منذ عام 2019، انتقل تطبيق التكنولوجيا الرقمية (DT) في الحفاظ على التراث الثقافي (CHC) عبر مراحل مختلفة: من التنبؤ الهيكلي والصيانة، إلى سير العمل النمذجة المعلمية، إلى إدارة التراث والتقييم التعاوني، وأخيرًا إلى دمج التقنيات والتطبيقات الجديدة عبر المجالات متعددة التخصصات. ما هي اتجاهات التطوير التي يمكن ملاحظتها في تطبيق DT على CHC في السنوات الأخيرة؟ ما هي الصعوبات والتحديات التي يواجهها؟ ركزت الدراسات الحديثة بشكل أساسي على الأساليب المدفوعة بالتكنولوجيا، ولكن هناك نقص في المراجعات المنهجية حول الحالة الحالية للبحث، وتقدم التطبيق، واتجاهات التطوير. تتناول هذه الورقة هذه الفجوات البحثية من خلال استخدام تقنيات الببليومترية، بما في ذلك تحليل الاتجاهات من خلال الرسوم البيانية السنوية للنشر والاستشهاد، ورسم الخرائط باستخدام أدوات بصرية، وتصنيف الموضوعات وإحصائيات التوزيع، والتعاون المشترك وتحليل الكتل الثنائية المعتمدة على الكلمات الرئيسية، وتحليل تكرار الكلمات الرئيسية، وشبكات التواجد الموضوعي، وتحليل المحتوى للمقالات الرئيسية. تم إجراء تحليل علمي باستخدام COOC 6.725 و VOS Viewer، حيث تم تطبيق استراتيجية بحث بوليانية لتصفية 345 مقالة من مجموعة Web of Science Core، تغطي الفترة من 2019 إلى 2024. تشمل أنواع الوثائق التي تم تحليلها المقالات والمراجعات وأعمال المؤتمرات، جميعها باللغة الإنجليزية. أهداف هذه الورقة هي: (1) تلخيص اتجاهات البحث التقدمية؛ (2) تحليل التكامل بين التخصصات؛ (3) رسم خرائط لشبكات التعاون بين المؤلفين؛ (4) استكشاف الإمكانات التطبيقية لـ DT؛ (5) الكشف عن الموضوعات الرائدة؛ و (6) التحقيق في القضايا المحورية. أخيرًا، تناقش هذه الورقة القضايا الأخلاقية والاجتماعية المتعلقة بتطبيقات DT، وخاصة التحديات المتعلقة بإمكانية الوصول إلى التكنولوجيا وحماية البيانات. مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي وDT، من المتوقع أن تظهر DT إمكانات وقيمة أكبر في CHC.

يمثل التراث الثقافي شهادات هامة من تاريخ البشرية وتطور الثقافة، ويُقدَّر ليس فقط لشكله المادي ولكن أيضًا للمعاني التاريخية والثقافية العميقة التي يحتويها . كحجر زاوية لاستمرارية الثقافة، يعكس التراث المادي التغيرات الاجتماعية، ومهارات العمارة، وتجسيد القيم الاجتماعية الماضية،
يلعب دورًا لا يمكن تعويضه في دراسة التحولات الاجتماعية وتطور الثقافة . منذ إصدار “اتفاقية حماية التراث الثقافي والطبيعي العالمي” من قبل الأمم المتحدة في عام 1972، حظي CHC باهتمام دولي متزايد، حيث أصبحت التنمية المستدامة اعتبارًا حاسمًا في الجهود العالمية للحفاظ على الثقافة

جهود الحفاظ . يعتبر التراث المادي، الذي يعمل كمنبه ثقافي للأمم والمناطق، جزءًا حيويًا من الإنتاج الثقافي العالمي . ومع ذلك، على المستوى الفني، يواجه الحفاظ على التراث المادي تحديات شائعة مثل الضعف أمام الأضرار الطبيعية والبشرية، وتغيير الميزات الثقافية الأصلية خلال عمليات التحديث، والقيود بسبب نقص الموارد المالية والتقنية، حيث تؤدي التقدمات التكنولوجية السريعة أحيانًا إلى مشاكل في التوافق والاستمرارية، مثل عدم إمكانية قراءة السجلات الرقمية السابقة بواسطة الأنظمة الأحدث . علاوة على ذلك، قد يؤدي الاعتماد المتزايد على التكنولوجيا إلى تقويض نقل تقنيات ومعرفة الحفظ التقليدية.

تمثل DT نهجًا ثوريًا لأساليب CHC التقليدية، تهدف إلى تحقيق توثيق مفصل، وتحليل عميق، وعرض مبتكر للتراث من خلال وسائل تكنولوجية حديثة . تعزز تقنيات مثل المسح عالي الدقة، والنمذجة ثلاثية الأبعاد، والواقع الافتراضي (VR) بشكل كبير من طرق البحث والعرض والتعليم المتعلقة بالتراث الثقافي، مما يعزز إمكانية الوصول والتفاعل لهذه الأنشطة . يسمح رسم الخرائط باستخدام الطائرات بدون طيار (UAV) والمسح بالليزر (LC) بجمع بيانات مكانية بكفاءة ودقة لمواقع التراث، بينما يمكن للنمذجة الرقمية وVR إعادة إنشاء مشاهد التراث، مما يعزز مشاركة الجمهور والمشاركة التجريبية .

أبايدين يشير إلى أن مواقع التراث المادي، مثل المباني التاريخية , مواقع حطام السفن، الجداريات المعمارية , الدفاعات الحضرية، والسيراميك , لا تشهد فقط على التغيرات في الهياكل الاجتماعية ولكن أيضًا تجسد الذكريات الإقليمية الجماعية. يؤكد ميسن أكثر على أن التراث غير المادي، مثل الموسيقى، والشعر، والطقوس القبلية، يواجه التماثل وضعف الرموز الثقافية والقيم العاطفية. بناءً على طريقة تصنيف الألوان الذكية K-emans، يحاول آو وآخرون تحديد رموز الألوان من اللوحات التصديرية التي تمثل الصورة الحضرية لمدينة قوانغتشو، بهدف اكتشاف قيم مبتكرة يمكن أن تعزز الهوية الثقافية الإقليمية وإحياء التراث. كما يذكر بروسيوس وبوليت أن إحياء التراث لا يتعلق فقط بالحفاظ المادي ولكن أيضًا بدوره في الحفاظ على هوية المجموعة وتعزيز النظام الاجتماعي. على الرغم من تقدم DT، فإن كيفية ضمان أصالة القيمة الجوهرية للثقافة في بيئة مدفوعة بالتكنولوجيا تظل قضية رئيسية يجب معالجتها.

باستخدام الصيغة “allintitle: heritage review” للبحث في Google Scholar، وجدت هذه الدراسة أن عدد المنشورات سنويًا من 2019 إلى 2024 زاد من 143 إلى 173، مما يعكس اهتمام المجتمع المتزايد بـ CHC. بعد مراجعة العناوين والملخصات، تم تصنيف 173 ورقة تم استرجاعها اعتبارًا من 13 أكتوبر 2024 إلى خمس مجالات موضوعية. تركز الفئة الأولى على إدارة التراث والتخطيط، وتناقش نماذج الحوكمة، واستراتيجيات التخطيط، والحماية الفعالة لموارد التراث، خاصة في سياق الإدارة المستدامة وسط التحضر الحديث. تستعرض الفئة الثانية دور DT في CHC، وعرضه، وعمليات الترميم. تستكشف الفئة الثالثة العلاقة بين السياحة التراثية، والحماية، والتنمية الاقتصادية. تحقق الفئة الرابعة في التحديات التي تطرحها تغيرات المناخ على CHC، بما في ذلك تأثير الفيضانات والكوارث الطبيعية الأخرى على المباني التراثية. تعتبر الفئة الخامسة دمج التعليم مع التراث الثقافي، حيث تتناول كيفية نقل التراث من خلال التعليم وتطبيقه في نماذج التدريس الحديثة. تعكس 34 مقالة تطبيقات DT مباشرة في الحفاظ على التراث، مما يبرز إمكاناتها وقيمتها.

