文物保护数字化管理系统设计与实现

摘要：文物保护在文物管理工作中占据着相当重要的作用。通过对文物管理工作相关流程的研究，并结合互联网技术、计算机信息化以及数字化相关技术，提出了文物保护管理信息化、数字化的新思路。应用渐进式框架Vue.js前端技术、Java语言以及SpringBoot框架技术体系，设计并实现了文物保护数字化管理系统。该系统简化了文物保护管理工作的审批和实施流程，提升了文物保护工作的效率。

关键词：文物；文物保护；管理系统；勘察监测；预防性保护

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）09-0061-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

文物作为人类在社会活动中遗留下来的具有历史、艺术和科学价值的遗物和遗迹，是人类宝贵的历史文化遗产[1]。文物保护工作一直以来受到中央、省、市各级政府和领导的高度重视。随着信息化、数字化技术的发展，互联网、云计算、大数据、VR、AR等技术的迅速发展为文物保护与管理提供了技术支持[2]。文物保护已从传统的抢救性保护进入预防性、科研性保护阶段。通过对文物保护工作流程及软件项目开发相关技术的研究，采用Java语言技术设计并实现了文物保护数字化管理系统，使文物保护信息化、相关手续流程简易化，实现了文物保护网络化、数字化，提升了文物保护工作效率，有效记录了文物保护过程。

文物作为国家和民族的宝贵财富，代表着一个地区或一个国家的历史、文化和文明[3]。然而，文物不同程度地受到病害的侵蚀，整体保存状况并不乐观。不少病害相当隐蔽，若非细心勘察难以发现[4]。就像现代医学体检一样，定期组织专业技术人员对文物进行详细的勘察和评估，记录各个文物的历史沿革、基本情况、保养维护情况，勘察安全隐患，调查病害，分析病害成因，有针对性地提出保护建议，并将所有的数据、照片、维修手段全部实现数字化，通过现代化高科技管理手段提高文物保护工作效率。按照国家文物局的要求，全面实施文物预防性保护，完整记录全部保护过程，并逐步建立古建筑基本信息数据库和项目库，为世界文化遗产的保护、研究和利用提供基础数据和保护依据。

1 系统需求分析

为了提升古建筑保护工作效率，实现过程信息化、数字化，对古建筑保护需要采用软件系统实现信息记录。将日常的勘察、监测结果上传信息化系统中，及时制定保护修缮方案，并通过数据分析出病害的成因、发展趋势。通过发现、记录、上传、会诊和妥善处理古建筑病害，以保持古建筑整洁、安全、稳定的良好状态。系统中需要记录古建筑的基本信息、勘察监测过程等，有效减少重复工作的时间，方便工作人员查找相关数据，提高文物管理人员的工作效率，增强录入、检索、存储等各环节的管理工作[5]。

勘察是由专家对文物及相关环境问题开展的检查与评估，勘察的目的是准确、全面地掌握古建筑保存现状和病害发展情况，评估其对古建筑的影响和危害情况。监测是文物保护的工作人员现场对古建筑保存状况进行日常巡视检查，记录古建筑病害发生、发展情况和其他安全隐患。勘察内容根据古建筑地区差异、气候条件、保存情况、单体建筑数量，每年应至少进行一次。而每个文物单位每个月执行定期、不定期勘察，每个年度进行年度总结。系统按照月份将业务数据划分为文物概况、定期勘察数据采集、重点监测、日常监测以及保护建议数据采集表。

当勘察监测会诊审批通过后，生产预防性保护项目，即进入项目的报审阶段，该阶段包括已经审批通过的会诊表、审批表以及预算审批。在项目通过审批后，进入项目实施准备阶段，这个阶段包括了开工准备信息登记以及施工环境确认。开工准备需要安排项目实施过程中的相关负责人以及对接人的具体职责。对于进入施工场地的车辆需要登记相关信息，环境确认数据记录景区施工环境相关要求。

进入实施阶段后，实现对现场记录、施工中是否存在问题及问题提交、如果施工过程中发生响应变更都记录在系统中以备查阅，让施工整个过程可查可阅可追溯。现场记录中需要对整个场景记录施工前、施工中及施工后情况。出现问题时，需要对施工问题记录内容提出问题人及问题的相关细节等。施工完成后进入验收阶段，其中包括竣工验收、结算报审、财务审计等数据等，对于所有过程中根据需要提交相关支持文件等。

