《不可移動文物自然災害風險評估數(shù)據(jù)格式規(guī)范》編制說明

2《不可移動文物自然災害風險評估數(shù)據(jù)格式規(guī)范》1、任務來源：【2023】中科促標字第004號《關于<不可移動文物自然災害風險評估數(shù)據(jù)格式規(guī)范>團體標準予以立項的通知》，項目計劃編號CI2023004。2、項目的制訂背景我國不可移動文物數(shù)量眾多、分布廣泛。絕大部分不可移動文物長期處于露天或半露天環(huán)境，隨時面臨自然災害破壞、損壞甚至毀滅的風險。古老的不可移動文物在嚴重的自然災害面前顯得尤為脆弱，而極端災害又加大了不可移動文物防災抗災的壓力。國家文物局2022年4月發(fā)布了《關于加強極端天氣應對工作的緊急通知》(文物保函〔2022〕309號)，要求密切關注極端天氣發(fā)展，保持高度預警狀態(tài)，與當?shù)貞惫芾?、氣象、自然資源、水利等部門加強協(xié)調溝通，實時組織研判文物博物館單位面臨強降雨、雷暴大風、冰雹、山洪、泥石流等災害的風險。然而，如何研判不可移動文物面臨的災害風險，如何對接氣象、地震、自然資源、水利等部門的多源異構數(shù)據(jù)，進而提出一套適用于文博行業(yè)從業(yè)人員使用的不可移動文物災害風險評估數(shù)據(jù)格式規(guī)范，是文物行業(yè)人員迫切需要解決的問題。本標準的研究與制定，主要有以下三個方面的考慮：(1)確定不可移動文物風險評估數(shù)據(jù)錄入規(guī)則是評估不可移動文物災害風險隱患的前提和基礎。我國不可移動文物種類多，不同類型的不可移動文物因其固有屬性的不同，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也不同，記錄的方式與格式更是多樣。在開展多種自然災害的風險評估時，產(chǎn)生了大量的多源異構數(shù)據(jù)，存在整合難、使用難的問題。創(chuàng)建標準化的數(shù)據(jù)存儲、調用規(guī)則，有助于更好地協(xié)助不可移動文物從業(yè)人員進行數(shù)據(jù)管理，為應對自然災害風險打下堅實的數(shù)據(jù)基礎。(2)標準的研制是為了滿足文物行業(yè)主管部門、科研事業(yè)單位和各級文保單位的職能與訴求。在文物災害風險評估相關工作中，不同的用戶對數(shù)據(jù)使用的尺度、精度和內(nèi)容等需求都不一樣，需要分類分級進行考慮。通過構建不同用戶的數(shù)據(jù)使用流程與框架，有助于更好地協(xié)助文物從業(yè)人員進行數(shù)據(jù)分類，提升不同用戶的數(shù)據(jù)使用效率。3(3)標準的研制可以為建立統(tǒng)一的不可移動文物風險圖管理平臺提供支撐。建立不可移動文物自然災害風險圖管理系統(tǒng)將是不可移動文物防災減災的未來發(fā)展趨勢和重要內(nèi)容。為了將我國不可移動文物災害風險評估數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一平臺進行管理，有必要先行開展災害風險評估數(shù)據(jù)格式規(guī)范的研究?？傊緲藴示幹乒ぷ鞯拈_展，將促進不可移動文物風險評估與管理領域的數(shù)字化轉型，指導我國不可移動文物風險數(shù)據(jù)庫構建與完善，服務不可移動文物自然災害風險管理。同時，標準的制定將規(guī)范各類風險數(shù)據(jù)工作，為現(xiàn)有不可移動文物數(shù)據(jù)的檢測、監(jiān)測提供數(shù)據(jù)庫歸口依據(jù)，進一步推動我國不可移動文物的預防性保護技術的發(fā)展。3.起草單位主編單位為北京工業(yè)大學，主要參編單位包括中國文化遺產(chǎn)研究院、北京師范大學、中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院、北京建筑大學、中國水利水電科學研究院、中冶建筑研究總院有限公司、中國文物信息咨詢中心、天津市城市規(guī)劃設計研究總院有限公司。主要參與人員如下表：姓名專業(yè)職稱工作單位項目分工郭小東結構工程教授北京工業(yè)大學項目負責喬云飛文物保護正高級中國文物信息咨詢中心項目編制咨詢李宏松文物保護正高級中國文化遺產(chǎn)研究院項目編制咨詢?nèi)f金紅高級工程師中國水利水電科學研究院章節(jié)負責人宮阿都資源環(huán)境副教授北京師范大學章節(jié)負責人陳富龍遙感科學與技術研究員中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院章節(jié)負責人吳婧姝結構工程高級工程師中冶建筑研究總院有限司章節(jié)負責人鄧揚結構抗震教授北京建筑大學章節(jié)負責人王志濤防災減災工程副教授北京工業(yè)大學章節(jié)負責人王威防災減災工程副教授北京工業(yè)大學章節(jié)負責人蘇航計算機技術講師北京工業(yè)大學章節(jié)負責人李剛計算機技術正高級工程師天津市城市規(guī)劃設計研究總院有限公司章節(jié)負責人4姓名專業(yè)職稱工作單位項目分工邢曉旭計算機技術高級工程師天津市城市規(guī)劃設計研究總院有限公司章節(jié)負責人費智濤城市規(guī)劃博士生北京工業(yè)大學項目秘書4.