رامتوهل وكيدو يركزان على تحديات AR في تعزيز إدراك المستخدم، والانخراط الثقافي، والتعلم ضمن CHC. ميسرا ولورينسو يستعرضان أحدث الأبحاث حول الفحص البصري المدعوم بالذكاء الاصطناعي، مشيرين إلى إمكاناته الكبيرة عند دمجه مع تقنيات الطائرات بدون طيار وإنترنت الأشياء في CHC. باستخدام طريقة PRISMA، يحلل رودريغيز-غارثيا وآخرون العوامل الرئيسية في تطبيقات VR لإعادة بناء التراث الافتراضي وتطوير البرامج الداعمة. يلخص سيلفا وأوليفيرا التطبيقات الحالية والتحديات لتصوير الرقمية في مراقبة الأضرار، والنمذجة ثلاثية الأبعاد، وتعزيز أصالة التراث. يستكشف بريفيرا وآخرون الأدوار الإيجابية والاتجاهات التنموية لتقنية التفاعل الصوتي في تجارب التراث. في قواعد بيانات مثل Scopus وWeb of Science و

مندلي، يفحص حسن وآخرون القضايا الرئيسية، والاستراتيجيات المستدامة المستقبلية، والاتجاهات في تطبيق DT في CHC عبر 424 مقالة. من 932 مقالة، يستعرض هارث التصنيفات الموضوعية والاتجاهات المتعلقة بتطبيق التعلم الآلي في استعادة ألوان التراث من 1999 إلى 2023. يقدم سورايانا وآخرون اتجاهات في تطبيق استعادة الصور الرقمية للمخطوطات القديمة. كومار وغوبتا تقديم مراجعة منهجية للطرق مثل معالجة الصور، التعلم الآلي، والشبكات العصبية من نوع مشفر-مفكك في استعادة الأعمال الفنية التالفة، مع مقارنة نقاط القوة والضعف في الأساليب المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يستكشف ليو و ، دينغ وليانغ ، نيكولاراكيس وكوتساباسيس ، روكا وآخرون. ، توارك وآخرون. ، وغرازيانوفا وميساروس توسيع استخدام التكنولوجيا الرقمية في مجالات استعادة الأزياء القديمة، السرد الثقافي، إدارة التراث، تقييم المباني التاريخية، واستعادة المواد من خلال تقنيات نمذجة معلومات البناء، الواقع المعزز، الطائرات بدون طيار، والتوائم الرقمية.

تشير الزيادة المتزايدة في عدد المنشورات كل عام إلى قيمة التكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي، بينما تظهر المجالات الموضوعية المتنوعة نطاق تطبيقات التكنولوجيا الرقمية. تستخدم العديد من الدراسات طرق المراجعة اليدوية، بينما يركز بعض العلماء على تطبيق تقنيات محددة للتكنولوجيا الرقمية. تستخدم بعض الدراسات القوائم العلمية لمراجعة الوضع الحالي والاتجاهات للتكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي، مثل عمل ليان وشيا ، زانغ وآخرون. ، هاريسانتي وآخرون. ، وبورتو وآخرون. على الرغم من أن هذه الدراسات تغطي نطاقًا زمنيًا واسعًا وتقدم تصنيفات مفصلة لتقنيات محددة للتكنولوجيا الرقمية، إلا أنها لا تزال تقدم القيود التالية: (1) نقص التحليل المنهجي للتكنولوجيا الرقمية في مراحل التطوير المختلفة، مما يجعل من الصعب تقديم تطورها بشكل شامل؛ (2) تحليل غير كافٍ للمواضيع المحورية وتغيراتها بمرور الوقت؛ (3) نقص النقاش حول تأثير التقنيات عبر مناطق مختلفة وعلى المستوى الدولي؛ (4) تركيز محدود على الإمكانات التعاونية والمبتكرة للتكنولوجيا الرقمية في البحث بين التخصصات. تعيق هذه القيود استكشافًا أكثر شمولاً للاتجاهات العامة للتطبيقات وتأثير التكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي. على الرغم من أن الذكاء الاصطناعي والتكنولوجيا الرقمية قد تطورا بسرعة، إلا أن هناك حاليًا عددًا قليلاً من المقالات التي تلخص تطبيقاتها في التراث الثقافي على مدار السنوات الست الماضية، خاصة من حيث مراحل التطوير، تغييرات الموضوعات المحورية، التأثير الإقليمي والدولي، وتصنيف التخصصات والتعاون. تهدف هذه الورقة إلى معالجة هذه الفجوات البحثية.

في السنوات الأخيرة، دفعت التكنولوجيا الرقمية العرض الرقمي والوظائف التعليمية للتراث الثقافي، مما يمكّن الجماهير من فهم أعمق للأهمية الاجتماعية للتراث من خلال تجارب متعددة الحواس. شهدت الأبحاث ذات الصلة تطورًا متعدد المراحل، تطورت من جمع البيانات والأرشفة الرقمية إلى إعادة البناء الافتراضية والتجارب الغامرة. ما هي الاتجاهات التطويرية التي تتضح حاليًا في تطبيق التكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي؟ ما هي الصعوبات والتحديات التي تواجهها؟ استجابةً لهذه القضايا، تهدف هذه الورقة إلى تحليل أحدث الاتجاهات التطبيقية والوضع الحالي للتكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي من 2019 إلى 2024، مع الأهداف التحليلية التالية: (1) تلخيص الاتجاهات البحثية الخاصة بكل مرحلة من إحصائيات المنشورات السنوية والاستشهادات، واستخدام تصور الخرائط لعرض التأثير الدولي للبحث الإقليمي؛ (2) تحليل تطبيق التكنولوجيا الرقمية في التكامل متعدد التخصصات من خلال إحصائيات تصنيفات الموضوعات وعدد المقالات تحت كل فئة؛ (3) استكشاف التعاون بين المؤلفين من خلال تحليل التجميع المشترك بناءً على المؤلفين والكلمات الرئيسية؛ (4) تقديم الاتجاهات المهمة للتكنولوجيا الرقمية والتكنولوجيات من خلال تحليل تكرار الكلمات؛ (5) تقديم عدة مواضيع بحثية أساسية باستخدام شبكة التكرار الموضوعي؛ و(6) التركيز على المواضيع الحدودية والقضايا الساخنة من خلال تحليل الأدبيات الرئيسية. أخيرًا، تلخص هذه الورقة بشكل منهجي الوضع الحالي والاتجاهات لتطبيقات التكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي وتوسع النقاش إلى مستوى المسؤولية الأخلاقية والاجتماعية، خاصة فيما يتعلق بالتحديات في الوصول التكنولوجي وحماية البيانات. لا توفر تطوير التكنولوجيا الرقمية وجهات نظر وأدوات جديدة للتراث الثقافي فحسب، بل تواجه أيضًا تحديات مثل التكيف التكنولوجي، استدامة التمويل، دعم السياسات، والحساسية الثقافية.

استنادًا إلى قيود الطرق الكمية التقليدية، مثل القيود على عدد التنفيذات، والقيود في التحليل الديناميكي،

وتكاليف حسابية عالية ، اقترح ناكي (المعروف أيضًا بمقاييس الذكاء) ، والتي تم تطويرها لاحقًا من قبل رياضيين مثل دي سولا برايس وبيج ، لايمكولر ، فوس ، بروكس ، وغارفيلد . كفرع، تعتبر الببليومترية طريقة تعتمد على المبادئ الرياضية والإحصائية لتحليل الاتجاهات البحثية، تعود إلى هولم ، الذي اقترح مفهوم ‘الببليوغرافيا الإحصائية’، وبريتشارد ، الذي صاغ مصطلح ‘الببليومترية’. تعتبر حالة التطبيق التشريحي لكول وإيلز مثالًا مبكرًا على هذه الطريقة، تكشف عن هيكل التوزيع، والعلاقات الكمية، وأنماط التغير في الأدبيات. تعتمد هذه الطريقة على ثلاثة قوانين رئيسية : قانون إنتاجية المؤلفين لوتكا، قانون توزيع تكرار الكلمات لزيبف، وقانون المجلات العلمية لبرادفورد. بالمقارنة مع استخراج النصوص ، تحليل المحتوى ، وطريقة دلفي ، تعتبر الببليومترية، كطريقة لاستخراج البيانات غير المنظمة، مناسبة بشكل خاص لفهم الاتجاهات والتوجهات في الظواهر .

