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北京高校服務(wù)新時代首都發(fā)展特別報道 | 北京建筑大學(xué):數(shù)據(jù)驅(qū)動激活傳統(tǒng)村落生命力

6月1日至27日,北京市教育兩委聯(lián)合前線雜志社策劃推出“北京高校服務(wù)新時代首都發(fā)展特別報道”(點(diǎn)擊查看專題)。6月18日聚焦——北京建筑大學(xué)。
北京建筑大學(xué)始終將服務(wù)國家戰(zhàn)略和首都發(fā)展視為己任,從參與天安門城樓修繕、大興機(jī)場建設(shè)到助力冬奧盛會,從推動北京老城街區(qū)更新、城市副中心建設(shè)到服務(wù)雄安新區(qū)規(guī)劃,學(xué)校在建筑遺產(chǎn)保護(hù)、智慧城市、海綿城市、綠色建筑等特色領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與實(shí)踐成果斐然,生動詮釋了“把論文寫在祖國大地上”的擔(dān)當(dāng)。
在廣袤的中華大地上,散落著數(shù)以萬計(jì)的傳統(tǒng)村落,它們承載著中華民族的歷史記憶、生產(chǎn)生活智慧、文化藝術(shù)結(jié)晶和民族地域特色,是中華文明綿延傳承的鮮活見証。北京建筑大學(xué)(簡稱“北建大”)科研團(tuán)隊(duì)十余年如一日,扎根鄉(xiāng)土,投入鄉(xiāng)村振興一線,潛心研究,用人工智能解鎖傳統(tǒng)村落保護(hù)密碼。
農(nóng)房“小切口”做好保護(hù)“大文章”,發(fā)起“鄉(xiāng)愁守護(hù)”專項(xiàng)行動
2022至2025年間,北建大團(tuán)隊(duì)在北京市門頭溝區(qū)、密雲(yún)區(qū)分別深度開展了傳統(tǒng)村落集中連片保護(hù)利用示范項(xiàng)目,發(fā)起了“傳統(tǒng)村落鄉(xiāng)愁守護(hù)”專項(xiàng)行動,以傳統(tǒng)村落中大量存在、仍在使用的普通農(nóng)房作為調(diào)研對象,聚焦農(nóng)房建設(shè)“小切口”,做好傳統(tǒng)村落保護(hù)“大文章”,探索發(fā)揮以農(nóng)民為主體的共建共治共享的工作方法。結(jié)合設(shè)計(jì)下鄉(xiāng)實(shí)施路徑,引入高校、科研院所等專業(yè)技術(shù)力量。
“設(shè)計(jì)呈現(xiàn)的結(jié)果不應(yīng)是基於我們對農(nóng)民生活的臆想,而應(yīng)該滿足農(nóng)民的實(shí)際生活需要?!眻F(tuán)隊(duì)成員回憶,走進(jìn)鄉(xiāng)村、親近鄉(xiāng)土?xí)r,“設(shè)計(jì)服務(wù)於人”的原則更加深入內(nèi)心。團(tuán)隊(duì)邀請文化研究、建筑設(shè)計(jì)方面的專家作指導(dǎo),對當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行訪談,結(jié)合實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了居住類、商業(yè)類、公共服務(wù)類3種改造方案,並形成《傳統(tǒng)村落農(nóng)房建設(shè)風(fēng)貌指導(dǎo)手冊》?!笆謨灾饕峭ㄟ^圖片呈現(xiàn),讓老百姓一看就能明白,實(shí)操性很強(qiáng)?!?/p>
科技賦能,探索人工智能等現(xiàn)代科技在傳統(tǒng)村落保護(hù)中的應(yīng)用方法
北京建筑大學(xué)專家團(tuán)隊(duì)在門頭溝區(qū)開展傳統(tǒng)村落農(nóng)房建設(shè)現(xiàn)場評價工作
“大數(shù)據(jù)為科學(xué)制定獎補(bǔ)方案、合理分配獎補(bǔ)額度提供了支撐,更能實(shí)現(xiàn)對農(nóng)房修繕改造獎補(bǔ)的技術(shù)輔助功能?!眻F(tuán)隊(duì)成員介紹說。通過“傳統(tǒng)村落農(nóng)房修繕改造獎補(bǔ)平臺”系統(tǒng),駐村設(shè)計(jì)師可以實(shí)時了解申請戶數(shù)、農(nóng)房修繕過程﹔政府人員可在線審批、管理、監(jiān)督農(nóng)房修繕情況﹔村民可在線申請農(nóng)房改造獎補(bǔ)資金。3年間,團(tuán)隊(duì)深入走訪了400余處農(nóng)房院落,建立農(nóng)房及居住人口普查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、編制風(fēng)貌建設(shè)指導(dǎo)手冊、提出建設(shè)技術(shù)指引標(biāo)識,以農(nóng)房的適宜性有機(jī)更新切實(shí)推動傳統(tǒng)村落的現(xiàn)代化發(fā)展。
