《不可移动文物自然灾害风险评估数据格式规范》编制说明

2《不可移动文物自然灾害风险评估数据格式规范》1、任务来源：【2023】中科促标字第004号《关于<不可移动文物自然灾害风险评估数据格式规范>团体标准予以立项的通知》，项目计划编号CI2023004。2、项目的制订背景我国不可移动文物数量众多、分布广泛。绝大部分不可移动文物长期处于露天或半露天环境，随时面临自然灾害破坏、损坏甚至毁灭的风险。古老的不可移动文物在严重的自然灾害面前显得尤为脆弱，而极端灾害又加大了不可移动文物防灾抗灾的压力。国家文物局2022年4月发布了《关于加强极端天气应对工作的紧急通知》(文物保函〔2022〕309号)，要求密切关注极端天气发展，保持高度预警状态，与当地应急管理、气象、自然资源、水利等部门加强协调沟通，实时组织研判文物博物馆单位面临强降雨、雷暴大风、冰雹、山洪、泥石流等灾害的风险。然而，如何研判不可移动文物面临的灾害风险，如何对接气象、地震、自然资源、水利等部门的多源异构数据，进而提出一套适用于文博行业从业人员使用的不可移动文物灾害风险评估数据格式规范，是文物行业人员迫切需要解决的问题。本标准的研究与制定，主要有以下三个方面的考虑：(1)确定不可移动文物风险评估数据录入规则是评估不可移动文物灾害风险隐患的前提和基础。我国不可移动文物种类多，不同类型的不可移动文物因其固有属性的不同，产生的数据也不同，记录的方式与格式更是多样。在开展多种自然灾害的风险评估时，产生了大量的多源异构数据，存在整合难、使用难的问题。创建标准化的数据存储、调用规则，有助于更好地协助不可移动文物从业人员进行数据管理，为应对自然灾害风险打下坚实的数据基础。(2)标准的研制是为了满足文物行业主管部门、科研事业单位和各级文保单位的职能与诉求。在文物灾害风险评估相关工作中，不同的用户对数据使用的尺度、精度和内容等需求都不一样，需要分类分级进行考虑。通过构建不同用户的数据使用流程与框架，有助于更好地协助文物从业人员进行数据分类，提升不同用户的数据使用效率。3(3)标准的研制可以为建立统一的不可移动文物风险图管理平台提供支撑。建立不可移动文物自然灾害风险图管理系统将是不可移动文物防灾减灾的未来发展趋势和重要内容。为了将我国不可移动文物灾害风险评估数据纳入统一平台进行管理，有必要先行开展灾害风险评估数据格式规范的研究。总之，本标准编制工作的开展，将促进不可移动文物风险评估与管理领域的数字化转型，指导我国不可移动文物风险数据库构建与完善，服务不可移动文物自然灾害风险管理。同时，标准的制定将规范各类风险数据工作，为现有不可移动文物数据的检测、监测提供数据库归口依据，进一步推动我国不可移动文物的预防性保护技术的发展。3.起草单位主编单位为北京工业大学，主要参编单位包括中国文化遗产研究院、北京师范大学、中国科学院空天信息创新研究院、北京建筑大学、中国水利水电科学研究院、中冶建筑研究总院有限公司、中国文物信息咨询中心、天津市城市规划设计研究总院有限公司。主要参与人员如下表：姓名专业职称工作单位项目分工郭小东结构工程教授北京工业大学项目负责乔云飞文物保护正高级中国文物信息咨询中心项目编制咨询李宏松文物保护正高级中国文化遗产研究院项目编制咨询万金红高级工程师中国水利水电科学研究院章节负责人宫阿都资源环境副教授北京师范大学章节负责人陈富龙遥感科学与技术研究员中国科学院空天信息创新研究院章节负责人吴婧姝结构工程高级工程师中冶建筑研究总院有限司章节负责人邓扬结构抗震教授北京建筑大学章节负责人王志涛防灾减灾工程副教授北京工业大学章节负责人王威防灾减灾工程副教授北京工业大学章节负责人苏航计算机技术讲师北京工业大学章节负责人李刚计算机技术正高级工程师天津市城市规划设计研究总院有限公司章节负责人4姓名专业职称工作单位项目分工邢晓旭计算机技术高级工程师天津市城市规划设计研究总院有限公司章节负责人费智涛城市规划博士生北京工业大学项目秘书4.编制过程说明4.1起草阶段2022年9月-11月，成立标准编制工作组，确定了标准的编制单位和编制人员构成。制订了标准编制大纲和工作计划。编制工作组重点讨论了标准的章节目录安排和编制任务的分配，提出了相关建议和意见。标准编制组在学习编制标准的规定和标准化文件，收集和分析国内外有关标准规范和文献资料的基础上，经过充分沟通和讨论，形成了标准草案。2022年12月，标准编制组按照任务分工完成了各自章节标准讨论稿的初稿编写，并提交主编单位汇总成标准讨论稿。主编单位对讨论稿进行了认真修改，并撰写了编制说明。2023年1月6日，本标准成功立项。随后编制组专家对标准讨论稿进行了内部讨论，形成标准征求意见稿和编制说明。4.2征求意见阶段2023年2月，标准交由中国国际科技促进会标准化工作委员会通过全国团体标准信息平台面向全社会进行公开征求意见。