DOI: https://doi.org/10.1038/s40494-025-01558-5
تاريخ النشر: 2025-02-28
المؤلف: Yanshun Yu وآخرون
الموضوع الرئيسي: المسح ثلاثي الأبعاد والتراث الثقافي
نظرة عامة
تستعرض هذه المراجعة الأدبية المنهجية دمج التقنيات الرقمية في إدارة مخاطر التراث المعماري من 2014 إلى 2024، مع التركيز على المنشورات باللغة الإنجليزية. تؤكد الدراسة على الاعتراف المتزايد بالتراث المعماري والتحول نحو الحلول الرقمية للحفاظ عليه. تشمل التقنيات الرئيسية التي تم فحصها نمذجة معلومات البناء (BIM) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) وتقنيات التصوير المتقدمة، التي حسنت التقييمات غير التدميرية وزادت من مشاركة الجمهور من خلال الواقع الافتراضي والمعزز. تلخص المراجعة النتائج من دراسات حالة متنوعة، كاشفة عن الاتجاهات في التدخلات الرقمية والتفاعل بين طرق الحفظ التقليدية والتقنيات الحديثة، بينما تتناول أيضًا التحديات مثل تكامل البيانات والحاجة إلى أطر شاملة.
تلخص الخاتمة النتائج حول ثلاثة أسئلة بحثية رئيسية: (أ) التركيز الرئيسي للأدبيات الحالية يبرز اهتمامًا متزايدًا بالتقنيات الرقمية لإدارة المخاطر، مع انتشار أدوات مثل BIM وGIS، ومع ذلك تتطلب مجالات مثل علم الأمراض المعماري وتقييم المخاطر البيئية مزيدًا من الاستكشاف؛ (ب) تطورت العلاقة بين المنهجيات التقليدية والرقمية نحو التكامل التكاملي، على الرغم من استمرار التحديات مثل التوافق القياسي وتوحيد البيانات؛ و (ج) لا تزال هناك فجوات كبيرة في الاستخدام الاستباقي للأدوات الرقمية لإدارة دورة الحياة الشاملة، مما يستلزم مزيدًا من البحث حول المنصات المتكاملة والقدرات التنبؤية المدفوعة بالذكاء الاصطناعي. تؤكد المراجعة على الإمكانات التحويلية للتقنيات الرقمية في تعزيز مرونة واستدامة التراث المعماري، داعيةً إلى التعاون بين التخصصات للتغلب على القيود الحالية في ممارسات إدارة مخاطر التراث.
الطرق
تتكون الطرق المستخدمة في هذه الدراسة من تحليل أدبي شامل مقسم إلى ثلاثة مكونات رئيسية. في البداية، تم الحصول على الأدبيات من قواعد بيانات Web of Science (WoS) وScopus، والتي كانت بمثابة المستودعات الرئيسية للتحليل اللاحق. ثم تم استخدام إرشادات PRISMA لتنظيم وتقرير النتائج بشكل منهجي، مما يوفر نظرة عامة بصرية عن الأدبيات، بما في ذلك اتجاهات النشر السنوية وتغطية المواقع. كما سهل هذا الإطار تصنيف وتحديد المحتوى المحدد داخل الأدبيات المستهدفة.
بعد ذلك، تم استخدام أدوات بيبليومترية مثل VOSviewer وCiteSpace وCo-Occurrence 13.4 (COOC 13.4) لتوضيح ومحاكاة الشبكات العلمية على مستوى ماكرو. مكن هذا النهج من تحديد الفجوات الأكاديمية والاتجاهات داخل مشهد البحث. ركز التحليل على التجميع والعلاقات المتبادلة بين تقنيات رقمية متنوعة تطبق على إدارة مخاطر التراث المعماري، كاشفًا عن سبعة تجمعات تكنولوجية رئيسية تشمل عملية إدارة الكوارث بالكامل. تشمل هذه التجمعات طرق جمع البيانات (مثل GIS، الاستشعار عن بعد، الطائرات بدون طيار)، وتقنيات النمذجة والمحاكاة (مثل BIM)، وأدوات التصور (مثل AR، VR)، مما يبرز الطبيعة التعاونية والمبتكرة لهذه التقنيات في تعزيز الاستعداد والاستجابة للكوارث.
النتائج
تشير النتائج إلى اتجاه تصاعدي كبير في العدد التراكمي للمنشورات المتعلقة بتطبيق التكنولوجيا الرقمية لإدارة مخاطر المباني التراثية من 2014 إلى 2024. يكشف تحليل الاقتباسات عن زيادة مطردة في عدد الاقتباسات للأوراق البحثية المتعلقة بالأدوات الرقمية في الحفاظ على المعمار، مما يشير إلى اهتمام أكاديمي متزايد في هذا المجال. جغرافيًا، تهيمن أوروبا على مشهد البحث، وخاصة إيطاليا، التي تتمتع بتراث ثقافي غني والتزام طويل الأمد بحماية التراث، كما يتضح من إنشاء وكالة وطنية للتراث الثقافي في عام 1909. تساهم دول أوروبية أخرى، مثل اليونان وفرنسا وألمانيا وإسبانيا، بشكل كبير أيضًا في هذا المجال.