على عكس البرمجيات مثل CiteSpace وHistCite وVOS Viewer، تستخدم هذه الدراسة الإصدار 6.725 من أداة COOC التي طورتها فريق أكاديمي من الجامعات الصينية لأداء الببليومترية، والتي تدعم وظائف متعددة مثل الشبكات المشتركة، التجميع الدلالي، وإحصائيات التكرار . بالمقارنة مع ROST CM 6.0 التي طورتها جامعة ووهان ، فإن COOC 6.725 أكثر تقدمًا في واجهة المستخدم وتصوير البيانات. تم دمج أداة VOS Viewer، التي طورتها مركز دراسات العلوم والتكنولوجيا، في COOC 6.725، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لشبكات التعاون الأكاديمي وتحليل الاستشهادات . لذلك، فإن تعدد وظائف البرمجيات، وسهولة الاستخدام، وتوافق البيانات هي الأسباب لاختيارها.

بالإضافة إلى التحليل الإحصائي للمنشورات والاستشهادات، تستخدم هذه الورقة عدة طرق ببليومترية، بما في ذلك تحليل تكرار الكلمات، رسم الخرائط الثنائية، الشبكات المشتركة الموضوعية، وتحليل الأدبيات الساخنة. تهدف هذه الطرق إلى كشف الاتجاهات الأساسية وهياكل المعرفة في مجال البحث من خلال تحليل البيانات متعدد الأبعاد، وبالتالي تحديد الحالة الحالية والاتجاهات داخل مجال البحث. يساعد تحليل تكرار الكلمات، من خلال حساب تكرار ظهور الكلمات الرئيسية، في تحديد المفاهيم والمواضيع ذات التكرار العالي، مما يبرز المناطق المركزة من التركيز البحثي والمواضيع الرائجة. يسهل ذلك اكتشاف الاتجاهات البحثية الرئيسية وتوزيعها عبر الأدبيات . يعد رسم الخرائط الثنائية طريقة تحليلية متقاطعة تستخدم لفحص العلاقات بين متغيرين. استنادًا إلى العلاقات المشتركة بين المؤلفين والكلمات الرئيسية، يمكن لرسم الخرائط الثنائية تحديد الروابط بين مجموعات البحث المختلفة، مما يكشف عن الهيكل المنطقي الكامن داخل مجالات البحث المحددة . باستخدام أداة VOS Viewer، يمكن أن تكشف شبكة تكرار الكلمات الناتجة عن الروابط المشتركة عن المجموعات الموضوعية الرئيسية وترابطها داخل مجال البحث، مما يكشف عن الاتجاهات البحثية . بالإضافة إلى ذلك، من خلال
مراجعة الأدبيات الساخنة المدرجة في لوحة بيانات Web of Science، يمكن للعلماء استكشاف المواضيع التي تتلقى حاليًا اهتمامًا واسعًا وتحديد الفجوات المعرفية المحتملة والحدود البحثية الناشئة داخل المجال.

تقدم الشكل 1 إطار البحث لهذه الورقة: (1) بعد توضيح مواضيع البحث، يقدم المنهجية المبادئ الأساسية للببليومترية، مع شرح للأدوات التحليلية المستخدمة والأسباب وراء اختيارها (الطريقة الببليومترية). بعد ذلك، تم وضع معايير البحث للأدبيات، وتم إجراء تنظيف للبيانات على نتائج البحث لضمان دقة التحليلات اللاحقة (معالجة البيانات). (2) تنقسم مرحلة التصميم التجريبي إلى ثلاثة أجزاء مع سبع تحليلات محتوى. الجزء 1 يحلل المنشورات والاستشهادات لرسم خرائط مراحل تطور البحث وتأثير المناطق المختلفة (إحصائيات المنشورات والاستشهادات السنوية). الجزء 2، باستخدام لوحة تصنيف الموضوعات من Web of Science وإحصائيات تكرار الكلمات وشبكة شراكة المؤلفين المقدمة من COOC 6.725، يكشف عن الاتجاهات الديناميكية للتكامل بين التخصصات (تحليل الموضوعات الحدودية بناءً على تصنيف التخصصات، مصفوفة ثنائية الأبعاد). الجزء 3 يستخدم شبكة التكرار والتحليل للمقالات الساخنة لكشف الموضوعات الشائعة واتجاهات البحث (تحليل اتجاهات البحث والمواضيع الساخنة بناءً على الشبكات المتكررة والمقالات ذات الاستشهادات العالية). (3) تناقش المرحلة 3 نتائج البحث والاتجاهات، مع تحليل حالات التطبيق الحالية لتسليط الضوء على الإمكانات والقيمة للتكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي. أخيرًا، تحدد الورقة قضايا جديدة، وتناقش قيود البحث، وتقدم اقتراحات للتحسين (المناقشات).

تتضمن الخطوة الأولى تحديد موضوع البحث ونطاقه. تم الحصول على البيانات لهذه الورقة من قاعدة بيانات Web of Science الأساسية. تستخدم هذه الدراسة مجموعة Web of Science الأساسية لتحليل الأدبيات، مع تحديد الإطار الزمني من 1 يناير 2019 إلى 5 مارس 2024، من أجل تحليل الاتجاهات والنتائج البحثية الحديثة. استراتيجية البحث البوليانية هي طريقة تعزز كفاءة البحث من خلال دمج الكلمات الرئيسية بدقة، بهدف تضييق نطاق البحث بشكل فعال باستخدام العوامل المنطقية (مثل AND، OR، NOT)، مما يضمن أن الأدبيات المسترجعة تتماشى عن كثب مع موضوع البحث. . تركز هذه الطريقة على اعتبار أشكال مختلفة من الكلمات الرئيسية خلال مرحلة البحث، مثل المصطلحات الموسعة، والمرادفات، والكلمات العليا، والكلمات الدنيا. تقدم الجدول 1 معايير البحث المستخدمة، بينما يجب أن تتوفر الشروط التالية عند تحديد الكلمات الرئيسية. : 1) اعتبار المرادفات: بما أن ‘البناء’ و ‘العمارة’ لهما معاني مشابهة، يجب إدخال كل من ‘البناء التاريخي’ و ‘العمارة التاريخية’ في مربع البحث وربطهما باستخدام ‘أو’ لضمان استرجاع المقالات التي تحتوي على هذه المصطلحات في العنوان. هذه الطريقة تتجنب بشكل فعال فقدان الأدبيات ذات الصلة بسبب اختلافات المفردات؛ 2) اعتبار الأشكال المفردة والجمع للكلمات الرئيسية: قواعد البحث في الويب

قاعدة البيانات: فهرس استشهادات العلوم الموسع (SCI)؛ فهرس استشهادات العلوم الاجتماعية (SSCI)؛ فهرس استشهادات الفنون والعلوم الإنسانية (AHCI).
أنواع الوثائق: مقال؛ ورقة مؤتمر؛ مقال مراجعة.
نطاق الوقت: من 2019-01-01 إلى 2024-03-05.
اللغة: الإنجليزية.

قاعدة بيانات العلوم تتعرف تلقائيًا على المصطلحات المفردة والجمع وتدمجها. عند البحث عن ‘بناء’، ستتضمن النتائج بالفعل مقالات تستخدم ‘مباني’ ككلمة مفتاحية، مما يتجنب إمكانية البحث المكرر أو فقدان الأدبيات ذات الصلة؛ 3) اعتبار توسيع الأفعال والصفات: ‘رقمي’ و’رقمنة’ هما الشكلان الصفي والفعل من الاسم ‘رقمنة’، بينما ‘تاريخي’ هو شكل موسع من ‘تاريخي’. يساعد التغطية الشاملة للمصطلحات الموسعة في زيادة دقة وشمولية البحث؛ 4) اعتبار اختلافات تهجئة الإنجليزية البريطانية والأمريكية: قد يكون لنفس المصطلح تهجئات مختلفة في الإنجليزية البريطانية والأمريكية. إذا تم اختيار ‘رقمنة’ ككلمة مفتاحية، فيجب أيضًا تضمين ‘رقمنة’ في مجموعة مصطلحات البحث؛ 5) اعتبار الكلمات المركبة والاختصارات: قد تستخدم العديد من المقالات المتعلقة بـ ‘نموذج معلومات المباني التراثية’ شكلها المختصر، ‘HBIM.’ عند البحث، يجب اعتبار كل من المصطلح الكامل واختصاره لضمان استرجاع جميع المقالات التي تستخدم أيًا من الشكل الكامل أو المختصر؛ 6) لا حاجة للتمييز بين الكتابة بحروف كبيرة وصغيرة: عند البحث عن ‘ذكي’، يمكن استرجاع المقالات التي تحتوي على ‘ذكي’ أو ‘ذكي’ في العنوان. من خلال اعتماد الاستراتيجيات المذكورة أعلاه، يمكن تحسين جودة استرجاع الأدبيات بشكل كبير. تم استرجاع ما مجموعه 385 مقالة بناءً على المعايير المحددة في الجدول 1.