勘察监测中发现的需要进行重点修缮或专项保护的项目通过网络管理平台列入重点项目库中，根据轻重缓急陆续实施。整个文物保护数字化管理系统中的勘察监测、预防性保护中的相关业务流程需要进行审批工作，平台按照每个步骤的审批过程灵活控制，所有提交的数据表，只能具有权限的审批人才可以看到并进行审批，其他人只能依据授权查看审批进程等信息。

不是每个人都能够对所有数据采集表或结果进行处理，只能是被授权的用户才能够进行记录操作，未授权用户只能申请权限才可以记录或查看相关数据。平台在运行过程中依赖一些基础数据，如单位、部门、景区管理、职务管理、城市管理等，这些数据是整个平台运行时依赖的，因此，平台在正常运行中必须首先提供这些数据，否则平台不能正常运行。系统中为了能够将采集的数据备份、备案等提供了打印、导出Word、数据库备份等功能，方便对数据的备份、备案、输出等。

2 系统总体设计

文物保护数字化管理系统总体设计是软件开发过程中至关重要的阶段，它涉及将整个系统划分为不同的模块，以及确定模块之间的协作方式。总体设计的主要目标是创建一个结构清晰、易于维护和扩展的系统。

2.1 系统技术架构

系统架构定义了系统的整体结构，包括系统的各个组成部分、它们之间的关系以及如何协同工作。常见的系统架构有客户端-服务器架构、分布式架构等。文物保护管理系统整体采用B/S结构，实现PC、手机多客户端数据采集，系统采用SpringBoot技术体系，用Spring MVC作为前后端访问接口同时控制业务流程，具体业务由Service实现，并通过DAO访问数据对象Spring Data JPA，底层数据采用主流关系型数据库MySQL存储。整体技术架构如图1所示。

文物保护数字化管理系统采用Web服务器是Nginx及支持Java Web技术的中间件Tomcat。同时Java本身提供了跨系统平台能力，这也使得系统支持IIS、Apache等Web服务器。

2.2 相关技术介绍

2.2.1 SpringBoot

SpringBoot为开发者提供了一种快速构建独立、可运行的、生产级别的Spring应用的模式。它消除了设置Spring应用程序所需的XML配置，从而为更快、更高效的开发生态系统铺平了道路。SpringBoot可以创建独立的Spring应用，提供“starters” POMs来简化Maven配置，并且绝对没有代码生成和XML配置要求。

2.2.2 Spring MVC

Spring MVC属于Spring Web模块的一个功能模块，是专门用来开发基于Web技术项目的技术框架实现，实现了MVC模式，遵循MVC架构，包括Model（模型）、View（视图）和Controller（控制器）三个部分。Spring MVC提供了清晰的职责划分和分离关注点，有助于降低组件之间的耦合度。

2.2.3 Spring Data JPA

Spring Data JPA是Spring Data项目中的一个子项目，它为JPA（Java Persistence API） 提供了一种声明式查询的简化方式。通过使用注解或XML映射，开发者可以轻松地定义数据访问对象和查询，而无须编写大量的SQL或JPA查询代码。Spring Data JPA还提供了对事务管理、数据转换和数据绑定等功能的支持。

2.2.4 Vue.js

Vue.js是一个流行的 JavaScript 渐进式框架，用于构建用户界面和单页应用程序。它采用渐进式 JavaScript 开发方法，这意味着它适用于各种规模的项目，从小型应用程序到大型企业级应用程序。Vue.js 允许开发者通过声明式渲染和组件系统来构建用户界面，这使得代码更加模块化和可维护。Vue.js的核心库专注于视图层，使它易于与其他库或已有项目整合。

2.3 系统模块划分

为了能够对系统开发流程进行管理，保证系统的稳定性以及后期的可维护性，本研究按照需求分析的结果对系统进行了模块划分。根据需求调研结果进行系统设计，并制定了详细的设计方案。系统开发按照设计方案进行，确保系统的质量和稳定性，整个系统以实用为原则。从古建筑现状勘察监测到预防性保护提供完整的工作、审批流程。系统总体包括勘察监测、预防性保护、重点项目三大业务模块及基础性功能模块，如图2所示。

勘察监测实现了定期和不定期的专项勘察及工作人员监测，并将相关工作过程记录到系统中。在勘察监测结束后进行专项会诊，然后进入预防性保护过程。整个过程中都在系统中进行详细记录，对问题严重的内容作为重点项目加以管理。

