“我國(guó)線性文化遺產(chǎn)保護(hù)及時(shí)空可視分析技術(shù)研究”中期檢查情況

一、研究進(jìn)展情況

一、研究計(jì)劃總體執(zhí)行情況及各子課題進(jìn)展情況

按照項(xiàng)目申請(qǐng)書的研究計(jì)劃，各個(gè)子課題研究工作順利開展，持續(xù)推進(jìn)。子課題1和子課題2作為整個(gè)項(xiàng)目研究工作的前期基礎(chǔ)，取得了較為深入的工作進(jìn)展，且取得了較多的研究成果。協(xié)作單位承擔(dān)的子課題3進(jìn)行了大量詳實(shí)的研究數(shù)據(jù)和資料整理歸納工作。子課題4，也在按照計(jì)劃開展工作。子課題5可視分析與決策系統(tǒng)的研究前期工作與課題2的長(zhǎng)城信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及子課題4檢索技術(shù)的開發(fā)具有一定的研究交集之處，他們之間將會(huì)相互補(bǔ)充，相互協(xié)調(diào)。下面就各子課題進(jìn)展情況做如下總結(jié)匯報(bào)。

?子課題1和子課題2的研究?jī)?nèi)容包括：

子課題1：明長(zhǎng)城線性文化遺產(chǎn)時(shí)空分布研究：（1）軍事聚落的整體性研究——突破單個(gè)聚落研究的局限性；（2）理清長(zhǎng)城軍事聚落和防御體系的歷史形成過程；（3）揭示長(zhǎng)城及其軍事聚落的空間分布規(guī)律；（4）從建筑學(xué)角度對(duì)各層次軍事聚落和防御工事的典型實(shí)例研究

子課題2: 明長(zhǎng)城GIS數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與空間分析：①建立明長(zhǎng)城基礎(chǔ)空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)(GIS)；② 明長(zhǎng)城時(shí)空演進(jìn)與系統(tǒng)分析；

課題組經(jīng)過一年半的研究取得了階段性成果：

1、設(shè)備支持。已購(gòu)買3.6萬元工作站用于數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，工作站包括Dell Precision T7610 1300W TPM Chassis，雙英特爾至強(qiáng)處理器 E5-2630 v2；已購(gòu)買服務(wù)器用于網(wǎng)站建設(shè)，并完善光纜設(shè)施滿足數(shù)據(jù)傳輸需要。

2、大規(guī)模實(shí)地測(cè)繪和無人機(jī)航拍航測(cè)。2013年8月課題組在中國(guó)長(zhǎng)城學(xué)會(huì)的大力支持下組織課題組成員和大學(xué)生志愿者20余人對(duì)遵化洪山口至冷嘴頭一線共40公里的現(xiàn)存長(zhǎng)城遺跡進(jìn)行了為期10天全面勘察，并對(duì)其中價(jià)值較高的30處遺跡測(cè)繪存檔和無人機(jī)航測(cè)。獲得了寶貴的第一手資料。下圖為測(cè)繪敵臺(tái)分布標(biāo)注圖

3、學(xué)術(shù)成果。完成核心期刊學(xué)術(shù)論文5篇，碩博士畢業(yè)論文3篇，書籍初稿1部，會(huì)議論文1篇。拓展和深化了對(duì)于金長(zhǎng)城的認(rèn)識(shí)、對(duì)于遼東鎮(zhèn)長(zhǎng)城的整體性認(rèn)識(shí)、對(duì)于GIS分析方法的認(rèn)識(shí)。

?子課題3“明長(zhǎng)城非物質(zhì)文化遺產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)”課題的主要研究?jī)?nèi)容包括：

（1）長(zhǎng)城非物質(zhì)文化遺產(chǎn)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的整理和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)；

（2）明長(zhǎng)城典型非物質(zhì)文化遺產(chǎn)民間傳說、口述史、民間音樂、民間美術(shù)等數(shù)字化信息的整理、加工；

（3）明長(zhǎng)城非物質(zhì)文化遺產(chǎn)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建；