الخطوة الثانية تتضمن استخراج ومعالجة بيانات الأدبيات. تنظيف البيانات هو تقنية حيوية في معالجة البيانات تُستخدم لتحديد و
تصحيح الأخطاء والتناقضات والبيانات غير المكتملة داخل مجموعات البيانات، مما يضمن فعالية وموثوقية التحليلات. توضح الشكل 2 عملية استرجاع الأدبيات وتنظيف البيانات. على الرغم من أن استراتيجية البحث البوليانية تضيق نطاق الأدبيات وتحسن من صلة نتائج البحث في مرحلة الاسترجاع الأولية، إلا أنه لا يزال من الصعب ضمان أن جميع المقالات ذات صلة عالية بموضوع البحث. لذلك، فإن استبعاد المقالات غير ذات الصلة أمر ضروري لتحسين جودة مجموعة البيانات. من خلال الوصول إلى لوحة نتائج البحث في Web of Science، تستبعد هذه الدراسة أولاً الفئات والمقالات المرتبطة بها ذات الصلة المنخفضة من أعمدة “مواضيع الاقتباس المتوسطة (30)” و”مواضيع الاقتباس الدقيقة (10)”. معايير الإدراج والاستبعاد للأدبيات، التي تمت مراجعتها يدويًا، هي كما يلي (1) يجب استبعاد الفئات ومقالاتها ذات الصلة المنخفضة بتطبيق DT في CHC. على سبيل المثال، قد تكون دراسة مرتبطة بالتراث، ولكن إذا كان محتواها يميل أكثر نحو البيولوجيا أو مجالات أخرى ذات صلة قليلة بتطبيقات DT، يجب استبعاد المقالات تحت هذه الفئات؛ (2) يتم الاحتفاظ بالمقالات التي تتضمن عناوينها الكلمات الرئيسية الأساسية لموضوع البحث. إذا لم يكن من الممكن تحديد صلة المقالات بوضوح من العنوان وحده، يجب مراجعة الملخص لتقييم ملاءمتها للإدراج؛ (3) يجب أيضًا استبعاد المقالات التي تحتوي على مصطلحات غامضة أو متعددة المعاني والتي لا تذكر صراحة صلتها المباشرة بتطبيقات DT في CHC في الملخص لضمان دقة مجموعة البيانات ودقة التحليل اللاحق.

استنادًا إلى معايير الفحص المذكورة أعلاه، تم استبعاد 40 مقالة ذات صلة منخفضة. ثم تم تصدير المقالات المتبقية البالغ عددها 345 من Web of Science بتنسيق نص عادي (مع الحفاظ على السجلات الكاملة والاستشهادات المرجعية) وتم دمجها باستخدام COOC 6.725. بعد ذلك، تم فرز البيانات ومراجعتها وتصفيتها في Excel بناءً على سنة النشر، المؤلف، الكلمات الرئيسية، والملخصات لإزالة أي شذوذ. بعد الفحص، وُجد أن معلومات المقالات الـ 345 كانت كاملة وذات صلة عالية، مما يضمن موثوقية التحليل اللاحق.

سيتم تقسيم عرض نتائج التحليل إلى ثلاثة أقسام: (1) قسم إحصائيات النشر والاستشهاد السنوية يوفر إحصائيات سنوية عن نشر واستشهاد 345 مقالة تم استرجاعها بين عامي 2019 و2024 باستخدام برنامج Stata SE (64 بت). يهدف هذا التحليل إلى كشف النمو وتطور الأنشطة البحثية في هذا المجال بمرور الوقت، مما يساهم في فهم اتجاهات البحث. (2) قسم تحليل الموضوعات الحدودية بناءً على التصنيف التخصصي، يستخدم مصفوفة ثنائية الأبعاد لتحليل توزيع الموضوعات لهذه المقالات، مع تحديد نسبة المساهمات من مختلف التخصصات في أبحاث CHC واتجاهات التعاون بين التخصصات. بالإضافة إلى ذلك، يتضمن هذا القسم إحصائيات تكرار الكلمات وتحليل شبكة التأليف المشترك لاستكشاف أنماط التعاون بين المجموعات الأكاديمية الرئيسية وتأثيرها في CHC. (3) قسم تحليل اتجاهات البحث والمواضيع الساخنة بناءً على الشبكات المتزامنة والمقالات ذات الاستشهادات العالية يستخدم أداة VOS Viewer لإجراء تحليل شبكة التزامن بناءً على الكلمات الرئيسية، بهدف كشف المجالات الموضوعية الأساسية وكشف العلاقات بين مواضيع البحث المختلفة وبناء أنظمة معرفتها. علاوة على ذلك، ستقوم هذه الورقة بتحليل 19 مقالة ساخنة لتقديم مواضيع ومحتوى رائج.

من خلال تنظيم الأقسام حول مراحل التطور الزمني، توزيع موضوعات المقالات، إحصائيات تكرار الكلمات، الشبكات الاجتماعية، وأبحاث المقالات الساخنة، يسهل هذا الهيكل مراجعة منهجية من منظور كلي إلى جزئي. يدعم هذا الإطار التحليلي التقدمي تحقيق الأهداف البحثية الستة المقترحة في قسم ‘المقدمة’. تظهر نتائج التحليل أنه على الرغم من وجود انخفاض في المنشورات في عام 2023، إلا أن الطلب على البحث في DT لا يزال ينمو. جودة البحث ليست مرتبطة تمامًا بعدد المنشورات. لقد مرت تطبيقات DT في CHC بفترة استكشاف، وفترة تطوير متنوعة، وفترة تكامل، مما يبرز الأدوار الرئيسية للتعاون بين التخصصات والتقدم التكنولوجي. علاوة على ذلك، هناك اتجاه واضح نحو التكامل متعدد التخصصات في مجال DT، لا سيما في علوم الاستشعار عن بعد والتصوير، على الرغم من أن التكامل مع التخصصات الأساسية لا يزال يحتاج إلى تحسين. كانت إعادة البناء الرقمية وتقييم المخاطر هما الاتجاهان الرئيسيان لتطبيقات DT في CHC من 2019 إلى 2024.

تحليل النشر والاستشهاد هو عملية لت quantifying وتحليل الأدبيات حول موضوع معين ضمن مجال أكاديمي لتحديد التحولات والاتجاهات في النشاط البحثي. . تقدم الجدول 2 عدد المقالات
المُنشورة واستشهاداتها المتعلقة بالدراسات من 2019 إلى 2024، جنبًا إلى جنب مع تكرار المصطلحات (TF) للكلمات الرئيسية المرادفة لـ ‘الرقمنة’. تتضمن الأرقام أيضًا بيانات من أعلى 5 دول. توضح الشكل 3 التغيرات في الاتجاهات السنوية في هذه البيانات. في فترة الست سنوات، كانت أعلى خمس دول من حيث حجم النشر، من الأعلى إلى الأدنى، هي إيطاليا (155)، إسبانيا (56)، البرتغال (27)، الصين (23)، والولايات المتحدة (21). من حيث حجم الاستشهادات، كانت الترتيبات هي إيطاليا (1649)، إسبانيا (587)، فرنسا (239)، الصين (238)، واليونان (129). بدأ التركيز على تطبيق DT في الحفاظ على التراث في عام 2022. على الرغم من وجود انخفاض في المنشورات في 2023-2024، إلا أن TF لـ DT المذكور مباشرة في الكلمات الرئيسية وصل إلى 28 مرة في 2023، مما يعكس طلب المجتمع الأكاديمي على ابتكار DT. تشير خاصية وجود منشورات منخفضة (45) ولكن استشهادات عالية (1008) إلى أن النتائج المنشورة في 2020 كانت معترف بها على نطاق واسع، خاصة استشهادات إسبانيا (297). تشير هذه البيانات إلى أن الانتباه لا يعكس بالضرورة جودة البحث بالكامل؛ 4) يظهر العدد الإجمالي للمنشورات اتجاهًا تصاعديًا عامًا (من 45 إلى 91)، كما تكشف المنشورات المهمة (عدد متوسط النشر السنوي هو 25، عدد متوسط الاستشهاد السنوي هو 275) أيضًا عن المستوى العالي من الاهتمام الذي يوليه العلماء الإيطاليون للتراث الرقمي. تطورت مواضيع البحث من التنبؤ الهيكلي والصيانة، إلى سير العمل في النمذجة المعلمية، إلى إدارة التراث التعاونية والتقييم، وإلى تكامل التكنولوجيا والتطبيقات الجديدة عبر المجالات متعددة التخصصات. يعرض هذا التحول تفكير العلماء الجديد واستكشافهم لـ DT من التطبيقات المحلية إلى الشاملة، من الجزئي إلى الكلي، ومن التطبيقات المحددة إلى الواسعة.

