东北地区高句丽山城遗迹的数字化复原设计研究

高宏博 李少宏

（沈阳航空航天大学设计艺术学院，沈阳 110136）

东北古代民族拥有至少长达4000 余年的筑城史，始于辽西地区的夏家店下层文化，历经汉魏、隋唐、辽金、元明清时期，涉及满族、契丹族、女真族、高句丽族、肃慎族等诸多北方民族[1]。其中，高句丽族至今保留有数以千计的筑城遗存，这些高句丽山城大小不一、地理分布复杂、城寨形制各异、文化内涵丰富，对推动东北流域文明的发展和城镇化进程，起到了非常重要的作用[2-4]。高句丽山城遗迹不仅十分丰富，而且是北方民族考古与统一的多民族国家形成和发展研究中的重要课题[5-6]。文章通过无人机倾斜摄影、三维激光扫描、虚拟现实等数字技术对东北地区高句丽山城遗迹的布局、规模、建造等方面的特点进行研究，提出针对性的山城遗迹数字化复原流程与方法，以完善山城文脉、恢复历史功能性、延续当地特色[7]。文章以张楼子高句丽山城的实践研究为基础，梳理其地域文脉和主要的形制特点，通过文脉传承要素与复原模型的有效融合方法，借助数字化技术进行具有文脉传承价值的古山城遗迹数字化复原设计实践。

1 东北地区高句丽民族山城遗迹概述

东北各民族拥有独特的文化体系，各民族之间的交往迁徙频繁。随着各民族文化的碰撞交流，各民族实力由弱小落后走向强大先进，筑城文化随之丰富，因此所表现的山城形制、规模、功能等逐渐完善与多样化[5]。高句丽民族属于中国东北东夷系统、濊貊族系，在中国历史上存续了七百余年。在它存在的七百余年里，以山城为核心的城邑制，成为高句丽建置制度和社会结构的重要特征之一。

高句丽山城是高句丽民族在我国北方生存和抵御其他民族重要的生活和军事设施，是研究中国东北东夷系统、濊貊族系历史和发展轨迹的重要实物依据。高句丽山城的形制多样化，有簸箕型、筑断型、一面坡型、多角边型等多种形式，四处征战，为抵御外族入侵形成多样的筑城形制，主要为了防御功能而存在。由于各民族文化的交融与融合，筑城形制与中原长安城、洛阳城相似，多为方形结构，套城形制。高句丽山城的筑城文化是东北古代民族的典型代表，山城的形制演变历经了丰富的发展过程[8]。在这一演变的过程中，高句丽民族也在学习筑城经验中不断提升自我，影响并推动着我国作为统一的多民族国家的逐步发展。

2 高句丽山城遗迹数字化复原设计的意义

2.1 推动多学科领域的融合发展

以设计学为引导，利用无人机倾斜摄影技术协作测绘，可以更好的使多领域知识体系交流互鉴。从山城遗迹复原与数字化传播平台建设的目标出发，拓展设计学的研究思路，融合高句丽民族的历史、遗迹复原、数字化传播平台和文化创意产业设计等诸多领域，为设计学的理论研究和实践提供新的思路[9]。针对东北地区文化建设发展的实际需要，立足于文脉传承视角下的山城遗迹复原与数字化传播平台建设，借鉴社会学、城市考古学、数字化传播等其他学科领域的创新技术策略，能够实现多领域、多维度的学科综合性研究。

2.2 助力山城文化信息平台的构建

建立统一标准的山城遗迹数字档案是对它进行研究与保护的重要方式，目前我国山城遗迹数字档案建设仍处于发展初期，建档时会存在采集手段多样、信息深度不同、数据覆盖不全面等问题[10-13]。通过对东北地区高句丽山城遗迹的可视化复原，将古山城遗址中所蕴含的特定历史文化价值进行发掘、提取与创新运用。在促进文化旅游发展层面，形成文化资源的有效利用，使东北地区文化底蕴得以凸显，积极推动旅游业和文化产业的升级[14-16]。从社会效益的角度看，东北地区的文化资源、文化氛围和文化发展水平，在一定程度上体现出东北地区的核心竞争力[17]。山城文脉的发掘对东北地区精神文化内核的发展具有支撑性作用，对东北地区高句丽民族山城遗迹进行数字化复原设计，是东北古代民族文化价值再现、文化传播信息平台构建的重要举措。

