遗产安全和可持续发展视野下“锁眼”卫星图的利用

霍晓卫，骆 文

（北京清华同衡规划设计研究院有限公司，北京 100085）

引言

文化遗产作为历史文化的物质承载体，总是处在一定的变化之中。导致文化遗产发生变化的动力来自许多方面，其中既包括自然界气候变化、地质灾害、风化侵蚀等的直接威胁，也包括经济社会发展带来的城市开发压力和社会文化变迁潜移默化的影响。

文化遗产的变化是客观存在的，不以人的意志为转移。从某种程度上来说，遗产保护工作的基础使命，就是要在遗产变化的过程中，努力维护遗产安全、促进遗产的可持续发展。归根结底，是在文化遗产变化的过程中，保护其价值的真实性及完整性。

1 遗产安全与可持续发展

1.1 对遗产安全的认识

遗产安全指遗产及其所表征的价值与文化能够在一定程度上留存和呈现，具体表现为遗产价值载体和相关环境信息的完好保存，并且足以体现遗产本身所代表的历史与文化。在实际工作中，遗产保护工作者经常需要处理的与遗产安全相关的情况包括：突发灾害对单体文物的剧烈破坏及灾后修复、对聚落遗产整体风貌的监测评估与动态处理、遗产的科学记录与彻底损毁后的重建等。

1.1.1 单体文物灾后修复

每年的雨季作为洪水、泥石流等自然灾害的高发期，也是文化遗产安全的高度敏感期。突发自然灾害等事件常常对文化遗产造成剧烈的伤害。比如2019年9月12日，江西省吉安市永丰县恩江镇的省级文物保护单位——恩江古桥的一个桥墩突然坍塌，导致两节桥面断裂，长度约10 m。

在这次坍塌事件之后的调研中，北京清华同衡规划设计研究院有限公司（以下简称“清华同衡”）项目组发现桥基所受到的破坏与近些年上下游的采砂活动频繁密切相关。恩江古桥原来的桥基是松木结构，当砂量足够时，可以与松木形成紧密关系，从而确保桥基稳固；而现代采砂活动使江水中含砂量减少，松木暴露，桥基逐渐受到氧化腐蚀，造成其牢固性严重受损（图1）。

图1 恩江大桥桥基受损情况

经过科学评估发现，这种改变很难逆转。即使大力治理采砂活动，重新恢复原始生态，或者往已被腐蚀的松木中填砂，也不能使桥基恢复原样。最终，项目组采用差别化的修复办法：对于北边没有受到强烈毁坏的部分，用咬合式的隔水帷幕来减弱对桥基的冲击；对于南边损毁较为严重的部分，经过技术论证，重新对桥基进行打深桩，修复基础，在其上用旧的材料按照原样进行修复。

1.1.2 遗产的整体风貌监测评估

对于聚落遗产，尤其是原住民依旧生活的聚落遗产，遗产安全的关注范畴还包括风貌变化对遗产价值与文化的损坏。因此，对聚落整体风貌变化的监测和评估尤显重要。

北京市门头沟区斋堂镇爨底下村，是第一批中国传统村落。北京建筑大学曾负责多版爨底下村的保护规划。2019年，清华同衡在新一轮保护规划的编制中，首先对爨底下村多个年份的风貌进行了细致的比较分析。

就总体而言，由于1999年后已经开展了对爨底下村的保护工作，房屋单体保存状况较好，加建情况较少（图2）。但值得注意的是，村落风貌在将近20年间发生了改变，主要在于院落感的丧失。房屋的院子都被加上顶棚以扩大经营面积，满足餐饮、住宿的需求（图3）。这个变化的驱动力是爨底下村稳定增长的旅游业。项目组经过评估分析，提出了风貌细微改善的引导建议。而实际上，对类似的聚落遗产进行持续风貌监测评估与动态干预，是维护这类遗产价值信息安全的必要手段。

图2 爨底下村1999年、2015年及2019年航拍图（上图及左下图来自2015年版《爨底下村古建筑群保护规划》，右下图为李青儒拍摄）

图3 爨底下村院落改造情况（左）及内部照片（右）

1.1.3 遗产的科学记录与重建

遗产安全工作的另一个方面在于如何对已经损毁的遗产进行重建或复建。由于需要尽量恢复遗产所具有的历史文化信息，因此这项工作中最重要的部分在于对历史信息的收集。在实际情况中，历史文化名城中的历史建筑及传统风貌建筑一般缺少完整的记录，一旦损毁后复建工作很难开展。