（4）長(zhǎng)城沿線典型非遺（民間傳說、民間音樂、民間美術(shù)）的發(fā)展、傳承、演變研究。

?子課題3的進(jìn)展情況：

從課題確立至今，課題組已根據(jù)課題設(shè)計(jì)方案有計(jì)劃地開展了研究工作，并對(duì)研究數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行了整理歸納。

2013年10月，課題組召開成員會(huì)議，明確了課題研究的指導(dǎo)思想，完成課題初步分析，制定了課題各階段實(shí)施方案，并對(duì)課題組成員進(jìn)行分工。

2013年11月，進(jìn)行資料的搜集整理工作，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)等方式，搜集所需資料，明確明長(zhǎng)城途徑的地區(qū)（統(tǒng)計(jì)結(jié)果具體到縣一級(jí)）。

2013年12月，開始進(jìn)行明長(zhǎng)城沿線地區(qū)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作。按照國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)四級(jí)名錄體系，對(duì)明長(zhǎng)城途徑地區(qū)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2014年3月，召開課題組成員會(huì)議，課題組成員匯報(bào)所分配任務(wù)的完成現(xiàn)狀，并進(jìn)行小組討論，總結(jié)課題進(jìn)展情況，提出課題實(shí)施現(xiàn)階段存在的問題。

2014年4月，繼續(xù)完成明長(zhǎng)城沿線地區(qū)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，并對(duì)所收集的明長(zhǎng)城沿線地區(qū)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理。

2014年5月，召開課題組成員會(huì)議，制定田野考察計(jì)劃，經(jīng)討論，選擇明長(zhǎng)城分布較多的地區(qū)進(jìn)行田野考察，深入了解當(dāng)?shù)胤俏镔|(zhì)文化遺產(chǎn)傳承發(fā)展情況及保護(hù)現(xiàn)狀。

2014年6月，課題組成員前往河北省秦皇島市考察明長(zhǎng)城沿線地非遺存續(xù)狀態(tài)。課題組選取了秦皇島市明長(zhǎng)城主要分布的昌黎縣、撫寧縣及山海關(guān)區(qū)等區(qū)縣，通過實(shí)地走訪、采訪項(xiàng)目代表性傳承人等方式，了解當(dāng)?shù)胤沁z傳承保護(hù)情況。

?子課題4線性文化遺產(chǎn)知識(shí)庫(kù)構(gòu)建和基于內(nèi)容的檢索技術(shù)開發(fā)

在前面課題研究的基礎(chǔ)上，對(duì)信息進(jìn)行分析、研究、展示提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)是多源、異構(gòu)和海量的，即這些信息包含有結(jié)構(gòu)化的信息，如數(shù)據(jù)庫(kù)條目，又有二進(jìn)制、無結(jié)構(gòu)的文檔如文字、圖像，甚至還有視頻資料。這些信息之間存在復(fù)雜的關(guān)系，人們很難將這些信息進(jìn)行有效檢索和利用，其中的內(nèi)容和信息需要語(yǔ)義聚合，形成相應(yīng)的知識(shí)，才能為計(jì)算機(jī)所處理，進(jìn)而供人類使用。

隨著搜索引擎技術(shù)的不斷發(fā)展，使得在構(gòu)建領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)（Domain Database，如本項(xiàng)目中的各種數(shù)據(jù)庫(kù)）時(shí)，除了傳統(tǒng)的基于字段的查詢之外，在檢索技術(shù)中加入基于內(nèi)容的檢索，檢索性涵蓋了無結(jié)構(gòu)的文字，甚至圖像和視頻。從而使得像本項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫(kù)中可以包含除結(jié)構(gòu)化字段外，半結(jié)構(gòu)化的存儲(chǔ)口述史文字、田野普查文字記錄、歷史文檔的數(shù)字化版本、照片，視頻等內(nèi)容。對(duì)這些非結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的檢索，可以采用基于內(nèi)容的檢索方式來進(jìn)行。

基于內(nèi)容的圖像檢索（CBIR）和視頻檢索（CBVR）技術(shù)等，這些技術(shù)的一大特點(diǎn)就是不用或者減少人工文字（關(guān)鍵詞）標(biāo)注。這樣的工作如能成果實(shí)現(xiàn)將對(duì)本系統(tǒng)的信息檢索會(huì)非常有價(jià)值。