في مراحل التطور، كانت المرحلة الأولى (2019-2020) تمثل فترة الاستكشاف لـ DT، لا سيما في مجالات مثل التعلم العميق وHBIM للكشف عن الأضرار . ركز البحث خلال هذه الفترة على تطوير واختبار DT لتعزيز دقة وكفاءة تشخيص التراث الثقافي، مثل التصوير الفوتوغرافي الرقمي وتحليل السطح ثلاثي الأبعاد . شهدت المرحلة الثانية (2021-2023) التطور المتنوع لتطبيقات DT تحت التقدم التكنولوجي، جنبًا إلى جنب مع اتجاه كبير نحو التكامل بين التخصصات. شهدت هذه الفترة التطبيق الواسع للتعلم الآلي وHBIM في إدارة التراث ، على الرغم من أن العديد من العلماء ظلوا يركزون على التنبؤات الهيكلية وتقنيات النمذجة المتقدمة نظرًا لإمكاناتها في التقييم الشامل والحفاظ على التراث المعماري. بالإضافة إلى ذلك، زاد استخدام النماذج المعلمية والتوائم الرقمية بشكل كبير. تم أيضًا توسيع تقنيات DT لتشمل الحفظ الوقائي واستخدام وAR في التعليم التفاعلي. المرحلة الثالثة (ما بعد 2023) هي مرحلة التكامل لـ DT، مع التركيز على تكامل البيانات ، التعاون بين التخصصات ، واستراتيجيات الاستدامة . خلال هذا الوقت، استمرت التحديات في التكامل التطبيقي بين التخصصات لـ DT ومشاركة البيانات ، مما يتطلب تطوير طرق وأدوات جديدة لتعزيز كفاءة وتأثير تنفيذ التكنولوجيا . على الرغم من الاهتمام الكبير من العلماء الصينيين بـ DT في عام 2022، إلا أن حجم منشوراتهم ظل منخفضًا نسبيًا مقارنة بالمناطق الأخرى. علاوة على ذلك، كانت مساهمات البحث من العلماء الصينيين وانغ وآخرون ، زو وآخرون ، وسن وآخرون في مجال الكشف التلقائي عن الأضرار وصيانة المباني التاريخية قد تم الاستشهاد بها بشكل كبير. لا تزال التنبؤات الهيكلية وصيانة التراث الثقافي تطبيقات أساسية لـ DT .

تظهر الشكل 4 إحصائيات الاقتباسات لـ 41 منطقة نشر من 2019 إلى 2024، حيث لم يتم اقتباس مقالات من ست مناطق، وهي بلغاريا، قبرص، إندونيسيا، إسرائيل، هولندا، ورومانيا. على الرغم من أن الصين تتخلف عن المناطق الأخرى من حيث حجم النشر، إلا أن عدد الاقتباسات المرتفع نسبيًا يشير إلى جودة بحث جيدة؛ ومع ذلك، لا يزال المستوى العام للتكنولوجيا الرقمية متخلفًا عن ذلك في المناطق الأوروبية. المناطق ذات التاريخ الطويل تعطي أهمية أكبر للتراث الثقافي، مثل إيطاليا، إسبانيا، البرتغال، فرنسا، والصين. نتائج البحث الأوروبية هي الأكثر تأثيرًا (حيث تتجاوز الاقتباسات الإجمالية تلك الخاصة بالمناطق الأخرى بكثير)، وتمثل أعلى جودة بحث على مستوى العالم، تليها آسيا، أمريكا الجنوبية، وأمريكا الشمالية. ربما بسبب الاختلافات في مستويات التحضر، معايير التعليم، والتقدم التكنولوجي، فإن تطبيق التكنولوجيا الرقمية في مجال التراث هو هامشي نسبيًا في المناطق ذات مستويات التنمية الحضرية المنخفضة، مثل أفريقيا وأوقيانوسيا.

تكشف لوحة البحث في Web of Science عن تصنيف الموضوعات لـ 345 مقالة نُشرت بين عامي 2019 و2024. يتم تصنيف هذه المقالات إلى 54 تخصصًا رئيسيًا، و39 موضوعًا ميسو للاقتباس، و39 موضوعًا للاقتباس.

الميكرو. توضح الشكل 5a عدد المقالات في كل فئة، مع تسليط الضوء على المواضيع المتعلقة بالاستشعار عن بعد، والجغرافيا، وعلوم الحاسوب، وعلوم المعلومات باللون الأحمر. يقدم الشكل 5b عدد المقالات في أعلى 10 مواضيع ضمن مواضيع الاقتباس الميسو ومواضيع الاقتباس الميكرو، باستخدام ألوان مختلفة لتمييز التباينات في الكمية. تشير الخطوط المنقطة المتصلة بالنقاط البيضاء إلى القيمة الوسيطة للبيانات. يعكس الشكل 5 بشكل شامل اتجاه البحث في التكامل متعدد التخصصات. لقد تجاوزت المناقشات الأكاديمية في CHC الحدود التقليدية، متوسعة إلى مجالات متعددة التخصصات مثل الاستشعار عن بعد، وعلوم التصوير، وعلوم الحاسوب متعددة التخصصات، وعلوم المواد متعددة التخصصات، التي تحمل أهمية كبيرة. تكشف هذه التوزيعة البيانية عن إمكانيات التكنولوجيا الحديثة في CHC. تظل علم الآثار، والهندسة المعمارية، والعلوم الإنسانية متعددة التخصصات، وتكنولوجيا بناء الإنشاءات من التخصصات الأساسية في CHC، مما يشير إلى أن تكامل هذا المجال مع التخصصات الأخرى لا يزال يتطلب مزيدًا من التطوير.

في الأقسام التالية، ستوضح هذه الدراسة اتجاهات التطبيق ضمن CHC من خلال تحليل تكرار الكلمات الرئيسية. أولاً، تم نسخ 1,632 كلمة رئيسية من 345 مقالًا في جدول بيانات المصدر إلى مستند فارغ، وتم تصحيح أي تناقضات في التنسيق – مثل المسافات الزائدة، أو السلاسل غير المتسقة، أو الاختلافات في حالة الأحرف. بعد ذلك،

تم استخدام لوحة إحصائيات تكرار الكلمات في أداة COOC 6.725، وتم استيراد الملف إلى البرنامج بتنسيق Excel لتقسيم الكلمات الرئيسية وحساب التكرار. ثم، استنادًا إلى وظيفة تمييز التكرار في Excel، تم إجراء مراجعة يدوية للتشابهات الدلالية والتكرارات بين الكلمات الرئيسية، وتم دمج الكلمات الرئيسية المتشابهة. نظرًا لأن COOC 6.725 غير قادر على التعرف تلقائيًا ودمج أزواج المفرد والجمع (مثل “أنظمة” و “نظام”) أو الأشكال المختصرة (مثل “ثلاثة أبعاد” و “3D”)، كانت التحقق اليدوي خطوة حاسمة. بعد ذلك، تم فرز الكلمات الرئيسية بترتيب تنازلي بناءً على التكرار، وتم إجراء جولة ثانية من التحقق لضمان دقة البيانات. تقدم الجدول 3 أعلى 50 كلمة رئيسية حسب التكرار. النص الغامق يظهر المصطلحات التقنية المستخدمة بشكل شائع في مجال CHC. التقنيات المستخدمة بشكل متكرر ( تشمل نمذجة معلومات البناء (BIM)، المسح بالليزر الأرضي، سحابة النقاط، إعادة البناء ثلاثي الأبعاد، والفوتوغرامترية الرقمية. تليها تقنية المسح إلى BIM، والواقع الافتراضي، والتوائم الرقمية. تقنيات أقل استخدامًا تشمل الليدار والطائرات بدون طيار.