清华同衡曾经负责云南省迪庆州香格里拉市独克宗古城火灾损毁后的规划设计工作。为了最大限度收集历史信息，项目组搭建基于微信、网站的“香格里拉重生”平台，以微信、网站两种方式，向公众征集不同历史时期、不同地点的影像资料，并在后台与各院落进行匹配，有效支撑了规划编制工作。

在这一过程中，项目组也注意利用此次重建，复原焚毁前已经消失的历史信息。比如通过历史照片收集，得到“铸记商铺”最早作为居住建筑时的历史图像，这个建筑在2012年后变为商业建筑，改造后已丧失部分初始历史面貌。根据这一信息，项目组在设计重建“铸记商铺”时，在保留其商业功能的基础上，也尽可能使建筑本身恢复到作为传统民居时的面貌（图4）。

图4 “铸记商铺”2002年风貌（左）、2012年风貌（中）及建筑立面设计（右）

1.2 对遗产可持续发展的认识

随着社会经济的快速发展，文化遗产本身也处在一个不断变化发展的环境中。文化遗产的保护不可能也不必要通过“标本式”封存来拒绝变化，而应该努力探索如何适应变化，在变化中保持自己原有特色，实现可持续发展。

在保证遗产安全的前提下，遗产可持续发展在国际遗产保护领域也越来越受到重视，从国际古迹遗址理事会（ICOMOS）主题的变化上可见一斑。ICOMOS大会主题前后经历了遗产保护的方法与规范、遗产与社会发展历程、遗产与区域发展以及人文精神4个阶段的主题变化，尤其在ICOMOS第17届及第19届大会科学研讨会上通过的《巴黎宣言》与《德里宣言》中，强调了关注历史文化遗产保护过程中地方经济发展以及社群人文关怀，强调遗产保护与地方及社区的互动是遗产可持续发展的重要方面。

据清华同衡《历史街区再发展的社会经济影响评价指标体系研究》的课题成果，可持续发展具有4个评价维度：社会结构、经济特征、社区建设、社会文化，从这4个角度建立指标体系，可以对历史街区的保护状况进行评估，将其区分为原生态文化街区、原生态居住街区、文化展示街区与文化商业街区4种类型，以进行有针对性的保护工作。

1.2.1 遗产保护本身是可持续发展的组成部分

遗产的可持续发展是地区可持续发展的重要部分。清华同衡遗产中心在《大数据下浙江省历史文化街区保护与利用模式研究》课题的研究过程中发现，街区的价值特色是吸引公众，提高口碑的关键要素，通过采集公众对浙江省各历史文化街区的评价，发现人们的负面评价大多集中在“缺乏独特性”“过度商业化”“缺乏历史文化特色”等方面，由此看出人们对历史文化街区的期待首先是历史文化的可感知性和自身价值的独特性。

1.2.2 社区发展是遗产可持续发展的重要方面

社区发展是遗产可持续发展的重要方面。世界遗产全球战略从1994年的4C（可信度、保护、能力建设、宣传），发展到2007年的5C（可信度、保护、能力建设、宣传、社区），特别添加了“社区”作为战略进行强调。清华同衡在遗产保护的实践中，十分注重对遗产所在社区的帮扶和文化保护。例如在侗寨“申遗”系列活动中，清华同衡遗产中心首倡“火塘计划”。“火塘计划”是以侗族建造技艺这一将物质与非物质文化遗产紧密联系的内容为切入点，组织青年志愿者团队在湖南省通道县高步侗族村落开展保护和实践探索。这一活动获评联合国教科文组织世界遗产中心世界遗产志愿者（UNESCO World Heritage Centre，World Heritage Volunteers，简称“WHV”）项目十周年最佳实践。

1.2.3 遗产保护与旅游的可持续互动

旅游对地方整体发展具有促进作用，文化遗产的可持续旅游是遗产可持续发展的重要内容之一。健康的可持续遗产旅游应包括以下3个方面：

（1）尊重文化遗产。丰富遗产地知识，培育跨文化对话，尊重文化差异性，提高游客体验质量。

（2）响应旅游者的需求和期望。安排旅游者吃、住、行、游、购、娱等多方面体验，为其提供对新鲜事物或回忆的真实体验，并使其获得遗产知识。

（3）给遗产地带来福祉。包括提供就业机会与提高收入，提升基础设施条件，加深遗产地居民对自身文化的了解，帮助维持传统文化，使遗产价值与文化得以传承。

2 遗产安全和可持续发展的实现

在维护遗产安全方面，无论监测、控制变化或灾后复建，需要准确辨识与把握真正属于历史的、有价值的要素。而在遗产可持续发展中，真实性与特色的延续是可持续的关键内容。因此，真实、准确历史信息的获取是实现遗产安全与可持续发展的关键。