為此，調(diào)研了多國(guó)科研機(jī)構(gòu)與公司陸續(xù)推出的多媒體素材搜索和挖掘系統(tǒng)，這些系統(tǒng)如IBM的QBIC、Columbia大學(xué)的VisualSEEK、MIT媒體實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的PhotoBook、UIUC開發(fā)MARS、Nogoya大學(xué)開發(fā)Sketch Database系、新加坡國(guó)立大學(xué)開發(fā)的CORE、IBM的CueVideo、CMU開發(fā)的informedia等，已開始在眾多領(lǐng)域如醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)等得到應(yīng)用。

在后續(xù)的工作中將現(xiàn)代信息技術(shù)，如文本挖掘技術(shù)、圖像和視頻特征抽取、分類技術(shù)、跨媒體搜索、多模態(tài)媒體信息融合等技術(shù)應(yīng)用于線性文化遺產(chǎn)信息中，實(shí)現(xiàn)不同模態(tài)信息包括文本、圖像、語(yǔ)音、視頻、幾何信息等的融合，可以對(duì)待考信息進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)證，也為某些缺失文化遺產(chǎn)屬性信息的確定提供技術(shù)支撐。

?子課題5線性文化遺產(chǎn)時(shí)空可視分析技術(shù)與決策支持系統(tǒng)開發(fā)

本課題組成員通過討論分析進(jìn)一步凝練了本課題的研究目標(biāo)與內(nèi)容：

1. 在文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)的背景下，分析長(zhǎng)城作為線性遺產(chǎn)的特征，基于數(shù)據(jù)挖掘，可視分析知識(shí)，摸索分析長(zhǎng)城遺產(chǎn)數(shù)據(jù)的方法，通過信息聚類分析及可視化設(shè)計(jì)，遵循目前使用的領(lǐng)域方法，為長(zhǎng)城研究領(lǐng)域?qū)＜业墓ぷ魈峁┬畔�檢索、分析及假設(shè)驗(yàn)證的工具。

2. 將時(shí)間、地理學(xué)中的時(shí)空路徑、時(shí)空棱柱概念引入長(zhǎng)城遺產(chǎn)的時(shí)空演化分析，通過構(gòu)建時(shí)空路徑和時(shí)空棱柱對(duì)長(zhǎng)城防御體系的時(shí)空演化構(gòu)建可視化分析的信息系統(tǒng)。

3. 構(gòu)建長(zhǎng)城線性文化遺產(chǎn)地的可視化信息技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)，有效地存儲(chǔ)、管理、查詢長(zhǎng)城資源普查的信息數(shù)據(jù)。

4. 在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提供挖掘信息背后隱藏規(guī)律的系統(tǒng)工具，從而為專家和決策者為決策者提供研究手段和決策依據(jù)，幫助制定科學(xué)合理的預(yù)防性保護(hù)和管理目標(biāo)等保護(hù)策略。

5. 推動(dòng)基于現(xiàn)代信息技術(shù)支撐下文化遺產(chǎn)探源技術(shù)的發(fā)展，提高我國(guó)文化遺產(chǎn)保護(hù)和研究水平，最終為我國(guó)的世界線性文化遺產(chǎn)地預(yù)防性保護(hù)和科學(xué)化管理提供理論支撐、方法指導(dǎo)、工具支持和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

課題5開展研究工作目前的進(jìn)展情況：

1. 本課題與課題1、課題2組間進(jìn)行了多次討論，從該課題組獲取了大量關(guān)于長(zhǎng)城研究的文獻(xiàn)和成果，如：《明遼東鎮(zhèn)軍事聚落分布及防御變遷》《中國(guó)長(zhǎng)城志卷六邊鎮(zhèn)堡寨關(guān)隘》等，這些內(nèi)容為可視化提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2. 為了完成課題研究，課題組成員在統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖形學(xué)（Computer Graphics）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining)、人機(jī)交互等領(lǐng)域分別進(jìn)行了系統(tǒng)的知識(shí)學(xué)習(xí)及文獻(xiàn)研究。在此基礎(chǔ)上開展了下列工作。

①將半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；

采用數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)規(guī)范化檢查、虛擬表定義、分段導(dǎo)入和表格定制等策略解決關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與Word表格之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。