بالإضافة إلى ذلك، توضح تحليل بيبليومتري مرئي من خلال مخطط شبكة العلاقات بين المفاهيم الرئيسية في الأدبيات حول إدارة المخاطر والتقنيات الرقمية في الحفاظ على التراث. يبرز المخطط المصطلحات المؤثرة، وتكرار ظهورها معًا، والتحولات في التركيز من 2014 إلى 2024. من الجدير بالذكر أن تقنيات مثل نمذجة معلومات البناء (BIM) والتصوير الفوتوغرافي ثلاثي الأبعاد والبيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي (AI) قد حصلت على اهتمام كبير، مما يعكس اعترافًا متزايدًا بضرورة دمج هذه الأدوات الرقمية في ممارسات إدارة المخاطر لتعزيز حماية واستدامة التراث المعماري.
المناقشة
ت outlines قسم المناقشة في ورقة البحث تطور وأهمية التقنيات الرقمية في إدارة مخاطر التراث المعماري من 2014 إلى 2024. يحدد ثلاثة اتجاهات رئيسية: التكامل المتزايد للتقنيات المتنوعة بدلاً من الاستبدالات البسيطة، تحسين سيناريوهات التطبيق، وتنوع متطلبات إدارة المخاطر. من الجدير بالذكر أن التقنيات الراسخة مثل نظم المعلومات الجغرافية (GIS) تواصل لعب دور حاسم إلى جانب الأدوات الناشئة مثل نمذجة معلومات البناء (BIM) والذكاء الاصطناعي (AI)، التي تعزز جمع البيانات وتحليلها وعمليات اتخاذ القرار. تؤكد الدراسة على أنه بينما تكمل التقنيات الجديدة الموجودة، فإنها تعالج أيضًا تحديات محددة في مراقبة والحفاظ على التراث المعماري.
علاوة على ذلك، تسلط الورقة الضوء على التحول نحو الافتراضية في موضوعات البحث، مدفوعًا بالتقدم في الأدوات الرقمية وتأثير جائحة COVID-19، التي استلزمت حلول إدارة عن بُعد. تناقش الاستخدام المتزايد للواقع المعزز (AR) والواقع الافتراضي (VR) لتجارب غامرة في الحفاظ على التراث، بالإضافة إلى دمج أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) للمراقبة في الوقت الحقيقي. يشير التحليل أيضًا إلى الفجوات البحثية الحالية، خاصة في فهم التفاعلات بين التقنيات المختلفة ومتطلبات إدارة المخاطر المتطورة. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة إلى نهج شامل يستفيد من التقدم التكنولوجي لتعزيز فعالية استراتيجيات إدارة مخاطر التراث المعماري.
القيود
تتمثل القيود الرئيسية لهذه الدراسة في الأخطاء المحتملة المرتبطة باستخدام برامج تحليل الأدبيات المعتمدة على التصور. يتم توليد تجميع الأدبيات لتحديد الفجوات البحثية تلقائيًا بواسطة خوارزمية البرنامج، مما قد يؤدي إلى تحديد تناقضات كبيرة دون تحديد كافٍ. من الجدير بالذكر أن هذا النهج يستبعد الأبحاث المنشورة بلغات غير الإنجليزية، والتي قد توفر رؤى قيمة. تهدف القرار بالتركيز على الأدبيات باللغة الإنجليزية إلى ضمان منظور دولي وتسهيل النشر الأكاديمي، حيث تعتبر المصادر الإنجليزية عمومًا أسهل في الاقتباس والتكامل عبر التخصصات. ومع ذلك، فإن هذا المعيار الانتقائي يقدم خطر التحيز، حيث قد يتجاهل المساهمات المهمة من المصادر غير الإنجليزية.
بالإضافة إلى ذلك، توجد بعض البيانات ذات الصلة حول “التراث المعماري” في تقارير المشاريع ومواد مطبوعة أخرى نشرت في وقت مبكر من فترة الدراسة، والتي غالبًا ما لا تدرج في مجموعة البيانات الأساسية لـ Web of Science (WoS). قد تؤدي هذه الإغفالات إلى أحجام عينات غير كافية وتحد من شمولية نتائج البحث. بشكل عام، بينما توفر الدراسة رؤى قيمة، فإن هذه القيود تبرز الحاجة إلى الحذر في تفسير النتائج وتقترح طرقًا للبحث المستقبلي التي يمكن أن تشمل مجموعة أوسع من الأدبيات.
DOI: https://doi.org/10.1038/s40494-025-01558-5
Publication Date: 2025-02-28
Author(s): Yanshun Yu et al.
Primary Topic: 3D Surveying and Cultural Heritage
Overview
This systematic literature review investigates the integration of digital technologies in architectural heritage risk management from 2014 to 2024, focusing on English-language publications. The study emphasizes the growing recognition of architectural heritage and the shift towards digital solutions for its preservation. Key technologies examined include Building Information Modeling (BIM), Geographic Information Systems (GIS), and advanced imaging techniques, which have improved non-destructive evaluations and enhanced public engagement through virtual and augmented reality. The review synthesizes findings from various case studies, revealing trends in digital interventions and the interplay between traditional conservation methods and modern technologies, while also addressing challenges such as data integration and the need for comprehensive frameworks.