編制過程說明4.1起草階段2022年9月-11月，成立標準編制工作組，確定了標準的編制單位和編制人員構成。制訂了標準編制大綱和工作計劃。編制工作組重點討論了標準的章節(jié)目錄安排和編制任務的分配，提出了相關建議和意見。標準編制組在學習編制標準的規(guī)定和標準化文件，收集和分析國內(nèi)外有關標準規(guī)范和文獻資料的基礎上，經(jīng)過充分溝通和討論，形成了標準草案。2022年12月，標準編制組按照任務分工完成了各自章節(jié)標準討論稿的初稿編寫，并提交主編單位匯總成標準討論稿。主編單位對討論稿進行了認真修改，并撰寫了編制說明。2023年1月6日，本標準成功立項。隨后編制組專家對標準討論稿進行了內(nèi)部討論，形成標準征求意見稿和編制說明。4.2征求意見階段2023年2月，標準交由中國國際科技促進會標準化工作委員會通過全國團體標準信息平臺面向全社會進行公開征求意見。4.3審查階段4.4報批階段二、標準編制原則、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)，修訂標準時，還包括修訂前后的對比1.標準的編寫原則本標準在編制過程中嚴格按照GB/T1.12020《標準化工作導則第一部分：標準的結構和編寫規(guī)則》的要求進行編寫。標準編制的主要原則如下：(1)符合法律和行政法規(guī)的規(guī)定。貫徹執(zhí)行國家的技術、經(jīng)濟政策，密切結合自然條件，合理利用資源，做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用。以行之有效的生產(chǎn)建設經(jīng)驗和科技綜合成果為依據(jù)。結合國情，積極采用國內(nèi)外先進標準和先進技術，既要先進科學又要具有可操作性。(2)以不可移動文物的特點、主要致災因子特點和我國對文物保護、安全防范等方5面工作的要求為編寫基礎。(3)按國家標準管理部門的“先入為主”原則，在編制時除我國不可移動文物特點的內(nèi)容之外，應最大限度地與其它相關法律法規(guī)及國標協(xié)調一致，避免重復或矛盾。(4)既要符合國家標準要求的表達方式，又要適應行業(yè)內(nèi)所熟悉的表達方式。(5)內(nèi)容文字應嚴謹規(guī)范，同時應注意保留傳統(tǒng)的專業(yè)用語。(6)與文物部門現(xiàn)行的管理方式和規(guī)范性文件中使用的概念和習慣用語盡量保持一致。致2.本標準編制依據(jù)確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)包括兩個方面：一是確定本標準給誰用、在哪兒用、干什么用。本標準將適用于不可移動文物行業(yè)主管部門、科研事業(yè)單位和各級文保單位在不可移動文物風險識別、風險評估和各類預防性保護決策管理等方面工作，涉及多尺度多源異構數(shù)據(jù)的錄入、調用、更新和各類數(shù)據(jù)管理規(guī)則，將為不可移動文物自然災害風險評估的數(shù)據(jù)集成化、信息多元化提供依據(jù)和指導。二是參考國內(nèi)外相關數(shù)據(jù)格式標準的內(nèi)容框架。不少國家和國際性組織已經(jīng)發(fā)布實施了數(shù)據(jù)標準，并開發(fā)了許多數(shù)據(jù)操作工具。例如美國國家航空和宇宙航行局(NASA)的DIF(DirectoryInterchangeFormat)標準；美國國際地球科學信息網(wǎng)絡中心(CIESIN)的元數(shù)據(jù)標準；澳大利亞、新西蘭元數(shù)據(jù)核心元素標準；英國Dublin元數(shù)據(jù)核心元素標準；ISO/TC211的元數(shù)據(jù)標準草案等等。國內(nèi)方面，有《地理信息—元數(shù)據(jù)》(ISO15046-15)、《基礎地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù)》(CH/T1007-2001)、《基礎地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定》(GB/T30319)、《地理空間數(shù)據(jù)交換格式》(GB/T17798)、《自然災害分類與代碼》(GB/T28921)、《市級國土空間總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫規(guī)范》(試行)、《氣象衛(wèi)星地面系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)格式規(guī)范》(QX/T208-2019)、《空間三維模型數(shù)據(jù)格式》(T／CAGIS1-2019)等相關行業(yè)或地方標準。