Eg. 大同鎮(zhèn)城：

城池地理位置：大同鎮(zhèn)城大同城，位于桑干河與十里河交匯處，西、南、北三面環(huán)山，東臨御河，同時(shí)地處山西、京師與內(nèi)蒙古交通要道上，軍事與商業(yè)上的地理位置均十分重要。明時(shí)城內(nèi)官兵13.5萬人，馬騾5.1萬頭，為駐守重兵之地。

城池空間結(jié)構(gòu)：洪武五年（1372）徐達(dá)將原來的土城加以整修并砌磚，城呈正方形，周12.6里（7405.2 米），高4丈2尺，四面各開一門，主干道正對(duì)城門呈十字形。轉(zhuǎn)換為：

②對(duì)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)做相關(guān)性分析、聚類分析等；

長(zhǎng)城作為線性遺產(chǎn)的特征，主題繁瑣交錯(cuò)，涉及的信息量巨大，將整理好的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，提煉數(shù)據(jù)間的相關(guān)性系數(shù)、潛在規(guī)律、特點(diǎn)等。具體分為了長(zhǎng)城工程建筑、長(zhǎng)城公共建筑、地理環(huán)境、軍事聚落、歷史事件等部分。下圖為分析表格的局部截圖。

詳細(xì)分析結(jié)果見附件

3.根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)分析的結(jié)果設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)可視分析框架。

①時(shí)間信息軸與行政區(qū)域的可視化設(shè)計(jì)

因長(zhǎng)城遺產(chǎn)地的時(shí)間跨度很長(zhǎng)，用不同顏色標(biāo)注不同的時(shí)間點(diǎn)劃分，將時(shí)間軸設(shè)計(jì)為可拉伸形態(tài)，在歷史全貌與特定時(shí)間段之間實(shí)現(xiàn)過渡轉(zhuǎn)換，同時(shí)將歷史事件與時(shí)間、長(zhǎng)城建筑與時(shí)間分別建立關(guān)聯(lián)，提供特定時(shí)間點(diǎn)搜索。

②空間、地貌與行政區(qū)域的可視化

空間問題涉及了地理信息坐標(biāo)（空間位置），地形地貌信息（空間形態(tài)），也不可或缺的涉及到了行政區(qū)域的劃分與變遷（空間聯(lián)系）。此處旨在探討一種能夠有效可視化呈現(xiàn)，并結(jié)合有效信息檢索的技術(shù)方法。將區(qū)域、地貌、地理做了高度關(guān)聯(lián)，結(jié)合線性遺產(chǎn)地的特征，設(shè)計(jì)為拖拉伸展的形式，既可以全盤瀏覽全部，也可以拖拽至特定區(qū)域?yàn)g覽局部信息。

③采用多視圖可視化提供用戶交互界面

在復(fù)雜的信息可視化環(huán)境中，采用清單、字段搜索作為輔助導(dǎo)航工具，采用多視圖的交互界面，合理規(guī)劃功能區(qū)域，以及不同類型信息的上下文關(guān)聯(lián)，做到主次分明，令用戶最為直觀、快捷、有效地使用本系統(tǒng)。

二、調(diào)查研究及學(xué)術(shù)交流情況

1、2013年12月課題組參加了中國(guó)長(zhǎng)城志年會(huì)，與董耀會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、王子今、曹大為等長(zhǎng)城研究專家探討了相關(guān)學(xué)術(shù)問題，與本課題相關(guān)的有長(zhǎng)城秩序帶認(rèn)識(shí)、防御體系的層級(jí)性、軍事聚落的空間分布等。

2、2014年2月至3月，課題組與中國(guó)長(zhǎng)城學(xué)會(huì)、中國(guó)長(zhǎng)城志編輯部展開《中國(guó)長(zhǎng)城志卷六》的集中寫作工作，完成了古籍史料、今人論著、年鑒志書等相關(guān)資料的匯總、整理，6月份完成了相關(guān)大量圖片的整理和參考文獻(xiàn)校對(duì)工作�！吨袊�(guó)長(zhǎng)城志卷六》是開始于2019年1月，是本課題申請(qǐng)的基礎(chǔ)，將于本年6月份結(jié)束，寫作當(dāng)中積累的資料、大量實(shí)地調(diào)研收集的最新信息是本課題展開全面深入研究的支撐，也是本課題研究的一部分。

