編者按:
6月1日至27日,北京市教育兩委聯合前線雜志社策劃推出“北京高校服務新時代首都發展特別報道”(點擊查看專題)。6月18日聚焦——北京建筑大學。
北京建筑大學始終將服務國家戰略和首都發展視為己任,從參與天安門城樓修繕、大興機場建設到助力冬奧盛會,從推動北京老城街區更新、城市副中心建設到服務雄安新區規劃,學校在建筑遺產保護、智慧城市、海綿城市、綠色建筑等特色領域的科技創新與實踐成果斐然,生動詮釋了“把論文寫在祖國大地上”的擔當。
在廣袤的中華大地上,散落著數以萬計的傳統村落,它們承載著中華民族的歷史記憶、生產生活智慧、文化藝術結晶和民族地域特色,是中華文明綿延傳承的鮮活見證。北京建筑大學(簡稱“北建大”)科研團隊十余年如一日,扎根鄉土,投入鄉村振興一線,潛心研究,用人工智能解鎖傳統村落保護密碼。
農房“小切口”做好保護“大文章”,發起“鄉愁守護”專項行動
2022至2025年間,北建大團隊在北京市門頭溝區、密云區分別深度開展了傳統村落集中連片保護利用示范項目,發起了“傳統村落鄉愁守護”專項行動,以傳統村落中大量存在、仍在使用的普通農房作為調研對象,聚焦農房建設“小切口”,做好傳統村落保護“大文章”,探索發揮以農民為主體的共建共治共享的工作方法。結合設計下鄉實施路徑,引入高校、科研院所等專業技術力量。
“設計呈現的結果不應是基于我們對農民生活的臆想,而應該滿足農民的實際生活需要。”團隊成員回憶,走進鄉村、親近鄉土時,“設計服務于人”的原則更加深入內心。團隊邀請文化研究、建筑設計方面的專家作指導,對當地居民進行訪談,結合實際需求,設計了居住類、商業類、公共服務類3種改造方案,并形成《傳統村落農房建設風貌指導手冊》。“手冊主要是通過圖片呈現,讓老百姓一看就能明白,實操性很強。”
科技賦能,探索人工智能等現代科技在傳統村落保護中的應用方法
北京建筑大學專家團隊在門頭溝區開展傳統村落農房建設現場評價工作
“大數據為科學制定獎補方案、合理分配獎補額度提供了支撐,更能實現對農房修繕改造獎補的技術輔助功能。”團隊成員介紹說。通過“傳統村落農房修繕改造獎補平臺”系統,駐村設計師可以實時了解申請戶數、農房修繕過程;政府人員可在線審批、管理、監督農房修繕情況;村民可在線申請農房改造獎補資金。3年間,團隊深入走訪了400余處農房院落,建立農房及居住人口普查基礎數據庫、編制風貌建設指導手冊、提出建設技術指引標識,以農房的適宜性有機更新切實推動傳統村落的現代化發展。
團隊積極探索將人工智能等現代科技應用于傳統村落保護的技術方法,自主研發的“基于機器學習的傳統村落農房風貌智能識別技術”,更是成為科技賦能傳統村落保護的典范。利用深度學習算法,對海量傳統村落農房圖像進行訓練,自動識別和提取農房的風貌特征,如總體布局、屋頂形式、墻體材料等,識別準確率高達95%以上。傳統村落數量眾多、分布廣泛,傳統的人工調查方式耗時耗力,難以滿足大規模風貌提升的需求。該技術相比傳統人工識別方式,效率提升數10倍,有效破解了傳統村落保護中面臨的效率低、成本高、精度差等難題。
助力實現“以單體風貌提升推動整體風貌增色”的數字化轉型目標
團隊創新的技術方法能夠客觀、準確地記錄和分析農房風貌信息,避免人為因素干擾,并能夠自動生成農房風貌分析報告,為傳統村落保護規劃、修繕設計、風貌管控等提供科學依據。數據驅動與科學決策結合,助力實現精準保護和可持續發展。目前,團隊在北京市門頭溝區、密云區已開發搭建軟件平臺,操作簡單易學,即便是非專業人士也能快速上手,方便各級政府部門、規劃設計單位和相關企業使用。本次技術研發與實踐應用,是北建大科研團隊在傳統村落保護領域的一次重要創新,推動了傳統村落保護工作的數字化轉型,為構建智慧化、信息化的傳統村落保護體系奠定了基礎。
2023年7月,門頭溝區遭遇暴雨和洪水災害,北建大科研團隊基于長期調研積累形成的傳統村落房屋數據信息發揮了巨大作用,團隊挺進門頭溝區,開展駐鎮駐村技術調查,進行災情綜合評估。“如果有房屋正好處在山腳下,要拿圖紙進行比對,看清楚山體滑坡的位置、建筑偏移的位置,還要對現場進行拍照記錄。總之要全面摸排,一個村一個村地跑,一間房一間房地登記。”團隊對各鎮的鄉村道路、建筑物等受損情況,以及周邊地質災害隱患進行詳細摸排,形成基礎評估數據,為災后重建決策提供技術支持。“當代技術發展和傳統村落長期形成的寶貴營建經驗,應該更好地挖掘和發揮,對災后村莊的選址和建設發展都能提供很好的借鑒意義。”
目前,北建大科研團隊已完成12處試點案例的先行示范以及向112處農房院落的推廣實踐,持續為北京乃至全國的傳統村落提供建設項目風貌管控引導技術支持,全流程支持傳統村落農房風貌獎補行動。團隊成果先后獲評北京市優秀城鄉規劃獎一等獎、北京首都高校師生服務鄉村振興行動計劃一等獎等多項獎勵。
作者:黃庭晚(北京建筑大學)
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