تقوم هذه الدراسة بإنشاء شبكة مصفوفة ثنائية الأبعاد تعتمد على المؤلفين والكلمات الرئيسية باستخدام أداة COOC 6.725. تم تعيين معايير التحليل على حجم نشر قدره وتكرار الكلمة الرئيسية (TF) لـ ، تليها إنشاء خريطة ثنائية التجميع. توضح الشكل 6 أنماط الارتباط والتجميع للكلمات الرئيسية والمواضيع في الدراسات التي أجراها مؤلفون مختلفون، كاشفة عن مجموعات بحثية وشبكات اهتمام داخل المجتمع الأكاديمي. لتحسين وضوح النص في الشكل، تم تقليم المنطقة المركزية من الوثيقة الأصلية (القسم الثانوي غير المجمع). يوضح الشكل اهتمامات البحث التي تم
لقد garnered اهتمامًا كبيرًا في المجموعة A والمجموعة B. يكشف أنه على مدار السنوات الست الماضية، كانت اتجاهات البحث تركز بشكل أساسي على مواضيع مثل HBIM، المتاحف الافتراضية، GOG، والمسح بالليزر. بالإضافة إلى ذلك، كان هناك تركيز ثانوي على الكائنات المعمارية المعقدة، نظم المعلومات الجغرافية، الأنطولوجيا، وTLS. تعكس هذه الظاهرة الاعتماد المتزايد للمجتمع الأكاديمي على التقنيات المتقدمة في الحفاظ على التراث وإدارته، فضلاً عن استكشاف التقنيات الناشئة في التطبيقات العملية. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر الشكل 6 نمط توزيع مع مناطق مركزة عند الأطراف ووسط نادر، مما يشير إلى تركيز منخفض على مجالات معينة ونتيجة تكتل متشظي ومتناثر. تكشف هذه الظاهرة أيضًا بشكل غير مباشر عن أوجه القصور في التعاون بين التخصصات، ودمج المعرفة، ودمج تطبيقات DT في الحفاظ على التراث، مما يكشف عن فجوات كبيرة في التآزر والتعاون بين التخصصات. يشير هذا النمط التوزيعي إلى أنه بينما يتم تطبيق DT بشكل واسع في مجال التراث، فإن مستويات تطبيقه ودمجه تختلف بشكل كبير بين المجتمعات البحثية والتخصصات المختلفة، مما يؤدي إلى تشتت المعرفة وتطبيقات التكنولوجيا. بريفيتالي وآخرون برومانا وآخرون هم المجموعات الرئيسية في المجموعة أ، مع التركيز على كيفية دمج أساليب النمذجة المبتكرة والأنظمة التفاعلية بشكل فعال لتعزيز دقة وكفاءة التحليل المعماري وكيفية تعزيز تبادل البيانات والتعاون متعدد التخصصات في عملية رقمنة التراث الثقافي. برونو ورونسيلا نيتو-خوليان وآخرون موياño وآخرون أدامي وآخرون هي المجموعات الرئيسية في المجموعة ب، التي تركز على كيفية استخدام الوسائل الرقمية لمراقبة وتسجيل وإدارة وتحليل التشوهات الهيكلية للمباني التاريخية، وكيفية دمج التقنيات الناشئة واستكشاف الأساليب المنهجية في الحفاظ على التراث الثقافي.

تستكشف هذه القسم الاتجاهات السائدة لتطبيقات التكنولوجيا الرقمية في مجال الحفاظ على التراث. من خلال تنظيم الكلمات الرئيسية في جدول بيانات Excel وإنشاء مصفوفة تكرار مشترك، استخدمت هذه الدراسة أيضًا برنامج VOS Viewer لبناء خريطة شبكة تكرار موضوعية. في هذه الشبكة، يتم تمييز الكلمات الرئيسية المرتبطة أو المجاورة لبعضها البعض بنفس اللون لتسهيل التعرف على الكتل الموضوعية. تم تشكيل ما مجموعه ثمانية كتل، مع أربعة كتل رئيسية تركزت حول الكلمات الرئيسية الأساسية ‘التراث الثقافي – HBIM – التصوير الفوتوغرافي ثلاثي الأبعاد’، ‘BIM – التوثيق – سحابة النقاط’، ‘Scan-to-BIM – الحفاظ – التوافق’، و ‘الهشاشة – الإدارة’. تعرض الجدول 4 العناصر المكونة والمواضيع الأساسية لهذه الكتل. بشكل عام، يمكن تصنيف هذه المواضيع الأربعة بشكل أكبر إلى الاتجاهين التاليين: (1) تطبيق تقنيات التسجيل الرقمي الشامل وإعادة البناء للتراث الثقافي؛ (2) استراتيجيات لتقييم المخاطر والافتراضية لمباني التراث الثقافي.

توجه 1 يركز على استخدام تكنولوجيا المعلومات الرقمية (DT) للتوثيق وإعادة البناء الديناميكي ثلاثي الأبعاد للتراث الثقافي، موفراً أدوات لتخزين المعلومات والتصور لدعم جهود الحفظ والترميم. باستخدام إطار عمل HBIM، برونو ورونسيلا تم تنظيم وتخزين وإدارة المعلومات الهندسية، وتسهيل مشاركة البيانات وقابلية الاستخدام من خلال قاعدة بيانات مستقلة مرتبطة بنماذج ثلاثية الأبعاد يمكن الوصول إليها عبر تطبيقات سطح المكتب وواجهات الويب، مما يعالج بشكل فعال القيود في واجهة مستخدم HBIM وإمكانية الوصول إلى البيانات. علاوة على ذلك، كروتشي وآخرون. استكشفت نهجًا شبه تلقائي باستخدام تقنيات التعلم الآلي لإعادة بناء نموذج معلومات المباني التراثية من بيانات السحابة النقطية، مما يعزز توثيق القطع الأثرية التراثية. بالإضافة إلى ذلك، قام يانغ وآخرون. أظهر كيف يمكن لنمذجة المعلومات البنائية (BIM) والنمذجة ثلاثية الأبعاد توثيق وإدارة التراث رقميًا، من خلال دمج العناصر الهندسية مع المعرفة التاريخية. علاوة على ذلك، أندرياسيان وآخرون. أتمت إعادة بناء هندسة التراث الثقافي باستخدام تقنيات المسح الليزري ثلاثي الأبعاد (TLS) وتقنية التصوير الفوتوغرافي البنيوي (SfM)، بالإضافة إلى أدوات مثل Rhino+Grasshopper وArchiCAD. بيانشيني وبوتيستا التركيز على التحديات المتعلقة بتطبيق النمذجة الافتراضية ثلاثية الأبعاد، وخاصة أنظمة BIM، على المباني التاريخية، باستخدام معمودية سان جيوفاني كدراسة حالة لاستكشاف كيف يمكن أن تعزز التقسيم الدلالي وربط العناصر الإنشائية من فهم مراحلها التطورية وتحسين معايير مستويات التطوير للتراث المبني. بروسابورشي وماييتزا استكشاف

استخدام النماذج ثلاثية الأبعاد والواقع المعزز لدراسة والتواصل حول القيم المعمارية والحضرية، وتعزيز “التراث الذكي” من خلال دمج الأبعاد الرقمية والمادية، كما يتضح من خلال دراستين حالتين لدير سانت باسيل وكنيسة كوليماغيو. تبرز هذه الدراسات اعتماد التراث الثقافي التاريخي على البيانات الأولية الدقيقة وعمليات معالجة البيانات المعقدة.