3、2013年11月，子課題2負(fù)責(zé)人李嚴(yán)參加?xùn)|南大學(xué)建筑學(xué)院主辦的第十屆傳統(tǒng)民居理論國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)，并作題為“明長(zhǎng)城軍事聚落研究”的學(xué)術(shù)報(bào)告，匯報(bào)了明長(zhǎng)城研究的最新進(jìn)展。

4、2013年8月韓國(guó)國(guó)家科學(xué)院KAIST文化技術(shù)大學(xué)院的項(xiàng)目組成員到訪天津，就數(shù)字化技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了深入交流討論，該小組介紹了受國(guó)立中央博物館委托，于近期完成的韓國(guó)世界文化遺產(chǎn)石窟庵的具體保護(hù)工作及完成的相應(yīng)成果，以及越南皇城數(shù)字化項(xiàng)目和世界文化遺產(chǎn)地虎圈的數(shù)字化場(chǎng)景復(fù)原再現(xiàn)的工作情況。

三、研究中存在的主要問題，改進(jìn)措施

子課題2明長(zhǎng)城GIS數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)需要對(duì)大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、統(tǒng)計(jì)和分析，數(shù)據(jù)運(yùn)算量較大，一般計(jì)算機(jī)難以滿足穩(wěn)定數(shù)據(jù)運(yùn)算的需要，課題組特配置專業(yè)型工作站，滿足數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的需要。課題組已建設(shè)基于2011協(xié)同創(chuàng)新中心的網(wǎng)站，并計(jì)劃將此數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接在網(wǎng)站之下，為滿足快速數(shù)據(jù)讀取的需求，課題組目前已完成服務(wù)器和光纜配置和安裝。在硬件設(shè)施完善之后將步入數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的快速階段。

子課題3在課題開展過程中，課題組成員也遇到了一些問題，如:

所需數(shù)據(jù)規(guī)模較大，資料搜集存在困難。按照課題實(shí)施計(jì)劃，課題組成員需根據(jù)國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)四級(jí)名錄體系，對(duì)明長(zhǎng)城途徑地區(qū)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)規(guī)模較大，同時(shí)，許多地區(qū)的市級(jí)與縣級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄查找不易，給課題實(shí)施增加了難度。

明長(zhǎng)城途經(jīng)地區(qū)較多，跨度大，課題完成時(shí)間相對(duì)有限。明長(zhǎng)城途經(jīng)遼寧、河北、北京、天津、內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏、青海、甘肅等10多個(gè)省份，要對(duì)這些地區(qū)的非遺存續(xù)狀況進(jìn)行考察，需要較長(zhǎng)的時(shí)間。

子課題5需要一些前期研究的結(jié)果作為基礎(chǔ)，因此本課題在后期的工作時(shí)間壓力可能會(huì)比較大，因此需要盡量將可視分析技術(shù)部分的工作及系統(tǒng)設(shè)計(jì)及早完成。交叉開展的工作部分需多與他課題組進(jìn)行深入交流。.

注：2010年立項(xiàng)的重大項(xiàng)目主要填寫2012年6月以來的研究進(jìn)展情況。

二、研究成果情況

1、代表性成果簡(jiǎn)介

（1）基于Voronoi圖的明代長(zhǎng)城軍事防御聚落空間分布

軍事聚落空間分布的探析是子課題1和子課題2的重要研究?jī)?nèi)容，此成果已整理成學(xué)術(shù)論文發(fā)表在核心期刊上，文章基于明代長(zhǎng)城軍事防御聚落生成Voronoi圖，采用變異系數(shù)、最鄰近點(diǎn)指數(shù)以及ＧＩＳ的密度制圖和地理統(tǒng)計(jì)分析等方法，從宏觀和微觀層面，分析軍事防御聚落的空間分布特征，證實(shí)其存在明確和復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步分析地理環(huán)境和戰(zhàn)略地位對(duì)空間布局的影響。