國內(nèi)外的這些標準雖然與不可移動文物自然災害風險評估的工作并無關聯(lián)，但其內(nèi)容體系可為本標準的主要內(nèi)容確定提供參考和借鑒。3.制定本標準的基礎編制組北京工業(yè)大學文化遺產(chǎn)保護團隊主要從事文化遺產(chǎn)風險監(jiān)測與安全檢測、災損破壞規(guī)律與機理研究、災害風險實用控制技術研究，團隊現(xiàn)有科研人員15人，其中教授5人，副教授6人。在讀博士和碩士研究生30余人。目前文化遺產(chǎn)保護團隊設有“木結構古建筑安全評估與災害風險控制國家文物局重點科研基地”和北京市重點實驗室“北京市歷史建筑保護工程技術研究中心”，中國古跡遺6址保護協(xié)會文化遺產(chǎn)防災減災專業(yè)委員會掛靠于團隊。實驗條件方面，基地和中心擁有三維激光掃描儀、X熒光能譜儀、非金屬超聲波儀、應力波儀、阻抗儀、FARO機械臂等檢測及監(jiān)測設備140余臺，可以支持開展結構監(jiān)測、檢測、靜力、擬動力和災害仿真模擬等全套實驗。針對歷史建筑面臨的各種風險和危害，研究團隊致力于在信息采集與數(shù)據(jù)庫、檢測監(jiān)測與安全診斷、加固修繕與災害防護三個相互支撐的關鍵環(huán)節(jié)和領域進行技術研發(fā)和成果轉化。中心通過先進技術探索全面獲取、保存原有珍貴歷史信息，科學檢測病害、殘損狀況，有效評估歷史建筑安全，實現(xiàn)實時監(jiān)測、常規(guī)檢測、預防災害的方法和途徑，希望免除或減輕歷史建筑造成安全威脅的因素，確定科學合理修繕方案，滿足北京市歷史建筑保護工程技術需求的目的，引領中國特色的歷史建筑科技保護事業(yè)的發(fā)展?？蒲谐晒矫?，項目申請團隊近5年承擔本領域的科研項目有72項，科研總經(jīng)費超過4300萬元?！笆濉逼陂g，團隊負責了國家重點研發(fā)計劃課題“不可移動文物自然災害風險圖構建方法研究”、國家科技支撐計劃課題“木結構古建筑安全性評價關鍵技術研究”，參與了國家科技支撐計劃課題“世界文化遺產(chǎn)地風險管理和決策支持系統(tǒng)研發(fā)與集成示范”的研究，為標準的編制積累了豐富的科研成果。團隊已發(fā)表論文200余篇，獲得專利10項，軟件著作權5項，主持編制了文物行業(yè)標準《古建筑結構安全監(jiān)測技術規(guī)范》、CECS《古建筑木結構檢測技術標準》、《木結構古建筑安全性鑒定技術規(guī)范》、《木結構古建筑抗震鑒定標準》，參與了文物行業(yè)標準《文物抗震-近現(xiàn)代文物建筑評估規(guī)范》、《近現(xiàn)代文物建筑結構安全監(jiān)測技術規(guī)范》、地方標準《文物建筑抗震鑒定技術規(guī)范》、《古建筑木結構現(xiàn)場勘查技術規(guī)范》、《古建筑磚石結構現(xiàn)場勘查技術規(guī)范》，CECS標準《古建筑結構監(jiān)測系統(tǒng)設計標準》的編制工作。這些標準編制工作為本項目的順利開展積累了豐富的經(jīng)驗和良好的基礎。4.主要內(nèi)容為了體現(xiàn)標準在不可移動文物自然災害風險評估數(shù)據(jù)格式的具體要求，針對標準涉及的范圍、術語進行了規(guī)定，明確了文物脆弱性數(shù)據(jù)和致災因子、孕災環(huán)境數(shù)據(jù)的結構、元屬性、格式和管理要求，以及數(shù)據(jù)編寫、錄入和處理要求。(1)在“4基本要求”中主要規(guī)定了數(shù)據(jù)編碼的命名規(guī)則，數(shù)據(jù)建設和使用應遵循的基本原則和相關要求。其中“4.2”細化了數(shù)據(jù)屬性表命名唯一性、屬性字段值類型要(2)不可移動文物自然災害風險評估在使用、生產(chǎn)全流程都涉及異構數(shù)據(jù)類型，專門設置了“5數(shù)據(jù)結構”明確基礎地理信息、承災體基本信息、致災因子信息、孕災環(huán)境7信息、承災體脆弱性信息和風險評估結果信息各類數(shù)據(jù)的內(nèi)容與關系。(3)為統(tǒng)一不可移動文物自然災害風險評估數(shù)據(jù)的內(nèi)容標準，設置了“6數(shù)據(jù)元屬性”，針對在使用、生產(chǎn)全流程涉及的異構數(shù)據(jù)進行歸一化的元屬性描述。