御活動中相關的物質要素和防御活動所涉及的空間范圍，主要包括傳信通道、防御射擊以及瞭望值守等，防御活動控制范圍是由這些活動決定的空間范圍。防御活動控制范圍是保護長城系統(tǒng)性和復雜性的關鍵區(qū)域；而景觀控制范圍則是基于物質本體保護范圍、防御活動控制范圍之上，綜合當地景觀規(guī)劃制定的某區(qū)域的保護范圍。此范圍劃定更大，考慮以長城為主題的帶型溝谷、山坡面域、或是低洼水域等大型綜合景觀區(qū)域，充分挖掘和整體保護其景觀價值，將其重新納入當代的景觀、文化和經濟生態(tài)系統(tǒng)，進而可持續(xù)保護和發(fā)展。需要說明的是傳統(tǒng)文物保護的建設控制范圍與論文提出的防御活動控制范圍、景觀控制范圍有顯著的區(qū)別，前者隸屬于傳統(tǒng)文物保護和控制范圍劃定方法，實質是文物嚴格保護范圍之外的一層或多層緩沖區(qū)，具有保護文物和控制環(huán)境等目的，但其定位并不明確，雖有保護場所之意，但劃定方法卻與保護范圍的劃定方法如出一轍；而論文提出的防御活動控制范圍和景觀控制范圍的劃定方法與依據內在統(tǒng)一——直接基于遺產真實性設定控制范圍，其范圍明確大于傳統(tǒng)文物保護的控制范圍。

（三）技術策略

基于保護長城及其歷史遺跡真實性的理念和“多層次綜合疊加”的保護范圍劃定方法，針對長城通常所處的山脈、谷地、平原等幾類主要地理地貌，制定了如下保護范圍劃定的技術策略，以宣府鎮(zhèn)張家口地區(qū)長城為案例進行了保護范圍的劃定，并與傳統(tǒng)方法的成果進行比較（見圖4），結果表現(xiàn)出更好的適應性和更豐富的內涵與外延。

1．山脈

山脈是長城選址的主要地貌特征，通常長城選址于山體頂部，沿山體峰脊連綿起伏，形成律動美感。山體地貌特征起伏多變、高差變化極大；視線視野通達開闊與閉塞狹隘交織，變化劇烈。山脈地貌條件下保護范圍劃定策略的重點應關注：（1）起伏地貌的物質本體保護范圍劃定應具有充足的保護范圍，實踐顯示常規(guī)的水平推移方法，在坡面上很可能不足50米；（2）防御活動控制范圍關注傳信通道的完整性和通暢性、瞭望塔互視的完整性和通暢性、防御射擊的控制范圍等；（3）景觀控制范圍則參考當地的長城相關的景觀規(guī)劃，以相應的長城景觀主題為核心，在防御活動控制范圍的基礎上進一步向外擴充劃定保護范圍，將區(qū)域的傳統(tǒng)村落、古道、寺廟等遺跡納入保護范圍，復原和建構長城防御區(qū)域的整體場所情景，形成良好的整體景觀氛圍，同時獲得更好的保護緩沖區(qū)。

2．谷地

谷地是長城選址的另一主要地理形態(tài)，通常長城橫亙溝谷兩側山面之間，以關隘形成溝谷通道防御的重要節(jié)點。溝谷地貌特征彎曲轉折、高低起伏；視線視野則由谷道線性空間限制而狹閉；通常溝谷與區(qū)域水系或湖泊伴隨。谷地地貌條件下保護范圍劃定策略的重點應關注：（1）防御活動控制范圍關注谷道視線通廊的暢通和完整、瞭望傳信系統(tǒng)的連續(xù)性（尤其是谷道兩側高處，位于長城防線外提前預警的烽火臺與長城線及關隘的視線通廊的暢通）、防御射擊的控制范圍等（見圖4）；（2）景觀控制范圍同樣參考當地的長城相關的景觀規(guī)劃，以關隘和長城景觀主題為核心，在防御活動控制范圍基礎上進一步向外擴充劃定保護范圍，將區(qū)域的傳統(tǒng)村落、古道、寺廟等遺跡納入保護范圍，需要特別指出的是保護范圍應充分體現(xiàn)和強化溝谷場所情景，在沿溝谷走向方向設置足夠長度的控制區(qū)，以形成良好的線性行走景觀體驗；（3）通常長城對區(qū)域水系或湖泊有積極的應對措施，由此形成獨特的地理和人文景觀，將這些水系和湖泊納入景觀控制范圍，更好保護區(qū)域的場所精神。