目前，聚落研究領(lǐng)域廣泛采用地理學(xué)分析軟件和多種數(shù)學(xué)方法以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確量化研究。研究將聚落群視為空間點(diǎn)集目標(biāo)，分析其空間分布特征、歷史演進(jìn)以及動(dòng)態(tài)變遷等問題，而點(diǎn)集空間分布的研究方法主要涉及變異系數(shù)、最近鄰點(diǎn)指數(shù)、柯爾摩哥夫－史密爾諾夫公式和羅倫茲曲線等．基于這些有效工具，學(xué)者在聚落考古和現(xiàn)代城鎮(zhèn)聚落等方面進(jìn)行了精確的量化研究。聚落考古方面，對(duì)中原地區(qū)、兩河等流域、山東等人類文明主要聚落遺址的空間分布、文化特征和歷史演化開展了深入研究；現(xiàn)代城鎮(zhèn)聚落方面，就城鎮(zhèn)體系和農(nóng)村聚落的空間布局、土地利用、規(guī)模分布、時(shí)空演化等問題進(jìn)行了廣泛探索。然而，研究工作普遍存在過于側(cè)重一般性聚落及熱點(diǎn)領(lǐng)域的問題，忽視了對(duì)某些特定功能類型聚落的深入關(guān)注，致使其研究長(zhǎng)期停滯不前．本文基于Voronoi圖，采用變異系數(shù)（ＣＶ）、最鄰近點(diǎn)指數(shù)以及ＧＩＳ的密度制圖等分析工具，研究明代長(zhǎng)城軍事防御聚落的空間分布特征，分析地理環(huán)境和戰(zhàn)略地位等因素對(duì)其空間分布的影響。見下圖

結(jié)論：明長(zhǎng)城軍事防御聚落布局呈現(xiàn)明確、復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)．其宏觀布局以北京為中心，不同層次聚落密度梯度由近及遠(yuǎn)遞減；而微觀布局則呈以長(zhǎng)城為線性目標(biāo)的層狀聚集形態(tài)，且聚落密度梯度趨向長(zhǎng)城遞增。２種尺度下，聚落分布的密度梯度呈反方向變化，形成復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)。同時(shí)，聚落分布與所處地理環(huán)境密切關(guān)聯(lián)，山巒溝谷地形加密聚落原規(guī)劃布局，平緩地形則有助于保持原規(guī)劃狀態(tài)；而沿線聚落布局則與地形要素———溝谷孔道高度相關(guān)。軍防聚落以其復(fù)雜的層狀結(jié)構(gòu)，與長(zhǎng)城本體共同組成層次豐富、連同協(xié)動(dòng)的系統(tǒng)防御整體，在明朝２００多年的進(jìn)程中有效實(shí)現(xiàn)了保家衛(wèi)國(guó)、拓疆實(shí)邊的歷史功能，并以其無與倫比的浩大規(guī)模、壯美身姿以及豐富文化價(jià)值，成為中華民族的象征和人類文明的偉大奇跡。

（2）基于GIS的明代長(zhǎng)城邊防圖集地圖道路復(fù)原——以大同鎮(zhèn)為例

古地圖道路復(fù)原是長(zhǎng)城防御體系驛路交通系統(tǒng)研究的關(guān)鍵科學(xué)問題，課題組基于實(shí)地調(diào)研成果，借助GIS技術(shù)進(jìn)行復(fù)原研究，此項(xiàng)研究將對(duì)長(zhǎng)城文化遺產(chǎn)整體性原真性研究有重要科學(xué)價(jià)值。以往研究已對(duì)長(zhǎng)城墻體和點(diǎn)狀分布的軍事聚落有空間分布的規(guī)律的把握和揭示，但各軍事聚落之間的連接，即烽傳驛遞系統(tǒng)，是往來策應(yīng)、傳遞軍情、后勤給養(yǎng)的生命線，也是整個(gè)明長(zhǎng)城系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容，因資料匱乏，遺存較差而難以找到歷史真實(shí)位置。此項(xiàng)研究已撰寫成期刊論文發(fā)表在核心期刊上。