2.1 辨识手段与资料

2.1.1 基础图像资料

获取历史信息有许多有效的方法，如搜集方志、文集、笔记等文史材料，进行口述史调研、实地踏勘等。其中，地图由于记录了清晰直观的地理信息，是开展城市保护、城市规划、城市设计等工作极其可贵的基础性资料。

我国古代地图源远流长、类型多样，但绝大多数采用传统方法绘制，示意性较强而精确性不足。

近代地理知识和测绘方法传入初期，在封建统治者的主持之下，也诞生了一系列采用科学测绘手段制作的地图，如《康熙皇舆全览图》《乾隆内府舆图》等，但这些地图作为全国尺度地图，并没有留下城市尺度的具体地理信息。同一时期也出现了“样式雷”烫样及图档等较为精确的图纸，但仅仅针对重要皇家建筑绘制及制作。

到了近代，随着测绘技术的普及，出现了大量采用测绘技术绘制的地图，比如民国版地方志中往往附有当地测绘地图，另外随着近代铁路的修建，在铁路通过的城市也往往留有近代测绘地图。值得一提的是，近代摄影摄像技术诞生后，留下了相当多珍贵的历史影像，这些都是历史城市保护与设计规划工作可以参考的珍贵历史信息。但总体而言，这些近代测绘地图和历史影像的覆盖面非常有限，极难找到中小城市类似的资料。

现代测绘技术不断更新成熟，现代城市规划工作者可以便捷地获取所研究地区的大比例尺测绘地形图、高清航拍图等，现代地理信息从这些图上一目了然。然而，对于历史城市保护工作者来说，经历过高速城市化发展后，现代地图上许多城市的历史信息已经被破坏殆尽，很难凭借现代地图确定传统时代的历史空间信息。

总体而言，古代地图空间信息模糊，近代地图覆盖范围有限，现代地图历史信息消失，长期成为历史城市保护工作者比较“头痛”的问题。

2.1.2 美国“锁眼”计划卫星图

美国“锁眼”（Key Hole）计划卫星图的逐步解密公开，为历史城市保护工作者提供了十分优质的研究基础资料。“锁眼”系列照相侦察卫星是美国20世纪60 年代开始使用的侦察卫星，至今已经发射了270次左右，从 KH1、KH2、KH3 发展到今天的KH12，共12种型号。第一代照相侦察卫星为KH1-6号，属于胶片返回式照相侦察卫星，载有全景相机。名义轨道高度最低为150 km、最高为460 km，影像地面分辨率在140—0.3 m不等[1]。1995年，克林顿总统发布总统令，解密部分照相侦察卫星拍摄的照片，即1960—1972年拍摄的约几万景卫星照片，对应着 KH1-6型号，数据类型为全色波段及少量红外波段，分布范围遍及全球，集中分布在东欧和亚洲大陆，在中国境内也存有大量的数据[3]。长条状推扫式的影像数据存在全景畸变，但一景的范围可覆盖古城及其周边（图5），能够清晰辨识古城的街巷格局和传统肌理。

值得一提的是，根据国家统计局公布的中国城市化率历年统计数据来看，已解密的“锁眼”卫星图时间跨度正处于我国城市化尚未高速发展时期。当时的城市状态十分接近传统时期的状态，“锁眼”卫星照片记录了大量历史的空间信息，其覆盖面十分广泛，许多资料匮乏的中小城市乃至村镇都能找到相应的历史卫星图。

2.2 “锁眼”卫星图在历史城市保护规划中的运用

在城市考古和历史地理的研究中，历史卫星图已经成为常用的基础资料之一。近年来，许多学者逐渐注意到“锁眼”卫星图的价值，并对“锁眼”卫星图的配准、信息提取和分析进行了一定程度的探索[1-7]。作为建立在城市考古和历史地理研究基础之上的规划实践，“锁眼”卫星图对于历史城市保护规划的编制同样重要。“锁眼”卫星图在历史城市保护规划编制中的运用主要表现在以下4个方面。

2.2.1 甄别历史格局

将“锁眼”卫星图与现代卫星图进行比对，可以清晰直观地甄别城市历史格局，如城池形状、山水体系、街巷脉络等。尤其对于形状不规则型城市，从现代地形图上很难判断城墙的准确线位。比如湖南省永州市零陵区，仅根据现代地形图观察很容易产生误会，但若结合“锁眼”卫星图图像，就能清晰识别出传统城市的边界，尤其是城市东北角城墙有一处凸出的地方，这种细节在现代城市中早已难寻痕迹（图6）。同样的例子还有昆明，北边的城墙线位比较复杂，并非与现代城市道路完全重合，需要结合“锁眼”卫星图才能辨识。