The conclusion summarizes the findings around three core research questions: (a) the main focus of current literature highlights a growing interest in digital technologies for risk management, with tools like BIM and GIS being prevalent, yet areas like architectural pathology and environmental risk assessment require further exploration; (b) the relationship between traditional and digital methodologies has evolved towards complementary integration, although challenges such as interoperability and data standardization persist; and (c) significant gaps remain in the proactive use of digital tools for holistic lifecycle management, necessitating future research on integrated platforms and AI-driven predictive capabilities. The review underscores the transformative potential of digital technologies in enhancing the resilience and sustainability of architectural heritage, advocating for interdisciplinary collaboration to overcome existing limitations in heritage risk management practices.
Methods
The methods employed in this study consist of a comprehensive literature analysis divided into three key components. Initially, literature was sourced from the Web of Science (WoS) and Scopus databases, which served as the primary repositories for subsequent analysis. The PRISMA guidelines were then utilized to systematically organize and report findings, providing a visual overview of the literature, including annual publication trends and site coverage. This framework also facilitated the classification and identification of specific content within the target literature.
Subsequently, bibliometric tools such as VOSviewer, CiteSpace, and Co-Occurrence 13.4 (COOC 13.4) were employed to illustrate and simulate the scientometric networks at a macro level. This approach enabled the identification of academic gaps and trends within the research landscape. The analysis focused on the clustering and interrelationships of various digital technologies applied to architectural heritage risk management, revealing seven core technological clusters that encompass the entire disaster management process. These clusters include data collection methods (e.g., GIS, remote sensing, drones), modeling and simulation technologies (e.g., BIM), and visualization tools (e.g., AR, VR), highlighting the collaborative and innovative nature of these technologies in enhancing disaster preparedness and response.
Results
The results indicate a significant upward trend in the cumulative number of publications concerning the application of digital technology for risk management of heritage buildings from 2014 to 2024. Citation analysis reveals a steady increase in the number of citations for research papers related to digital tools in architectural conservation, suggesting growing academic interest in this area. Geographically, Europe dominates the research landscape, particularly Italy, which has a rich cultural heritage and a long-standing commitment to heritage protection, exemplified by the establishment of a national agency for cultural heritage in 1909. Other European nations, such as Greece, France, Germany, and Spain, also contribute significantly to this field.
Additionally, a bibliometric analysis visualized through a network diagram illustrates the relationships between key concepts in the literature on risk management and digital technologies in heritage conservation. The diagram highlights influential terms, their co-occurrence, and shifts in focus from 2014 to 2024. Notably, technologies such as Building Information Modeling (BIM), photogrammetry, big data, and artificial intelligence (AI) have gained substantial attention, reflecting an increasing recognition of the necessity to integrate these digital tools into risk management practices to enhance the protection and sustainability of architectural heritage.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the evolution and significance of digital technologies in architectural heritage risk management from 2014 to 2024. It identifies three primary trends: the increasing integration of diverse technologies rather than simple replacements, the refinement of application scenarios, and the diversification of risk management demands. Notably, established technologies like Geographic Information Systems (GIS) continue to play a crucial role alongside emerging tools such as Building Information Modeling (BIM) and Artificial Intelligence (AI), which enhance data collection, analysis, and decision-making processes. The study emphasizes that while new technologies complement existing ones, they also address specific challenges in monitoring and preserving architectural heritage.
Furthermore, the paper highlights the shift towards virtualization in research subjects, driven by advancements in digital tools and the impact of the COVID-19 pandemic, which necessitated remote management solutions. It discusses the growing use of augmented reality (AR) and virtual reality (VR) for immersive experiences in heritage conservation, as well as the integration of Internet of Things (IoT) devices for real-time monitoring. The analysis also points out current research gaps, particularly in understanding the interactions between different technologies and the evolving demands of risk management. Overall, the findings underscore the need for a comprehensive approach that leverages technological advancements to enhance the effectiveness of architectural heritage risk management strategies.
Limitations
The primary limitation of this study lies in the potential inaccuracies associated with the use of visualization-based literature analysis software. The clustering of literature to identify research gaps is generated automatically by the software’s algorithm, which may lead to the identification of major contradictions without sufficient specificity. Notably, this approach excludes research published in languages other than English, which could provide valuable insights. The decision to focus on English-language literature aims to ensure an international perspective and facilitate academic dissemination, as English sources are generally easier to cite and integrate across disciplines. However, this selection criterion introduces a risk of bias, as it may overlook significant contributions from non-English sources.
Additionally, some relevant data on “architectural heritage” are found in project reports and other printed materials published early in the study period, which are often not included in the core dataset of the Web of Science (WoS). This omission may result in inadequate sample sizes and limit the comprehensiveness of the research findings. Overall, while the study provides valuable insights, these limitations highlight the need for caution in interpreting the results and suggest avenues for future research that could incorporate a broader range of literature.