團(tuán)隊(duì)積極探索將人工智能等現(xiàn)代科技應(yīng)用於傳統(tǒng)村落保護(hù)的技術(shù)方法,自主研發(fā)的“基於機(jī)器學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)村落農(nóng)房風(fēng)貌智能識別技術(shù)”,更是成為科技賦能傳統(tǒng)村落保護(hù)的典范。利用深度學(xué)習(xí)算法,對海量傳統(tǒng)村落農(nóng)房圖像進(jìn)行訓(xùn)練,自動識別和提取農(nóng)房的風(fēng)貌特征,如總體布局、屋頂形式、牆體材料等,識別準(zhǔn)確率高達(dá)95%以上。傳統(tǒng)村落數(shù)量眾多、分布廣泛,傳統(tǒng)的人工調(diào)查方式耗時耗力,難以滿足大規(guī)模風(fēng)貌提升的需求。該技術(shù)相比傳統(tǒng)人工識別方式,效率提升數(shù)10倍,有效破解了傳統(tǒng)村落保護(hù)中面臨的效率低、成本高、精度差等難題。
助力實(shí)現(xiàn)“以單體風(fēng)貌提升推動整體風(fēng)貌增色”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標(biāo)
團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的技術(shù)方法能夠客觀、準(zhǔn)確地記錄和分析農(nóng)房風(fēng)貌信息,避免人為因素干擾,並能夠自動生成農(nóng)房風(fēng)貌分析報告,為傳統(tǒng)村落保護(hù)規(guī)劃、修繕設(shè)計(jì)、風(fēng)貌管控等提供科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)驅(qū)動與科學(xué)決策結(jié)合,助力實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。目前,團(tuán)隊(duì)在北京市門頭溝區(qū)、密雲(yún)區(qū)已開發(fā)搭建軟件平臺,操作簡單易學(xué),即便是非專業(yè)人士也能快速上手,方便各級政府部門、規(guī)劃設(shè)計(jì)單位和相關(guān)企業(yè)使用。本次技術(shù)研發(fā)與實(shí)踐應(yīng)用,是北建大科研團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)村落保護(hù)領(lǐng)域的一次重要創(chuàng)新,推動了傳統(tǒng)村落保護(hù)工作的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為構(gòu)建智慧化、信息化的傳統(tǒng)村落保護(hù)體系奠定了基礎(chǔ)。
2023年7月,門頭溝區(qū)遭遇暴雨和洪水災(zāi)害,北建大科研團(tuán)隊(duì)基於長期調(diào)研積累形成的傳統(tǒng)村落房屋數(shù)據(jù)信息發(fā)揮了巨大作用,團(tuán)隊(duì)挺進(jìn)門頭溝區(qū),開展駐鎮(zhèn)駐村技術(shù)調(diào)查,進(jìn)行災(zāi)情綜合評估?!叭绻蟹课菡锰幵谏侥_下,要拿圖紙進(jìn)行比對,看清楚山體滑坡的位置、建筑偏移的位置,還要對現(xiàn)場進(jìn)行拍照記錄??傊婷?,一個村一個村地跑,一間房一間房地登記?!眻F(tuán)隊(duì)對各鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村道路、建筑物等受損情況,以及周邊地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行詳細(xì)摸排,形成基礎(chǔ)評估數(shù)據(jù),為災(zāi)后重建決策提供技術(shù)支持?!爱?dāng)代技術(shù)發(fā)展和傳統(tǒng)村落長期形成的寶貴營建經(jīng)驗(yàn),應(yīng)該更好地挖掘和發(fā)揮,對災(zāi)后村莊的選址和建設(shè)發(fā)展都能提供很好的借鑒意義?!?/p>
目前,北建大科研團(tuán)隊(duì)已完成12處試點(diǎn)案例的先行示范以及向112處農(nóng)房院落的推廣實(shí)踐,持續(xù)為北京乃至全國的傳統(tǒng)村落提供建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)貌管控引導(dǎo)技術(shù)支持,全流程支持傳統(tǒng)村落農(nóng)房風(fēng)貌獎補(bǔ)行動。團(tuán)隊(duì)成果先后獲評北京市優(yōu)秀城鄉(xiāng)規(guī)劃獎一等獎、北京首都高校師生服務(wù)鄉(xiāng)村振興行動計(jì)劃一等獎等多項(xiàng)獎勵。
作者:黃庭晚(北京建筑大學(xué))
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