文章基于ＧＩＳ的表面成本和最短路徑分析，以明代長(zhǎng)城邊防圖集為依據(jù)，計(jì)算并繪制明長(zhǎng)城軍事防御聚落——大同鎮(zhèn)的道路圖，復(fù)原其空間布局、交通網(wǎng)絡(luò)和驛傳通行等信息，并論證ＧＩＳ用于復(fù)原古代道路的可行性。同時(shí)，基于道路圖初步分析大同鎮(zhèn)的防御機(jī)制。

（3）明長(zhǎng)城軍堡形態(tài)規(guī)制研究與比較 ——以西北地區(qū)為例

軍堡形態(tài)規(guī)制研究是子課題1中“從建筑學(xué)角度對(duì)各層次軍事聚落和防御工事的典型實(shí)例研究”的專題研究，作者結(jié)合西北大同、榆林、寧夏、固原四鎮(zhèn)以往實(shí)地考查和研究成果展開比較研究。

文章首先從總體上分析了明長(zhǎng)城防御體系的總體概況，并重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析西北四鎮(zhèn)大同鎮(zhèn)、延綏鎮(zhèn)、寧夏鎮(zhèn)和固原鎮(zhèn)修建規(guī)模、軍堡數(shù)量和修建時(shí)間等因素。

其次，從社會(huì)學(xué)層面的詳細(xì)闡釋明長(zhǎng)城防御體系在建設(shè)和使用過程中的內(nèi)部管理模式，分析軍堡的制度分級(jí)以及各層級(jí)之間的相互作用，結(jié)合延綏鎮(zhèn)具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析明長(zhǎng)城軍堡的管理組織以及軍屯軍戶的組織管理狀況，并詳述長(zhǎng)城沿線西北四鎮(zhèn)馬市的起源與發(fā)展。

再次，以大同鎮(zhèn)為例統(tǒng)計(jì)分析軍堡的平面布局、建筑特征，從建筑學(xué)層面詳細(xì)分析軍堡的形態(tài)規(guī)制，并試圖總結(jié)其建造規(guī)律。文章最后對(duì)明長(zhǎng)城西北四鎮(zhèn)各級(jí)軍堡保存現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，簡(jiǎn)要分析其發(fā)展成因，找到明代軍堡等級(jí)與現(xiàn)在城市行政區(qū)劃之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分析明長(zhǎng)城軍堡遭到破壞的各方面原因，并提出相關(guān)保護(hù)規(guī)劃建議。以下是相關(guān)圖表。

（4）明遼東鎮(zhèn)軍事聚落分布及防御變遷

遼東鎮(zhèn)軍事聚落分布研究是子課題1的重要內(nèi)容，以往研究中已對(duì)其他六鎮(zhèn)有了專題研究，遼東鎮(zhèn)、寧夏鎮(zhèn)和固原鎮(zhèn)是專題研究的最后三鎮(zhèn)，本篇畢業(yè)論文是遼東鎮(zhèn)專題，寧夏鎮(zhèn)和固原鎮(zhèn)專題將在年底完成。

遼東鎮(zhèn)是明代九邊長(zhǎng)城防御體系的最東端，為九鎮(zhèn)之始。作為“寧國(guó)首疆”、“京師左臂”的明代重要軍鎮(zhèn)，亦是東北亞地緣政治格局之下華夏邊緣的核心邊疆，軍事地位尤為重要。自洪武初期經(jīng)營(yíng)，遼東地區(qū)的軍事防御系統(tǒng)和聚落建置就一直受到朝廷的重視，形成了有史以來最具高度完整性的軍事聚落及其防御體系。研究?jī)?nèi)容涵蓋軍事管理組織層面、軍事聚落層級(jí)結(jié)構(gòu)和各級(jí)聚落設(shè)施實(shí)體，在特定的地緣關(guān)系和軍政制度背景之下發(fā)展的聚落層次多義性及其層次之下200余個(gè)城堡關(guān)驛的分布和歷史變遷規(guī)律是本文關(guān)注的重點(diǎn)。厘清這一體系層次，考證聚落空間分布并標(biāo)繪軍堡空間今地分布圖，揭示遼東鎮(zhèn)軍事聚落整體結(jié)構(gòu)特征，是從綜合學(xué)科角度對(duì)明代遼東軍事聚落的全面研究。