包含數(shù)據(jù)標識、中文名稱、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)定義，考慮到風險制圖與表達，將“數(shù)據(jù)約束”納入元屬性標(4)“7數(shù)據(jù)格式”針對不可移動文物自然災害風險評估在使用、生產(chǎn)全流程都涉及的基礎地理信息、承災體基本信息、致災因子信息、孕災環(huán)境信息、承災體脆弱性信息和風險評估結果信息數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)元屬性的規(guī)定。(5)設置“7.2基礎地理信息”明確基礎地理信息數(shù)據(jù)的元屬性要求。(6)設置“7.3承災體基本信息”明確基于文物普查內(nèi)容的承災體基本信息數(shù)據(jù)的元屬性要求。(7)設置“7.4致災因子信息”分別明確了地震、洪澇、大風和地質災害在頻率、概率、強度、規(guī)模等方面的元屬性要求。(8)設置“7.5孕災環(huán)境信息”分別明確了承災體所處在地震、洪澇、大風和地質災害的孕災環(huán)境的元屬性要求。(9)設置“7.6承災體脆弱性信息”分別明確了木結構類古建筑和近現(xiàn)代重要史跡及代表性建筑，砌體結構、磚木結構類古建筑和近現(xiàn)代重要史跡及代表性建筑，石窟寺及石刻，古遺址、古墓葬等不可移動文物在形制、尺寸、構造、材料、力學參數(shù)、病害等方面的元屬性要求。(10)設置“7.7風險評估結果信息”分別明確了不同類型不可移動文物與不同類型災害的風險等級、風險分值數(shù)據(jù)的元屬性要求。(11)設置“8數(shù)據(jù)管理要求”提出不可移動文物信息數(shù)據(jù)交換、上傳下達、動態(tài)管理的要求。5.實際應用效果本標準編制前已經(jīng)完成了國內(nèi)1萬余處不可移動文物的數(shù)據(jù)收集。根據(jù)該標準提出的格式規(guī)范，對收集的數(shù)據(jù)進行了標準化處理，形成了基礎地理信息數(shù)據(jù)庫、承災體基本信息數(shù)據(jù)庫、致災因子信息數(shù)據(jù)庫、孕災環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫、承災體脆弱性信息數(shù)據(jù)庫和風險評估結果數(shù)據(jù)庫。依托該數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了不可移動文物自然災害風險評估系統(tǒng)平臺軟件，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)調入、識別和空間運算功能，目前已經(jīng)完成了多個省市不可移動文物的地震、大風、洪澇災害風險圖制作，已經(jīng)取得了很好的實際應用效果。后續(xù)數(shù)據(jù)庫及風險圖成果8可應用于全國不可移動文物的災害預防性保護工作。三、試驗驗證的分析、綜述報告，技術經(jīng)濟論證，預期的經(jīng)濟效益、社會效該標準編制作為國家重點研發(fā)計劃“不可移動文物自然災害風險評估與應急處置研究”中課題三“不可移動文物自然災害風險圖構建方法”(2019YFC1520800)的一項重要研究內(nèi)容和考核指標，目前已經(jīng)完成了山西、福建兩省1萬余處不可移動文物的數(shù)據(jù)收集。根據(jù)該標準提出的格式指南，對收集的數(shù)據(jù)進行了標準化處理，形成了基礎地理信息數(shù)據(jù)庫、承災體基本信息數(shù)據(jù)庫、致災因子信息數(shù)據(jù)庫、孕災環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫、承災體脆弱性信息數(shù)據(jù)庫和風險評估結果數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫可完全應用于地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺軟件，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)調入、識別和空間運算功能，目前已經(jīng)完成了山西、福建兩省全部登錄不可移動文物的地震、大風、洪澇災害風險圖制作。數(shù)據(jù)庫及風險圖成果已應用于山西、福建兩省不可移動文物的災害預防性保護工作，具有廣闊的應用前景和經(jīng)濟效益。樣機的有關數(shù)據(jù)對比情況本標準是專為規(guī)范我國不可移動文物自然災害風險管理的工作編寫的，沒有對應的國際標準、國外先進標準，國內(nèi)雖然沒有不可移動文物自然災害風險管理領域的數(shù)據(jù)格式標準，但在地理信息技術領域，有一些元數(shù)據(jù)管理方面的標準可供參考，例如《地理信息—元數(shù)據(jù)》(ISO15046-15)、《基礎地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù)》(CH/T1007-2001)、