3 系统核心模块实现

文物保护数字化管理系统的核心模块包括勘察监测、预防性保护、重点项目管理等。每个核心模块均包括各自的工作流程及数据采集单。

3.1 勘察监测

勘察监测被划分为5个部分，包括文物概况、定期勘察、重点监测、日常监测以及维护建议等。针对每个数据实体提供了基本的增删改查操作。

3.1.1 文物概况

为了让数据采集人员更清楚地了解、记录文物数据，文物概况针对当前月份采集文物的基本情况、建筑图片、历史沿革以及主要图纸，这些基本数据存储了文物的基本情况。为了避免重复录入数据，对于没有变化的数据只须录入一次，只有发生变化的月份需要修改后提交，其后每个月份显示的数据均为最新数据，且不影响之前的历史月份数据。

3.1.2 定期勘察

定期勘察是对文物建筑等进行的现状勘察，记录勘察过程中文物相关影像资料，并根据实际情况记录勘察建议。现状勘察记录内容包括类别、部位、材料做法/涉及建筑、保存状况、保护建议、照片等。

3.1.3 勘察建议

完成文物概况以及定期勘察后，即可根据实际情况给出勘察建议。勘察建议具体实现内容包括勘察的具体内容、勘察涉及的文物建筑、勘察过程中是否涉及相关项目、针对相关项目当前的进展情况、维修保护将耗费的费用以及相关责任单位等。

3.1.4 重点监测

在勘察监测过程中，对于问题严重的文物，需要重点记录并作为重点监测内容记录在系统中，方便在维护中加以重点处理。实现中记录的内容包括重点监测文物、典型照片、维护保养前后对比等。日常监测与定期勘察相互对应，实际数据包括现状监测、监测影像以及保护情况。其中现状监测采集内容有类别、部位、保存现状、新发问题、涉及建筑、保护意见、照片等情况，监测影像记录监测过程中的文物实景照片、影像等资料，保护情况采集内容包括使用管理情况、保养维护、年度保护情况以及各个内容对应的照片、影像等资料。

3.2 预防性保护

勘察监测专项会诊完成后即进入文物预防性保护，按照文物保护的审批、准备、施工、验收等工作流程记录整个维护数据。经过专项会诊数据采集后，项目进入预防性保护，预防性保护总体分为报审阶段、准备阶段、实施阶段、验收阶段等4个阶段。

3.2.1 报审阶段

在报审阶段，需要将项目相关信息、文件提交审查，这是预防性保护项目过程中的一个重要环节。提交的数据包括会诊表、申报表等，其中审批表包括项目内容、项目编号、资金类型、需要附件的预算外项目等，预算审批包括预算金额、审定金额等。同时实现了审批流程，提供多级审核，每级根据不同的授权由不同的人进行审核。

3.2.2 准备阶段

施工前的准备阶段实现了对入园人员相关信息、车辆信息的登记、审批。未经等级和审批的人员和车辆不能进入园区。同时为了对每个阶段有更好的衔接，系统实现了不同任务阶段配备具体负责人，确保每个阶段任务都能够责任到人。

3.2.3 实施阶段

系统通过对项目实施过程进行管理和控制，采集记录项目实施过程中的每个细节数据，使得施工过程中存在的问题能够及时得到处理，并记录处理结果。为了使施工过程透明化，系统实现了对项目施工前后的细节记录，方便审核审计工作人员对比查看。

3.2.4 验收阶段

项目完成后，进入验收阶段，系统通过记录项目全过程，让验收人员能够在线上线下实现对比验收，防止施工过程出现纰漏、投机取巧事件发生。实现了验收工作记录，将勘察监测、审批人等相关意见统一，并记录验收意见及验收结果。

4 结束语

文物保护数字化管理系统实现了预防为主的保护措施，以文物保护管理业务流程为系统主线，为景区建筑维护提供了信息化、数字化支持。通过大数据记录每个建筑的发展过程，为文物保护单位提供大量丰富的建筑资料。在维护项目实施过程中，做到了历史数据记录，项目实施留下痕迹，可检索、可分享，让文物保护经验积累更丰富。

参考文献：

[1] 李倩倩.“互联网+”开创文物保护新格局[J].文化产业，2024（3）：112-114.

[2] 郭珍.数字化为馆藏文物保驾护航[J].文化产业，2024（3）：67-69.

[3] 曹帅.文物保护与利用的优化策略研究[J].文物鉴定与鉴赏，2024（2）：92-95.

[4] 程群.晋作家具文物现状调查及保护对策试析[J].文物鉴定与鉴赏，2024（2）：40-43.

[5] 董彧.数字化时代下的唐山博物馆文物保护与传承[J].文物鉴定与鉴赏，2024（2）：48-51.

【通联编辑：谢媛媛】