تتركز الاتجاه 2 على إمكانيات التكنولوجيا الرقمية في تقييم المخاطر والضعف الهيكلي للمباني التراثية، مما يعزز من سلامة وكفاءة إدارة التراث. وانغ وآخرون. قدمت نظامًا آليًا للكشف عن الأضرار الهيكلية يمكنه تحديد التزهير والتقشر بدقة من خلال كاميرات الشبكة IP والهواتف الذكية المدمجة لوظائف الوقت الحقيقي، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة وموثوقية وراحة إدارة الحفاظ على المباني التاريخية. أنجيليو وآخرون. طوروا نماذج محاكاة لتطبيق التوأم الرقمي في المباني التاريخية المصنوعة من الطوب والحجر، مدمجين الحقائق الفيزيائية التجريبية لدراسة الاستجابة الهيكلية، والصيانة الوقائية، وإجراءات التعزيز. باستخدام فلاتر مكانية وشكلية محددة، غالانتوتشي وفاتيغوسو استخدمت أدوات البرمجيات لقياس الأبعاد ثلاثية الأبعاد وتضاريس السطح للكشف عن الأضرار داخل النماذج ثلاثية الأبعاد، مما يسمح بالحصول على معلومات كمية حول أنواع معينة من التغيرات مثل الشقوق أو الميزات الناتجة عن فقدان المادة من سحب النقاط أو الشبكات متعددة الأضلاع. فالينتي وآخرون. أجريت محاكاة عددية متقدمة باستخدام العناصر المحدودة ثلاثية الأبعاد (FE) للتحقيق في الاستجابة الزلزالية لهيكلين تاريخيين معقدين من الطوب يقعان في سورا، لاتسيو، وسط إيطاليا. وقد قيمت الدراسة أدائهما خلال الزلازل وكشفت عن مستوى عالٍ من الضعف في هذه الهياكل. تشمل القيود الشائعة في البحث المذكور التكلفة العالية للتنفيذ الفني، وتعقيد معالجة البيانات وتفسيرها، وقابلية تطبيق التقنيات في بيئات مختلفة.

بشكل شامل، تكشف محتويات الأبحاث لـ 19 مقالة ساخنة في الجدول 5 أن إدارة التراث الرقمي قد اندمجت بعمق في مراحل جمع البيانات، ومعالجة البيانات وإدارتها، والتحليل والتطبيق، والتكامل الشامل بين التخصصات.

تقدم خريطة الأورثوفوتو قياسات دقيقة، وتقييمات للحالة، ورصد الأضرار للمواقع التراثية باستخدام صور عالية الارتفاع خالية من تشويه المنظور. تلتقط ماسحات الليزر الأشكال الهندسية للأسطح المعقدة من خلال التعرف على البيئة الجغرافية المحيطة، مما يؤدي إلى توليد بيانات سحاب نقطي ثلاثي الأبعاد. . ثانياً، استكشف بعض العلماء كيفية تحليل هياكل المباني باستخدام التوائم الرقمية للتعامل مع الكوارث الطبيعية. ويشمل ذلك محاكاة الاستجابات الزلزالية المراقبة ثلاثية الأبعاد وتحديد كمية الأضرار في المباني ونمذجة مؤتمتة . من الزوايا المتعددة إلى القائم على المصفوفات، باستخدام المبادئ الهندسية للتعاون الموزع، ميلوز et al. تفصيل العمليات والوصف الفني لعملية المسح ثلاثي الأبعاد لـ 213 عمودًا خشبيًا والنمذجة الآلية لمسجد الجمعة في عملهم في إيتشان كالا.

على مدى السنوات الست الماضية، أظهرت الأبحاث حول التحول الرقمي في التراث الثقافي الميل نحو التطبيقات التكنولوجية، مع نقص في المناقشات المعمقة حول تأثيراته الاجتماعية وقابليته الثقافية. استنادًا إلى التحليل البيبليومتري، يكشف هذا البحث عن الحالة الحالية للأبحاث، وتقدم التطبيقات، والاتجاهات الناشئة. أظهرت المراجعات الأدبية السابقة أن التحول الرقمي يظهر إمكانات كبيرة في تعزيز الهوية الثقافية، وإعادة بناء العمارة افتراضيًا، وبناء الإنتاج، والتصنيف التلقائي. تسرد الجدول 6 أمثلة محددة للتحول الرقمي في هذه المجالات التطبيقية. هذه الحالات مستمدة من تجميع المؤلف وتلخيصه أثناء قراءة المقالات. لقد أدت إدخال تقنيات التحول الرقمي مثل سحب النقاط ثلاثية الأبعاد، والواقع الافتراضي، والضوء ثلاثي الأبعاد، والكاميرا الرقمية عالية الدقة، وخريطة الأورثوفوتو الرقمية، ونموذج معلومات البناء التاريخي إلى تحسين عمليات جمع البيانات والتصور للتراث الثقافي.

ومع ذلك، لا تزال العديد من تقنيات التحول الرقمي في مرحلة التطوير وتواجه تحديات تتعلق بجودة البحث وقابلية الاستخدام. قدرات تعميم الخوارزميات المحدودة والحساسيات الأخلاقية والثقافية تتطلب قيود هذه التقنيات الرقمية من حيث الدقة ومعالجة البيانات والصيانة على المدى الطويل دراسة شاملة.

الاستكشاف. على الرغم من أن تقنية سحابة النقاط ثلاثية الأبعاد يمكن أن توفر بيانات مكانية عالية الدقة، إلا أن قضايا مثل استهلاك الموارد العالي لتخزين البيانات ومعالجتها، وكيفية دمج البيانات متعددة المصادر بشكل فعال لتعزيز قابلية استخدام النموذج ودقته، تظل تحديات رئيسية لتطوير التكنولوجيا. تعمل تقنية الواقع الافتراضي على تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير ومع ذلك، فإن تحقيق التوازن بين التمثيل المبتكر والدقة التاريخية لضمان أصالة وملاءمة نشر الثقافة يمثل قضية أخلاقية أساسية.

بالإضافة إلى التطبيقات العملية لتقنية التحول الرقمي نفسها، فإن اعتمادها الواسع وتعزيزها يتأثران أيضًا بعوامل خارجية. غالبًا ما تكون الأجهزة الرقمية المتقدمة والتقنيات مكلفة ومعقدة في التشغيل، مما يتطلب معرفة متخصصة في المجالات ذات الصلة. وقد استكشفت المقالات ذات الصلة العديد من التقنيات البديلة منخفضة التكلفة، لكن لا تزال تطبيقاتها العملية بحاجة إلى التحقق. . تؤثر تعقيدات هياكل المباني التاريخية على دقة بيانات القياس، كما أن بيئة الإضاءة الطبيعية، التي تتغير مع مرور الوقت، تؤثر أيضًا على جودة المسح ثلاثي الأبعاد . تمثل معالجة البيانات وتخزينها تحديات. يتطلب توليد كميات كبيرة من بيانات سحابة النقاط ثلاثية الأبعاد وصور عالية الدقة مساحة تخزين كبيرة وموارد حوسبة قوية للمعالجة . قد تكون الهندسات المعقدة وخصائص المواد الخاصة
بالآثار صعبة الالتقاط والمحاكاة بالكامل باستخدام التقنيات الحالية .

يعتمد تعزيز وتطبيق التوائم الرقمية في التراث الثقافي على الجهود المشتركة لكل من الأساليب من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى. على الرغم من أن المنظمات الدولية مثل اليونسكو تدعو إلى التراث الثقافي ضمن إطار عالمي، إلا أن هذه الاستراتيجيات من أعلى إلى أسفل غالبًا ما تكافح لتلبية الاحتياجات المحددة للمجتمعات المحلية، مما قد يؤدي إلى تجانس ونزع الطابع المحلي للتراث الثقافي تحت هيمنة الخطاب العالمي . يمكن للوكالات الحكومية، بصفتها الجهات الفاعلة الرئيسية في التراث الثقافي، تعبئة موارد كبيرة لتنفيذ مبادرات التراث الرقمي، لكن أهدافها السياسية قصيرة المدى وتوجهاتها الاقتصادية قد تتجاهل التخطيط طويل الأمد ومشاريع التراث ذات القيمة الثقافية الأعلى . بينما تلعب شركات التكنولوجيا دورًا مركزيًا في ابتكار التوائم الرقمية، فإن طبيعتها المدفوعة بالربح تميل إلى أن تؤدي إلى تطبيقات قصيرة المدى للتقنيات، متجاهلة الاحتياجات طويلة الأمد لـ . يواجه الخبراء والعلماء في التراث الثقافي خطر الانفصال بين النظرية والممارسة، خاصة في سياق التطورات السريعة في البيئة الرقمية . لا يزال دمج طرق الحفظ التقليدية مع التكنولوجيا الحديثة موضوعًا للنقاش الكبير. المشاركة العامة ضرورية في نقل وتطوير التراث، ومع ذلك فإن دورها في تطبيقات التوائم الرقمية غالبًا ما يكون

مهمش. غالبًا ما تهيمن النخبة والخبراء على اتخاذ القرار في تخطيط التراث، متجاهلين مشاركة واهتمامات المجتمعات المحلية. . يمكن أن يؤدي ذلك إلى صراعات بين تسويق التراث والمصلحة العامة.