“锁眼”卫星图还能应用于甄别文物周边历史格局。比如嘉兴老城外东北的文生修道院，曾经是天主教中国遣使会的唯一总修院，也是我国近代历史上规模最大、功能最齐全的修道院之一。作为全国重点文物保护单位，现留存建筑有一个以建筑保护为重点、形状方正的保护范围和建控地带。据此，地方政府预备在建控地带外进行建设，打造民国风情商业街。然而，若查看“锁眼”卫星图可知，修道院所在片区为嘉兴古城八景“禾墩秋稼”所在地，整体是一片稻禾衬托的地带，修道院与周边稻田景观区恰好被大运河、新开河等水系环绕，与周边城市建设区区分开来。这个完整的景观区域范围要远大于今天确定的国保建控地带范围。

有趣的是，正对着修道院的运河西岸，是运河上有名的杉青闸和落帆亭所在地，这是以前大运河进入城区的门户，船只在此都要落帆等候，故名“落帆亭”。文生修道院正处于这一交通咽喉。修道院本身有一个东西向轴线，“锁眼”卫星图显示运河西岸有一个丝厂，也自觉将其建筑布局与文生修道院的轴线进行了对应（图7）。随着现代城市开发，这些原本充满趣味的环境和区位信息已经大半消失，但在城市更新的关键节点上，仍可选择最大限度尊重历史，给出更贴合历史、富有趣味的设计方案。清华同衡遗产中心在“嘉兴市中心城区历史文化遗存保护利用提升规划”项目中，向地方政府提出了这一片区的设计方案，建议恢复修道院稻禾衬托、水系环绕的整体景观，并与对岸落帆亭片区进行联动。原丝厂所在地虽已更新为现代住宅小区，仍建议从景观上建设一个小广场呼应轴线（图8）。

图5 “锁眼”卫星图下载页面及单幅范围（来自美国地质调查局地球资源观测与科学中心USGS EROS Center网站，以下所有“锁眼”卫星图均来自该网站）

图6 “锁眼”卫星图所示永州市零陵区老城范围（左）与2014版《永州名城保护规划》中古城城垣范围示意（右）对比

图7 “锁眼”卫星图与现代卫星图所见嘉兴文生修道院影像

图8 片区原设计方案（左）与新建议方案（右）

2.2.2 界定历史城市景观片区规模

“锁眼”卫星图还可以辅助界定历史城市景观片区规模。以西藏自治区日喀则市为例，与内地相比，西藏城市的历史图文档案信息尤为缺乏，而从现代城市卫星图上又很难推测出日喀则市的建设发展历程。“锁眼”卫星图的运用，帮助项目组清晰直观地解读出这座城市的空间发展逻辑：宗教信仰中心——扎什伦布寺和政治中心——桑珠孜宗，是城市建立和发展的两大关键要素。围绕这2个中心，城市大致形成2个组团，组团间通过道路连接（图9）。虽有道路连接，但在卫星图拍摄的年代，城市建设尚未延伸到扎什伦布寺周边，因为对于藏民来说，扎什伦布寺周边非常神圣，尽量避免建设，现代这片被填满的区域都是后来用地紧张才逐渐蔓延过来的。基于“锁眼”卫星图像，日喀则市的历史城区范围可以清晰地划定。

就街区尺度而言，邦加孔历史文化街区是日喀则市最重要的街区，2012年版保护规划中对街区范围原本有一个判断，但对照“锁眼”卫星图可以看出，街区南部有一片肌理也比较传统的片区（图10）。项目组对这个片区进行了深入研究，发现这片虽然稍晚形成，但与北边重要的商业建筑——北京商店有密切的联系，直接影响了南边片区的形成，因此最后项目组研究决定将这一片区纳入邦加孔历史文化街区的范围内予以保护。

图9 日喀则市“锁眼”卫星图在划定历史城区范围及梳理空间发展逻辑中的运用

图10 依据“锁眼”卫星图研究扩展街区保护范围

2.2.3 辨识生态人文整体形态

不止历史城市的建筑斑块，城市的生态人文整体形态亦可以通过“锁眼”卫星图进行辨识。仍以西藏自治区日喀则市为例，从“锁眼”卫星图上可以看出，扎什伦布寺东边和宗堡东边原先各有一片深色区域，是历史上林木相对茂盛、有水的区域。这一地区整体水资源非常缺乏，有水的地方十分“金贵”。因此，扎什伦布寺和宗堡实际上是占有了自然环境最佳地带。