本文以明遼東鎮(zhèn)這一時(shí)空之區(qū)劃為界，以軍事聚落為研究對(duì)象，從整體視角梳理空間分布及其歷史發(fā)展脈絡(luò)和演變過程，系統(tǒng)構(gòu)筑其整體結(jié)構(gòu)，分析其成因及變化的內(nèi)在聯(lián)系。首先，對(duì)明代東北亞地緣政治格局關(guān)系進(jìn)行討論，明晰遼東鎮(zhèn)長(zhǎng)城邊疆內(nèi)外的地理環(huán)境、軍事情勢(shì)；再通過對(duì)軍政背景的整理，架構(gòu)出遼東軍事聚落的建置體系，進(jìn)一步明確社會(huì)關(guān)系構(gòu)成特點(diǎn)。

研究通過共時(shí)性防御系統(tǒng)內(nèi)空間分布和歷時(shí)性歷史變遷縱向比較的方法，從規(guī)劃布局的角度對(duì)邏輯層次和空間規(guī)律進(jìn)行分析歸納，并進(jìn)一步對(duì)明遼東軍事聚落系統(tǒng)的歷史變遷機(jī)制做更深層次的分析和提煉；最后，著重因借“長(zhǎng)城軍事聚落秩序帶”的概念，分析其在遼東鎮(zhèn)不同聚落層面的秩序性特點(diǎn)，從而揭示影響遼東鎮(zhèn)軍事聚落秩序的諸多物質(zhì)或非物質(zhì)因素。

附：遼東驛路系統(tǒng)圖

注：2010年立項(xiàng)的重大項(xiàng)目主要填寫2012年6月以來的研究成果情況。

序號(hào)	成果名稱	作者	成果形式	刊物名或出版社、刊發(fā)或出版時(shí)間	字?jǐn)?shù)	轉(zhuǎn)載、引用、獲獎(jiǎng)等情況
1	《基于GIS的清代內(nèi)蒙古地區(qū)城鎮(zhèn)時(shí)空演變特征研究》	張玉坤、張昊雁	期刊論文	《干旱區(qū)資源與環(huán)境》（錄用）	4000
2	論金長(zhǎng)城的整體空間布局與京都位置的關(guān)系	解丹	期刊論文	《城市規(guī)劃》2014年第4期，70-73	3500
3	基于Voronoi圖的明代長(zhǎng)城軍事防御聚落空間分布	曹迎春，張玉坤	期刊論文	《河北大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第2期，129-136	4000
4	基于GIS的明代長(zhǎng)城邊防圖集地圖道路復(fù)原——以大同鎮(zhèn)為例	曹迎春，張玉坤，張昊雁	期刊論文	《河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第2期，138-144	4000
5	明代長(zhǎng)城沿線明蒙互市貿(mào)易市場(chǎng)空間布局探析	范熙晅，張玉坤	期刊論文	《城市規(guī)劃》（錄用）	5000
6	明長(zhǎng)城軍事聚落研究	李嚴(yán)、張玉坤、李哲	會(huì)議論文	中國(guó)民居學(xué)術(shù)研討會(huì)2013年11月	5000
7	明長(zhǎng)城軍堡形態(tài)規(guī)制研究與比較 ——以西北地區(qū)為例	徐凌玉（指導(dǎo)教師：張玉坤）	碩士畢業(yè)論文	2013年12月	10萬字
8	明遼東鎮(zhèn)軍事聚落分布及防御變遷	魏琰琰（指導(dǎo)教師：張玉坤）	博士畢業(yè)論文	2014年6月	20萬字
9	地理因素影響下明薊鎮(zhèn)長(zhǎng)城防御體系研究	郭棟（指導(dǎo)教師：張玉坤）	碩士畢業(yè)論文	2013年12月	10萬字
10	《中國(guó)長(zhǎng)城志卷六邊鎮(zhèn)堡寨關(guān)隘》	主編：張玉坤	書籍	完稿，交付出版社，2014年12月出版	250萬字
11	Thinking Ability Visualization Model based on Wechsler Intelligence Scale for Children	Xinglan Bu,Renming Qiao, Dong Han*	IHMSC 2014會(huì)議	2014年6月錄入通知	4000字	該會(huì)議為EI檢索

課題組供稿