4.3审查阶段4.4报批阶段二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后的对比1.标准的编写原则本标准在编制过程中严格按照GB/T1.12020《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》的要求进行编写。标准编制的主要原则如下：(1)符合法律和行政法规的规定。贯彻执行国家的技术、经济政策，密切结合自然条件，合理利用资源，做到技术先进、经济合理、安全适用。以行之有效的生产建设经验和科技综合成果为依据。结合国情，积极采用国内外先进标准和先进技术，既要先进科学又要具有可操作性。(2)以不可移动文物的特点、主要致灾因子特点和我国对文物保护、安全防范等方5面工作的要求为编写基础。(3)按国家标准管理部门的“先入为主”原则，在编制时除我国不可移动文物特点的内容之外，应最大限度地与其它相关法律法规及国标协调一致，避免重复或矛盾。(4)既要符合国家标准要求的表达方式，又要适应行业内所熟悉的表达方式。(5)内容文字应严谨规范，同时应注意保留传统的专业用语。(6)与文物部门现行的管理方式和规范性文件中使用的概念和习惯用语尽量保持一致。致2.本标准编制依据确定标准主要内容的依据包括两个方面：一是确定本标准给谁用、在哪儿用、干什么用。本标准将适用于不可移动文物行业主管部门、科研事业单位和各级文保单位在不可移动文物风险识别、风险评估和各类预防性保护决策管理等方面工作，涉及多尺度多源异构数据的录入、调用、更新和各类数据管理规则，将为不可移动文物自然灾害风险评估的数据集成化、信息多元化提供依据和指导。二是参考国内外相关数据格式标准的内容框架。不少国家和国际性组织已经发布实施了数据标准，并开发了许多数据操作工具。例如美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的DIF(DirectoryInterchangeFormat)标准；美国国际地球科学信息网络中心(CIESIN)的元数据标准；澳大利亚、新西兰元数据核心元素标准；英国Dublin元数据核心元素标准；ISO/TC211的元数据标准草案等等。国内方面，有《地理信息—元数据》(ISO15046-15)、《基础地理信息数字产品元数据》(CH/T1007-2001)、《基础地理信息数据库基本规定》(GB/T30319)、《地理空间数据交换格式》(GB/T17798)、《自然灾害分类与代码》(GB/T28921)、《市级国土空间总体规划数据库规范》(试行)、《气象卫星地面系统遥测数据格式规范》(QX/T208-2019)、《空间三维模型数据格式》(T／CAGIS1-2019)等相关行业或地方标准。国内外的这些标准虽然与不可移动文物自然灾害风险评估的工作并无关联，但其内容体系可为本标准的主要内容确定提供参考和借鉴。3.制定本标准的基础编制组北京工业大学文化遗产保护团队主要从事文化遗产风险监测与安全检测、灾损破坏规律与机理研究、灾害风险实用控制技术研究，团队现有科研人员15人，其中教授5人，副教授6人。在读博士和硕士研究生30余人。目前文化遗产保护团队设有“木结构古建筑安全评估与灾害风险控制国家文物局重点科研基地”和北京市重点实验室“北京市历史建筑保护工程技术研究中心”，中国古迹遗6址保护协会文化遗产防灾减灾专业委员会挂靠于团队。实验条件方面，基地和中心拥有三维激光扫描仪、X荧光能谱仪、非金属超声波仪、应力波仪、阻抗仪、FARO机械臂等检测及监测设备140余台，可以支持开展结构监测、检测、静力、拟动力和灾害仿真模拟等全套实验。针对历史建筑面临的各种风险和危害，研究团队致力于在信息采集与数据库、检测监测与安全诊断、加固修缮与灾害防护三个相互支撑的关键环节和领域进行技术研发和成果转化。中心通过先进技术探索全面获取、保存原有珍贵历史信息，科学检测病害、残损状况，有效评估历史建筑安全，实现实时监测、常规检测、预防灾害的方法和途径，希望免除或减轻历史建筑造成安全威胁的因素，确定科学合理修缮方案，满足北京市历史建筑保护工程技术需求的目的，引领中国特色的历史建筑科技保护事业的发展。科研成果方面，项目申请团队近5年承担本领域的科研项目有72项，科研总经费超过4300万元。“十二五”期间，团队负责了国家重点研发计划课题“不可移动文物自然灾害风险图构建方法研究”、国家科技支撑计划课题“木结构古建筑安全性评价关键技术研究”，参与了国家科技支撑计划课题“世界文化遗产地风险管理和决策支持系统研发与集成示范”的研究，为标准的编制积累了丰富的科研成果。