3 高句丽山城遗迹数字化复原设计的思路

3.1 复原设计对象的确定

在高句丽山城数字化复原设计的环节中，首先应选取复原对象，确立基本的设计目标[8]。山城是高句丽民族人民的劳动智慧，作为高句丽人民生活发展密不可分的古代高句丽文化存留，高句丽山城所蕴含的文脉始终对研究东北地区乃至中国古代民族文化具有重要意义。由于东北地区的高句丽山城数量庞大且规模不统一，为保证复原设计的原真性和地域性，应锁定某一时间区域，将该山城的文脉体现控制在该时间区域内，复原对象的确立应当被严格定位为某时期的某座古代民族山城。为充分体现古代山城遗迹的“文脉”与“设计”价值，展示古山城的形制设计、筑城工艺等所反映的文脉要素的传承和表达，在进行高句丽山城数字化复原设计时，除了实地勘察、汇编复原样本体系外，还需基于文脉传承与发展理念，实现高句丽山城文脉要素的建构。

3.2 现场调研与测绘勘察

复原对象是一个整体，不仅包括古山城的建筑，还有周边的地理环境、水文、景观植被等。通过查阅复原对象所在历史时期的考古调研资料、古地图、历史文献等，获取关于该山城相关的信息，梳理该山城的历史发展并总结发展变化的特征。与此同时，对复原对象所在地域进行实地考察，通过实地观察、拍摄和田野调查手段，掌握山城目前所处文化空间的状态，整理归纳出高句丽山城复原设计数据信息库。在现场调研与测绘勘察的过程中，将功能不同的区块看作每一个小的整体，共同组成高句丽山城这一个大的整体。

3.3 复原样本的信息汇编

为选取与复原对象同时期、相似或相近地域、相同规模的其他山城作为复原样本，汇编复原样本体系环节尤为重要。随着数字化技术的不断提高，有关古文物、古建筑的复原工作，大部分围绕着一些著名的文物展开，少数古迹由于相关资料和考古报告的缺乏，复原工作较为困难，因此对这类古迹的研究往往只停留在字面描述上，没有形成可视化的图案甚至复原工作，造成了复原工作的两极分化。因此，在缺少相关精确资料的情况下，采集并汇编复原样本，在一定程度上解决了一些偏远地区的高句丽山城遗址未被充分考察及复原的情况。经过复原样本的体系汇编这一环节，对比同时期现存古山城外在的形制特点和内在的文脉系统，利用测绘相关数据和模型，筛选出相似的可以运用到的有效信息，并提炼出合理的、可以通用的元素，为高句丽山城的数字化复原设计提供参考依据。

3.4 复原模型数字化复原设计

在三维模型复原的环节，根据复原样本及复原对象的相关数据，结合航拍模型图，通过相关模型设计软件，将高句丽山城的全貌进行复原设计。为使复原对象具有原真性，在构建模型的过程中，首先，应以相关资料、典籍和考古报告为基础，根据平面地形图或高程图，导入建模软件作为地形参考，并绘制复原对象的地势情况；其次，确定山城的进城主要道路、城墙体系、城门等所在区域的关键节点，构建模型并细化关键节点；最后，复原城中的瞭望台、马面、蓄水池等其他设施，并丰富周围的植被。

对高句丽山城的显性文脉要素的复原是将山城空间内的自然环境、空间肌理、建筑工艺和装饰细部等各要素体现在古山城整体复原模型中，实现显性文脉要素的外在表达。在宏观层面，将复原对象的模型赋予山城的建筑肌理，体现它的建筑工艺；在中观层面，合理安排复原模型各部分的比例、色彩搭配；在微观层面，对装饰部件等进行合理排布，避免影响整个山城模型的视觉效果。

4 张楼子高句丽山城的数字化复原设计实践

此次选取张楼子高句丽山城作为复原对象，通过对张楼子高句丽山城形制特点和地域文脉的研究，借鉴文脉传承要素与复原模型的有效融合方式，借助数字化技术，重构并植入文脉要素，以形成具有文脉传承价值的古山城数字化复原设计方案。

