一种基于夯土防御工事保护状况来评估和绘制脆弱性图的方法与应用

《Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage》：An Approach and an App for Assessing and Mapping Vulnerability based on the Conservation Status of Rammed Earth Fortifications

　　

摘要

本研究提出了一种基于GIS的创新数字工具和方法，用于评估考古土筑防御工事的保护状况。该工具标准化了数据收集，绘制了脆弱性地图，并支持保护行动的优先排序。通过Leopold矩阵生成脆弱性指数来评估风化程度和退化情况，而扩展的脆弱性指数则结合了夯土类型和通过X射线衍射（XRD）分析的矿物组成。同时进行了敏感性分析，以评估模型的稳健性并评价不同参数配置下两个指数的一致性。该模型已在西班牙的53座中世纪防御工事和1,405面夯土墙上进行了测试。结果显示有四座防御工事由于结构破碎和分离、暴露在雨水中的风险增加而处于极端脆弱状态，存在不可逆损失的风险。XRD分析还发现其中一座防御工事的修复材料存在缺陷，降低了其耐久性。通过整合保护评估、考古测量学和基于GIS的风险建模，这种数字方法为考古学和遗产管理带来了革命性的创新，使得决策更加科学并确保了遗产的保护。

节选内容

引言与研究目的

在考古遗产保护中，地理空间风险分析对于管理分布广泛的考古资源区域至关重要[1]、[2]、[3]、[4]。通过历史建筑信息模型（HBIM）整合地理参考的考古结构数据和数字孪生模型，已经建立了可靠的脆弱性数据库[5]、[6]、[7]。将这些数据与地理信息系统（GIS）和遥感技术[8]、[9]、[10]结合使用，

案例研究

本研究调查了安达卢西亚（西班牙）拥有历史土筑防御工事的31个市镇。图1显示了安达卢西亚所有拥有此类防御工事的市镇，其中选定的研究样本用较大的黄色圆圈标出。该样本涵盖了各种社会人口统计、气候和地理区域，包括省会城市以及瓜达基维尔河谷、山区和沿海地区的中小型市镇。

风化形式评估矩阵：风化类型的频率与强度

图3展示了53座防御工事中发现的风化形式的result。图3A显示了每座防御工事中评分最高的95百分位数（风化形式最频繁的5%的墙体）的风化类型平均频率。每个径向轴代表一种风化类型，距离中心的距离表示其出现频率，数字3表示最高频率。最常见的问题是湿度（>2.5），其次是

讨论

Art-Risk 1的脆弱性指数（VI）作为一种有效的工具，通过标准化夯土防御工事保护状况的数据收集来评估其脆弱性，有助于识别需要紧急干预的工事。

收集的数据证实，在分析的安达卢西亚防御工事中，主要的风化因素与降雨和风力造成的劣化过程有关，这与理论描述一致。

结论

本文介绍了Art-Risk 1模型的矩阵和指数以及数字工具Terra Inspector，并评估了它们区分安达卢西亚53座中世纪夯土防御工事脆弱性水平的能力。

在本案例研究中，使用Art-Risk 1矩阵和计算模型标准化脆弱性数据的收集，使得所有夯土防御工事的状况得以比较评估，并有助于确定干预的紧迫性。

CRediT作者贡献声明

Mónica Moreno: 著文——审稿与编辑、初稿撰写、方法论设计、调查实施、数据分析、概念构思。 Rafael Barea: 著文——初稿撰写、软件开发。 Pablo De la Cruz: 著文——初稿撰写、数据管理。 Rocío Ortiz Calderón: 著文——审稿与编辑、监督工作、方法论设计、概念构思。 Pilar Ortiz Calderón: 著文——审稿与编辑、监督工作、方法论设计、资金争取、概念构思。

[2]、[3]、[6]、[9]、[10]、[11]、[13]、[14]、[17]、[24]、[49]、[54]、[58]。

在准备本作品的过程中，作者使用了Gemini IA来提高文本的英文可读性。作者根据需要审阅和编辑了输出内容，并对发表文章的内容承担全部责任。

我，Mónica Moreno Falcón，作为该手稿的通讯作者，并代表所有合作者声明：没有任何作者具有可能不当影响或偏置手稿内容的财务、个人或其他关系。

本研究得到了FENIX 4.0（PDC 2022-133157-I00）项目的资助，该项目由MCIN/AEI/10.13039/501100011033和Next Generation EU/PRTR支持；FENIX（PID2019-107257RB-I00）项目由MCIN/AEI//10.13039/501100011033/ FEDER资助；ATLAS项目由MCIN/AEI/10.13039/501100011033以及欧盟资助。

Mónica Moreno|Pablo De la Cruz|Rafael Barea|Pilar Ortiz|Rocío Ortiz