团队已发表论文200余篇，获得专利10项，软件著作权5项，主持编制了文物行业标准《古建筑结构安全监测技术规范》、CECS《古建筑木结构检测技术标准》、《木结构古建筑安全性鉴定技术规范》、《木结构古建筑抗震鉴定标准》，参与了文物行业标准《文物抗震-近现代文物建筑评估规范》、《近现代文物建筑结构安全监测技术规范》、地方标准《文物建筑抗震鉴定技术规范》、《古建筑木结构现场勘查技术规范》、《古建筑砖石结构现场勘查技术规范》，CECS标准《古建筑结构监测系统设计标准》的编制工作。这些标准编制工作为本项目的顺利开展积累了丰富的经验和良好的基础。4.主要内容为了体现标准在不可移动文物自然灾害风险评估数据格式的具体要求，针对标准涉及的范围、术语进行了规定，明确了文物脆弱性数据和致灾因子、孕灾环境数据的结构、元属性、格式和管理要求，以及数据编写、录入和处理要求。(1)在“4基本要求”中主要规定了数据编码的命名规则，数据建设和使用应遵循的基本原则和相关要求。其中“4.2”细化了数据属性表命名唯一性、属性字段值类型要(2)不可移动文物自然灾害风险评估在使用、生产全流程都涉及异构数据类型，专门设置了“5数据结构”明确基础地理信息、承灾体基本信息、致灾因子信息、孕灾环境7信息、承灾体脆弱性信息和风险评估结果信息各类数据的内容与关系。(3)为统一不可移动文物自然灾害风险评估数据的内容标准，设置了“6数据元属性”，针对在使用、生产全流程涉及的异构数据进行归一化的元属性描述。包含数据标识、中文名称、数据类型、数据定义，考虑到风险制图与表达，将“数据约束”纳入元属性标(4)“7数据格式”针对不可移动文物自然灾害风险评估在使用、生产全流程都涉及的基础地理信息、承灾体基本信息、致灾因子信息、孕灾环境信息、承灾体脆弱性信息和风险评估结果信息数据进行数据元属性的规定。(5)设置“7.2基础地理信息”明确基础地理信息数据的元属性要求。(6)设置“7.3承灾体基本信息”明确基于文物普查内容的承灾体基本信息数据的元属性要求。(7)设置“7.4致灾因子信息”分别明确了地震、洪涝、大风和地质灾害在频率、概率、强度、规模等方面的元属性要求。(8)设置“7.5孕灾环境信息”分别明确了承灾体所处在地震、洪涝、大风和地质灾害的孕灾环境的元属性要求。(9)设置“7.6承灾体脆弱性信息”分别明确了木结构类古建筑和近现代重要史迹及代表性建筑，砌体结构、砖木结构类古建筑和近现代重要史迹及代表性建筑，石窟寺及石刻，古遗址、古墓葬等不可移动文物在形制、尺寸、构造、材料、力学参数、病害等方面的元属性要求。(10)设置“7.7风险评估结果信息”分别明确了不同类型不可移动文物与不同类型灾害的风险等级、风险分值数据的元属性要求。(11)设置“8数据管理要求”提出不可移动文物信息数据交换、上传下达、动态管理的要求。5.实际应用效果本标准编制前已经完成了国内1万余处不可移动文物的数据收集。根据该标准提出的格式规范，对收集的数据进行了标准化处理，形成了基础地理信息数据库、承灾体基本信息数据库、致灾因子信息数据库、孕灾环境信息数据库、承灾体脆弱性信息数据库和风险评估结果数据库。依托该数据库，开发了不可移动文物自然灾害风险评估系统平台软件，实现了数据调入、识别和空间运算功能，目前已经完成了多个省市不可移动文物的地震、大风、洪涝灾害风险图制作，已经取得了很好的实际应用效果。后续数据库及风险图成果8可应用于全国不可移动文物的灾害预防性保护工作。三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效该标准编制作为国家重点研发计划“不可移动文物自然灾害风险评估与应急处置研究”中课题三“不可移动文物自然灾害风险图构建方法”(2019YFC1520800)的一项重要研究内容和考核指标，目前已经完成了山西、福建两省1万余处不可移动文物的数据收集。根据该标准提出的格式指南，对收集的数据进行了标准化处理，形成了基础地理信息数据库、承灾体基本信息数据库、致灾因子信息数据库、孕灾环境信息数据库、承灾体脆弱性信息数据库和风险评估结果数据库。该数据库可完全应用于地理信息系统(GIS)平台软件，并实现了数据调入、识别和空间运算功能，目前已经完成了山西、福建两省全部登录不可移动文物的地震、大风、洪涝灾害风险图制作。数据库及风险图成果已应用于山西、福建两省不可移动文物的灾害预防性保护工作，具有广阔的应用前景和经济效益。样机的有关数据对比情况本标准是专为规范我国不可移动文物自然灾害风险管理的工作编写的，没有对应的国际标准、国外先进标准，国内虽然没有不可移动文物自然灾害风险管理领域的数据格式标准，但在地理信息技术领域，有一些元数据管理方面的标准可供参考，例如《地理信息—元数据》(ISO15046-15)、《基础地理信息数字产品元数据》(CH/T1007-2001)、