4.1 张楼子高句丽山城概述

张楼子高句丽山城位于辽宁铁岭市张楼子村西南处约1.5 千米，因该山城依当地的青龙山而建，在部分史料中，又名青龙山山城。山城所处的位置绝妙，倚靠青龙山的蜿蜒地势，东面毗邻泛河水源，山城的北部城墙紧靠泛河修建，泛河自东向西，从北、东两面包围着张楼子山城流过。山城的北、东两面均形成了河谷平原，西部地势陡峭，向西绕过高耸的山势便是辽河冲积平原。在山城的北面有蓄水池，充分利用了地势条件，南侧紧靠山城的北城墙，西侧与入城通道接壤，既利用天然的地势特点加固了城防，又方便了当时的居民出城取水。如今，经过岁月的变迁，山城遗址存在包括墙体坍塌、外墙面石坍落、面石心石离鼓、植株破坏等问题，对于该地域的文脉传承与保护面临诸多困境。

4.2 山城实地调研与测绘

利用无人机倾斜摄影技术对张楼子山城的实地调研与测绘，得到城墙的全面数据，张楼子山城全景如图1 所示，根据考古报告及相关文献，参考相关专家所绘的张楼子山城形制图，绘制山城内部规划图，如图2 所示，无人机测绘所出的张楼子高句丽山城鸟瞰图与考古形制图基本吻合。在张楼子高句丽山城考古形制图的基础上丰富并标明重要细节，以使后续的复原过程在参考该数据时更加直观。张楼子高句丽山城城墙依山而建，共有三个城门，分别为北门、西门、南门。由于北门外的天然蓄水池，导致北门处形成一个“S”型的入城通道，北门的设计也极为巧妙，在城门外面很难辨认出北门的位置。南门处沿着城墙形成瓮城结构，南墙内侧附有城内盘道。山城共有六个豁口，七个瞭望台，其中六个瞭望台在城墙内，一个在城外东南处，在城外与南门呼应，设计极为巧妙。

图1 张楼子高句丽山城全景图

图2 张楼子高句丽山城形制图

4.3 山城遗迹数字化复原设计方案

根据相关推断与航拍图及规划形制图，进行山城遗址复原与虚拟现实展示设计，如图3——图4 所示。通过张楼子山城的现状分析得出，因其地理特征及地域性布局的特殊性，生态环境没有得到系统性的保护，隐性文脉的传承渠道受限。在张楼子高句丽山城文脉元素的提取融合过程中，分析出该山城所处的年代大致处于唐代初年，并选取同时期的山城作为复原样本库，建立起张楼子山城文脉要素体系库。在山城的复原设计过程中，以张楼子山城文脉传承与发展的设计视角，在展现土石混筑、造型还原考古文献的基础上，由于相关考古图片稀缺，在考古报告文字叙述的基础上，以实地考察的图片和复原样本为原型进行合理推演，按照考古报告所提供的数据比例完成高句丽山城的形态复原设计，从而形成高句丽民族地域性特色设计风格。具体复原步骤包括：（1）根据高程图形成山城地形；（2）确定道路、瞭望台、城门、城墙等关键节点在山城中的位置；（3）细化关键节点；（4）复原城中城区及其他设施；（5）复原周围植被。

图3 山城遗迹复原效果图

图4 张楼子山城虚拟现实展示设计

5 结论

文章在实现高句丽山城遗迹复原与虚拟现实展示设计的过程中，借助计算机数字化复原技术，将高句丽民族文化植入于古山城遗迹的活化、物化与转化中，促进东北文化产业的完善及其价值的实现。选取东北地区具有代表性的高句丽山城，利用无人机航拍测绘、计算机数字化复原技术，实现了辽宁省铁岭市张楼子村典型的高句丽山城遗址数字化复原与虚拟现实展示设计方案。研究所用数据主要依赖于现代科技辅助，仅是利用数字化手段对目标山城原貌进行复原的尝试，限于可直接参考的史料及历史照片较少，在该方面获取的有价值的信息还需要深度挖掘。因此，在后续的研究工作中，将重点对古城遗迹发展及现状、资源特色、发展机遇等问题进行研究，以实现东北地区高句丽民族山城遗迹的合理复原。