3．平原、戈壁

平原是長城選址的另一形態(tài)，由于沒有山體的幫助，此時長城盡可能直線布置，以減少防御面的長度。平原、戈壁地勢平坦，視線視野通達開闊。平原、戈壁地貌條件下保護范圍劃定策略的重點應關注：（1）物質本體保護范圍劃定應具有充足的保護范圍。（2）防御活動控制范圍關注傳信通道的完整性和通暢性、瞭望塔互視的完整性和通暢性、防御射擊的控制范圍等。需要特別指出的是，平原、戈壁地區(qū)長城通常與軍事防御聚落城堡毗鄰，兩者在防御活動中具有互補協(xié)防的關系，應關注兩者間武器和人員可達性范圍的劃定。（3）景觀控制范圍劃定的獨特之處是，平原、戈壁地區(qū)的與長城防御相關的傳統(tǒng)村落、寺廟、古塔等人文景觀甚多，特別是存在很多非物質文化遺產，應將這些區(qū)域充分納入保護范圍，復原和建構最為豐富和立體的長城防御景觀體驗的場所形態(tài)。

4．塌陷區(qū)

圖4 傳統(tǒng)保護范圍劃定方法與多層次綜合疊加的保護范圍劃定方法的成果比較

長城分布的部分地區(qū)（尤其河北?。┡c礦脈重疊顯著，由于早期未能足夠重視，致使采空塌陷區(qū)對長城造成沉降、開裂、坍塌等不同程度破壞。塌陷區(qū)長城保護范圍劃定除了關注物質本體保護范圍、防御活動控制范圍、景觀控制范圍三個層次的劃定外，應特別注意以下兩點：（1）控制長城相關范圍內采空區(qū)的進一步發(fā)展，防止長城遭到更大的破壞；（2）規(guī)劃、管理周邊地表徑流，防止塌陷區(qū)積水形成水洼或湖泊，防止對長城的次生破壞。

四、總結

基于GIS的方法，對復雜地理環(huán)境條件下長城保護范圍的劃定提供一套，基于文物本體保護的基本保護范圍、基于遺產真實性的防御活動控制范圍、以及基于動態(tài)保護的景觀控制范圍的系統(tǒng)方法，在靜態(tài)物質保護層面和動態(tài)保護層面進一步豐富和完善了傳統(tǒng)保護范圍劃定方法，為未來以長城為代表的眾多居于復雜地形的文化遺產保護實踐工作提供了科學支撐，使文化遺產得到更好的保護。當然，此方法的設計初衷主要是為應對復雜的地理環(huán)境，因此在文化方面考慮較少，主要原因有二：由于文化方面的影響較為隱性和間接，相關因素過于復雜，研究方法亦零散、孤立，目前還沒有系統(tǒng)的量化研究方法，因此很難獲得整體的分析和評價標準；另一個難點則是文化因素的量化成果與物質因素的量化成果的綜合疊加，兩者的影響強度和加權比例尚需要理論和實踐領域的摸索，從而更加綜合完整的呈現(xiàn)長城文化遺產的保護范圍劃定。這些因素主要涉及非物質文化遺產、地方文化習俗、現(xiàn)代經濟發(fā)展、當代文化和景觀旅游等因素。未來研究將引入文化控制和保護相關因素，逐步探索如何將其參數化并納入本系統(tǒng)方法中，形成更加完善和系統(tǒng)的建筑文化遺產保護方法。

[1] 宋子若. 瞿曇寺保護區(qū)劃及其建設控制研究[D]. 西安： 西安建筑科技大學, 2014.

[2] 譚立峰. 明代河北軍事堡寨體系探微[J]. 天津大學學報(社會科學版) ,2010(6)： 544-552.

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[9] 《中華人民共和國文物保護法實施條例》[EB/OL]. [2005-08-21]. http：//www.gov.cn/banshi/2005-08/21/content_25087.htm

（責任編輯：吳 星）

On the Method for Determining Protection Range of Cultural Heritage under the Complex Geographical Environment— Taking the Great Wall as an Example

TAN Li-feng1, CAO Ying-chun2, YU Jun-han1

1. Tianjin University, Tianjin 300072; 2. Hebei University, Baoding, Hebei 071002

Due to the limitations of ideas and tools, the traditional method for determining protection range of cultural heritage is too simple to meet the needs of the protection of architectural cultural heritage in the complex geographical environment. Based on the concept of authenticity of cultural heritage and a new Geographic Information System (GIS) spatial analysis platform, and comprehensive investigation of heritage authenticity protection system, complicated and dynamic, usually located in the Great Wall mountains, valleys, plains and other major geographical environment, the paper sets up the method of determining protection range，namely the multilevel integrated stack, which takes into account the complex system of many elements of the Great Wall and the concept of dynamic protection for the sustainable development of the Great Wall.

architectural cultural heritage; the Great Wall; scope of protection; GIS; dynamic protection

J59

A

1007-6875(2017)03-0135-06

日期：2017-04-23

10.13937/j.cnki.hbdzdxxb.2017.03.026

國家自然科學基金（51678391）；河北省自然科學基金（E2015201081）；國家自然科學青年基金（51408183）。

譚立峰（1975—），男，山東濰坊人，博士，天津大學建筑學院，副教授，研究方向為傳統(tǒng)聚落研究。曹迎春（1977—），男，河北宣化人，博士，副教授，研究方向為傳統(tǒng)聚落空間分析研究（通訊作者）。

于君涵（1992—），男，吉林長春人，碩士，研究方向為傳統(tǒng)聚落研究。