【摘要】：作為世界文明古國(guó)之一,中國(guó)擁有悠久的歷史和豐富的文化遺產(chǎn)。這些珍貴的文化遺產(chǎn)蘊(yùn)含了中華民族所特有的精神價(jià)值、思維方式和想象力,具有極高的歷史價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值、文化價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值,體現(xiàn)了中華民族偉大的創(chuàng)造力和生命力。明長(zhǎng)城作為世界文化遺產(chǎn),是中國(guó)歷史上工程規(guī)模最大且保存最為完善的長(zhǎng)城工程,因建造原則之科學(xué)、建造工藝之精湛被視為長(zhǎng)城的代表。談及明長(zhǎng)城,“東起山海關(guān),西至嘉峪關(guān)”的說(shuō)法眾人皆知,然而青海境內(nèi)明長(zhǎng)城的遺存卻鮮有人知。歷經(jīng)數(shù)百年的自然侵蝕及人為破壞,青海明長(zhǎng)城主體目前以夯土遺址的形式賦存。由夯土版筑構(gòu)建而成的明長(zhǎng)城遺址作為直接接受環(huán)境影響的特殊巖土體,在大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈漫長(zhǎng)的相互作用進(jìn)程中,其安全賦存受到溫度、降雨、攜沙風(fēng)、鹽漬化以及人類活動(dòng)等因素的嚴(yán)重威脅,進(jìn)而導(dǎo)致其正經(jīng)歷由裂隙、沖溝、掏蝕、片狀剝離、坍塌等典型病害的大量發(fā)育到快速消亡這一量變到質(zhì)變的過(guò)程。由于青海明長(zhǎng)城地處高寒、高海拔地區(qū)且地處一隅,其賦存環(huán)境和布防體系具有特殊性。因此探索歸納青海明長(zhǎng)城防御體系并對(duì)典型遺址進(jìn)行易損性評(píng)價(jià),不僅能補(bǔ)充完善該地區(qū)明長(zhǎng)城科學(xué)研究體系,進(jìn)而表征青藏高原特殊環(huán)境影響下土遺址病害的發(fā)生、演化規(guī)律和過(guò)程,而且對(duì)制定科學(xué)有效的保護(hù)對(duì)策以及開(kāi)展系統(tǒng)規(guī)劃工作具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。鑒于以上認(rèn)識(shí),本文以青海明長(zhǎng)城遺址作為研究對(duì)象,從遺址賦存環(huán)境和夯土材料特性研究入手,系統(tǒng)探究遺址各類型建筑的保存規(guī)模、建筑形制及分布特點(diǎn),明晰了其軍事防御體系構(gòu)建特征;全面調(diào)查總結(jié)遺址病害發(fā)育類型及規(guī)模,結(jié)合遺址賦存環(huán)境、建造工藝及建筑材料特性,初步建立了青海明長(zhǎng)城遺址病害框架體系;運(yùn)用多準(zhǔn)則決策方法對(duì)典型遺址進(jìn)行易損性評(píng)價(jià),建立了明長(zhǎng)城遺址易損性評(píng)價(jià)模型,而后借助機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)典型遺址點(diǎn)的易損性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)、檢驗(yàn),構(gòu)建了青海明長(zhǎng)城遺址易損性預(yù)測(cè)模型。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)基于前人研究成果并經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,系統(tǒng)總結(jié)青海明長(zhǎng)城遺址的賦存環(huán)境及其保存規(guī)模,分析得出明長(zhǎng)城遺址所處分布區(qū)域海拔較高且終年氣溫較低,其賦存環(huán)境具有“高寒”的特點(diǎn)。詳細(xì)探究主線墻體、烽火臺(tái)、堡等明長(zhǎng)城類型建筑的形制規(guī)律與布局特點(diǎn),得出明長(zhǎng)城主線以西寧衛(wèi)為中心呈拱形緊密環(huán)繞;烽火臺(tái)具有呈點(diǎn)狀及以烽燧線為主要形式的線狀分布特點(diǎn);同時(shí)依據(jù)軍事功能特點(diǎn)將堡劃分為衛(wèi)城、所城、驛城、駐軍堡寨、土司衙門(mén)或居所、牧馬苑、民堡等7種類型,通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料并結(jié)合堡周長(zhǎng)閾值、建筑形制以及分布位置特點(diǎn),推測(cè)得出46座堡的具體功能分類。(2)基于明長(zhǎng)城各類型建筑的形制特點(diǎn)和軍事功能,對(duì)以堡為核心的軍事聚落空間分布、兵力布局、防守區(qū)域劃分以及軍力可達(dá)域等4方面開(kāi)展研究,從時(shí)空角度分析明長(zhǎng)城防御體系軍力部署及調(diào)度情況,并進(jìn)一步得出青海明長(zhǎng)城軍事防御體系是由長(zhǎng)城主線、堡軍事聚落、烽傳系統(tǒng)以及驛路系統(tǒng)等4部分組成的緊密的防御網(wǎng)絡(luò),該體系能高效協(xié)同多個(gè)功能建筑開(kāi)展防御、進(jìn)攻以及傳遞重要信息、文件、專人等任務(wù)。(3)通過(guò)對(duì)青海明長(zhǎng)城典型遺址病害發(fā)育進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和統(tǒng)計(jì),歸納認(rèn)為裂隙、沖溝、掏蝕、片狀剝離、坍塌是最為普遍且具有代表性的病害類型。在定性判斷遺址病害與其賦存環(huán)境、建筑材料工程特性及建造工藝聯(lián)系的基礎(chǔ)之上,對(duì)病害特征值與氣象數(shù)據(jù)、夯土工程特性指標(biāo)進(jìn)行定量分析,得出遺址病害發(fā)育的內(nèi)部聯(lián)系及演化規(guī)律;同時(shí)得出影響遺址病害發(fā)育的主要因素包括夯土材料的物理、水理及力學(xué)性質(zhì)、遺址賦存環(huán)境(具體表現(xiàn)在降雨及風(fēng)等外營(yíng)力)以及明長(zhǎng)城建造工藝等,結(jié)合以上研究成果初步建立青海明長(zhǎng)城遺址病害框架體系。(4)基于青海明長(zhǎng)城遺址病害框架體系建立遺址易損性評(píng)價(jià)遞階層次結(jié)構(gòu)模型,通過(guò)應(yīng)用層次分析法(AHP)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重,進(jìn)而運(yùn)用模糊層次分析法(FAHP)及AHP-TOPSIS對(duì)18處典型遺址點(diǎn)進(jìn)行易損性評(píng)價(jià),得出明長(zhǎng)城遺址相應(yīng)的易損性分值及坍塌破壞等級(jí);通過(guò)對(duì)比遺址點(diǎn)的實(shí)際病害發(fā)育規(guī)模,確定AHP-TOPSIS更加適用于青海明長(zhǎng)城遺址易損性評(píng)價(jià),且其計(jì)算結(jié)果與遺址由于病害發(fā)育而造成的實(shí)際坍塌破壞程度具有一致性,進(jìn)而驗(yàn)證了青海明長(zhǎng)城遺址易損性評(píng)價(jià)模型及方法的合理性。(5)運(yùn)用支持向量機(jī)(SVM)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種典型且高效的機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)已獲得的典型遺址點(diǎn)易損性數(shù)據(jù)劃分訓(xùn)練樣本和檢驗(yàn)樣本,經(jīng)過(guò)調(diào)參、樣本訓(xùn)練及檢驗(yàn)等步驟,實(shí)現(xiàn)明長(zhǎng)城遺址易損性預(yù)測(cè),通過(guò)對(duì)比預(yù)測(cè)結(jié)果和遺址實(shí)際破壞程度,并計(jì)算相關(guān)精度參數(shù),確定SVM具有更好的預(yù)測(cè)效果,以此為基礎(chǔ)構(gòu)建青海明長(zhǎng)城遺址易損性預(yù)測(cè)模型。
【圖文】：