扎什伦布寺东边的水域消失不早于卫星图拍摄的20世纪60年代，现状这里有一片棚户区，应该是水域消失之后出现的，现状无论建筑还是环境都乏善可陈。片区目前面临棚户区改造，地方政府拟进行大规模建设。项目组建议借机将历史生态环境进行一定程度的恢复，恢复历史上寺庙建在水域附近的传统。今天的布达拉宫南边和北边实际上都还有水面，可以提供水域面积的有益参考。项目组最终通过精确计算，给出了恢复水面的面积和范围，并考虑了水源供给与景观串联等相关问题（图11）。

图11 以“锁眼”卫星图上信息为参考，局部恢复历史水面

再如承德市避暑山庄狮子沟地段景观整治，历史上狮子沟南边的避暑山庄与狮子沟北边的外八庙实际上是一个有机整体，中间是一条自然河流——狮子沟。但是，现今沿狮子沟修建有一条双向六车道的公路，加上河流干涸、两侧环境退化，进一步割裂了南北两边的联系。

在狮子沟地段景观整治项目设计中，项目组结合“锁眼”卫星图、之前的CAD图、老照片等，确定了历史上旱河的位置和具体轮廓、水岸和砂洲的范围等，成为设计工作的重要基础性参考（图12）。最后，综合运用一系列设计手段弱化道路的“存在感”，通过绿化及环境修复，复原一定的历史信息。

图12 根据“锁眼”卫星图、老地形图、老照片等确定旱河轮廓

2.2.4 认识生态环境的宏观形态

“锁眼”卫星图还能帮助认识更大尺度生态环境的宏观形态。以“南昌市高新区鲤鱼洲白鹤小镇概念规划”项目为例，这个项目所在地是南昌东北角临近鄱阳湖名为五星农场的区域。鄱阳湖现在是亚洲最大越冬候鸟栖息地，白鹤数量占世界总数的98%以上，而鲤鱼洲白鹤小镇冬季栖息白鹤数量约占全球白鹤总数的30%，是观测白鹤距离最近的地方。鲤鱼洲现状基本是大面积农田，是人们于20世纪六七十年代大规模围垦之后的结果，零星分布着一些有价值的传统建筑。而从“锁眼”卫星图上可以看到，在人们围垦改造自然之前，地块原始河道生动有趣，自然的泥沙沉积、河床抬高形成了一些塘地，老的村子都依托河床边高地建设，稍微填土即可（图13）。片区整体景观颇有《滕王阁序》中“鹤汀凫渚，穷岛屿之萦回，桂殿兰宫，即冈峦之体势”的意趣。据此可以推测，当时人们围垦的主要手段是从塘地里把水抽出来，排进鄱阳湖，使得地块变成可以耕种的田地。农垦修堤改变了原始生态和水系，现状农业生产也面临农业用水不足，洪涝灾害风险应对韧性不足，污水处理能力不足等问题。

项目组在规划设计中，首先考虑了历史河道水系的修复。参照“锁眼”卫星图所示原始河道结构，主要采取恢复历史河道，拓宽部分水渠，营造生境水体等措施，唤醒水脉记忆，优化水网结构。加上一系列生态和生境的营造手段，比如模拟鄱阳湖草洲形态，塑造近自然的碟形湖等湿地洲岛，延续鄱阳湖湿地美景（图14）。

图13 “锁眼”卫星图（左）与现代卫星图（右）所见鲤鱼洲影像对比

图14 白鹤小镇水系规划图（左）与生态设计效果图（右）

3 总结

综上所述，在遗产安全和可持续发展的视野下，真实、准确历史信息的获取和历史要素辨识是在绝对的“变化”中保护遗产价值的关键。“锁眼”卫星图作为可靠的历史资料，可以辅助甄别历史城市格局，界定历史城市景观片区规模，辨识生态人文整体形态，认识生态环境的宏观形体等，在历史城市保护与历史城市设计中具有重要的作用。

对比“锁眼”卫星图与今天的城市卫星图，在感慨城市正在“变化”中失去传统特色与美感的同时，也提示我们思考历史城市需要保护和维护的“不变”是什么：历史城市一般具有清晰界定的发展边界与朴素的城市设计组织，与自然环境之间，常常是一种谦逊的、顺势而为的、体现内生逻辑的外在展现。自然环境具有的天然美感并非人工可以取代，其美感恰恰体现在丰富性与一致性以及自然规律的外在形态。这些不仅是宝贵的历史遗存，而且应该是人类城市面向未来的发展观。