4圖 1-1 青海省明長(zhǎng)城遺址分布圖2006 年，國(guó)家文物局和國(guó)家測(cè)繪局啟動(dòng)了明長(zhǎng)城資源調(diào)查工作，涉及到十幾個(gè)省、自治區(qū)、直轄市境內(nèi)的明長(zhǎng)城遺址，然而青海省尚未被包括在首期公布名單內(nèi)；2007 年，青海省文化廳申請(qǐng)將青海省納入全國(guó)長(zhǎng)城資源調(diào)查范圍之內(nèi)，受到了國(guó)家文物局的重視；2007 年至 2009 年，青海省文物局全面組織開(kāi)展青海省明長(zhǎng)城資源調(diào)查工作，最終確立青海省境內(nèi)的明長(zhǎng)城是萬(wàn)里長(zhǎng)城的重要組成部分[5]。如圖 1-1 所示，青海省明長(zhǎng)城主線全線呈“拱形”蜿蜒分布在青海省東部地區(qū)，自東向西穿越樂(lè)都、互助、大通、湟中和湟源等 5 縣，類型以墻體和壕塹為主；除主線外，，還有長(zhǎng)短不一、相互沒(méi)有構(gòu)成連接且各自獨(dú)立存在的墻體和壕

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文 青海明長(zhǎng)城防御體系及典型遺址易損性害成因可將土遺址病害分為自然和人為破壞兩類，而根據(jù)病害不同表現(xiàn)形式害機(jī)理又可以進(jìn)一步將其劃分二級(jí)及三級(jí)分類[37]。通過(guò)歸納總結(jié)和分析整理，土遺址主要病害分為自然破壞和人為破壞類，其中自然破壞包括片狀剝離、裂隙、掏蝕、沖溝、生物病害等 5 個(gè)亞17 種病害表現(xiàn)形式；人為破壞包括歷史破壞與近現(xiàn)代破壞兩種（圖 1-3）[37對(duì)于室內(nèi)外土遺址，其病害類型較為不同：室內(nèi)土遺址主要病害有污染、溫離和裂隙等類型；室外土遺址主要病害有片狀剝離、風(fēng)力掏蝕和裂隙等類型
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU-092


本文編號(hào)：2664508