كيفية دمج البيانات متعددة المصادر بشكل فعال في تطبيق تكنولوجيا التحول الرقمي لتحسين دقة وكفاءة الرعاية الصحية وإدارتها. فينسنت وآخرون. تشير إلى أن مصدر بيانات واحد غالبًا ما يفشل في التقاط معلومات التراث بشكل شامل. إن دمج مصادر متعددة

يمكن أن توفر البيانات معلومات تراثية أكثر شمولاً ودقة، مما يساعد في صياغة استراتيجيات حماية أكثر علمية. بالإضافة إلى ذلك، كيفية تحقيق التوازن بين التوتر بين الابتكار التكنولوجي والأصالة التاريخية في العرض الافتراضي للتراث الثقافي باستخدام تقنية التوأم الرقمي. لقد جعل التطور السريع للتكنولوجيا العروض الافتراضية ممكنة، لكنه يجلب أيضًا تحديات للأصالة التاريخية. إن إيجاد توازن بين هذين الجانبين له أهمية كبيرة.

غرازيانوفا وميساروس تنص على أن جوهر التحول الرقمي هو تعزيز كفاءة الرعاية الصحية المجتمعية والإدارة من خلال الوسائل الرقمية. شيم وآخرون. يجادلون بأن تطبيق التكنولوجيا الرقمية يهدف إلى استكشاف القيمة المحتملة للتراث الثقافي وتسهيل انتشاره وفهمه بشكل أوسع. سليم وآخرون. تشير إلى أن دراسة الماضي تهدف إلى فهم أفضل ومواجهة التحديات المستقبلية، مما يضمن استمرارية واستدامة التراث الثقافي. من خلال تحليل اتجاهات البحث، والتأثيرات الإقليمية، والتخصصات الأكاديمية، والاتجاهات الحدودية، والاستفسارات الموضوعية، تستعرض هذه الورقة أحدث التطورات في تطبيق التكنولوجيا الرقمية في حماية التراث من 2019 إلى 2024، مما يكشف عن المشكلات والفرص والتحديات. من منظور ثقافي، فإن الإمكانات الابتكارية الكامنة في التكنولوجيا قد دفعت التقدم في حماية التراث. في سياق العولمة، أصبح كيفية استخدام تكنولوجيا DT لحماية ونقل التراث الثقافي محورًا حاليًا للبحث.

يجب أن لا يركز تطبيق التكنولوجيا الرقمية في التراث على الدافع التكنولوجي فحسب، بل يجب أيضًا أن يأخذ في الاعتبار القيمة التاريخية، وسلامة الهيكل، وأهمية المجتمع للتراث المادي. يمكن أن تؤدي القرارات الخاطئة المستندة إلى الخوارزميات إلى أضرار لا يمكن إصلاحها للمباني القديمة، مما يمثل ليس فقط فشلاً تكنولوجيًا ولكن أيضًا خسائر لا يمكن تعويضها. . بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتبارات الأخلاقية، والحساسية الثقافية، والقضايا التجارية المحيطة بالمباني التراثية تستحق الانتباه. مدفوعة بالتجارة، قد يتم استغلال المباني التراثية بشكل مفرط على حساب قيمها الثقافية والتاريخية. .

في سياق التحول التكنولوجي المدفوع بالذكاء الاصطناعي، أصبحت هشاشة التراث الثقافي والضغوط المتزايدة على الحفاظ عليه أكثر وضوحًا، مما دفع الباحثين إلى إعادة تقييم دور التحول الرقمي في إدارة التراث بشكل نقدي. تواجه الطرق التقليدية في التراث الثقافي تحديات في
تعالج المتطلبات المعقدة للإدارة، مما يستلزم إعادة تقييم الجوانب العملية وأهمية دمج التكنولوجيا الرقمية في عمليات التراث الثقافي. إن دمج التكنولوجيا الرقمية ليس مجرد استبدال بسيط لطرق الترميم التقليدية. بدلاً من ذلك، يسعى إلى إنشاء نظام حماية متعدد التخصصات وتعاوني، يقدم مسارات جديدة لتحقيق أهداف التنمية المستدامة التي وضعتها اليونسكو. بناءً على ذلك، يعكس العلماء حاليًا بعدين رئيسيين: 1) كيف يمكن للتكنولوجيا الرقمية الحفاظ على أصالة ونزاهة التراث، وتجنب تشويه أهميته الثقافية؟ 2) ما هو مدى قابلية وملاءمة التكنولوجيا الرقمية في إدارة التراث؟ يحاول مؤيدو نظريات التفاعل الرمزي ورأس المال الثقافي ربط التكنولوجيا الرقمية بالأصالة الثقافية. اقترح مفهوم “الأصالة الرقمية”، موفراً أساساً نظرياً لهذا النهج، إلا أن الإطار التحليلي الذي يجمع بين التحول الرقمي والنظرية الثقافية لا يزال غير متطور. تنبع هذه المشكلة إلى حد كبير من التركيز المفرط على الجوانب المدفوعة بالتكنولوجيا في الأبحاث الحالية، مع تجاهل العلاقات الثقافية التي تدعم التراث. هل يمكن أن يعزز التحول الرقمي قابلية قراءة ونشر التراث الثقافي مع الحفاظ على جوهره الثقافي؟ هل يعد التحول الرقمي مجرد أداة في الحفاظ على الثقافة، أم أنه يعمل كمنشئ ثقافي؟ كيف يمكننا تحقيق التوازن بين تمثيل الثقافة وابتكارها في بيئة رقمية؟ هذه الأسئلة التي أثيرت في هذه الورقة تتحدى الفهم المبسط لدور التحول الرقمي في الثقافة التراثية.

أعمال لوفيل وآخرون أرتياغا وآخرون وميندوزا وآخرون تشير إلى اتجاهات البحث المستقبلية. ستتعمق التكاملات متعددة التخصصات بشكل أكبر، لا سيما في التطبيق المتبادل لتقنيات الاستشعار عن بُعد، والواقع الافتراضي، والذكاء الاصطناعي مع التراث الثقافي المادي، مما سيحسن من كفاءة الإدارة ودقتها. ستدفع الاستخدامات الواسعة لتقنيات التسجيل الرقمي وإعادة البناء الافتراضية تطوير أرشيفات التراث الرقمي، مما يوفر نماذج مبتكرة للعرض والتعليم. ستتطور أنظمة تقييم المخاطر المدفوعة بالبيانات الضخمة وتعلم الآلة تدريجياً، مما يساعد في الحماية الوقائية وصيانة التراث الثقافي. على الرغم من أن فعالية التحول الرقمي مقارنة بأساليب الترميم التقليدية لا تزال موضوع نقاش، إلا أنها بلا شك تقدم إمكانيات تطوير متنوعة للتراث الثقافي.

تقترح هذه الدراسة ثلاثة مستويات لتحقيق مسارات تطبيق التراث الثقافي الرقمي (CHC) والتكنولوجيا الرقمية (DT). يوفر المستوى الأول الدعم اللازم من حيث الأجهزة والبرمجيات، مما يضمن تخزينًا آمنًا ومعالجة فعالة للبيانات، بما في ذلك معدات الحوسبة عالية الأداء وحلول التخزين السحابي. يتمثل المستوى الثاني في تعزيز قابلية استخدام البيانات ودقتها من خلال خوارزميات متقدمة وأدوات تحليلية، تتضمن تقنيات مثل التعلم الآلي ومعالجة الصور. أما المستوى الثالث فهو زيادة الوعي العام والمشاركة في التراث الثقافي الرقمي من خلال وسائل نشر وتعليم فعالة، بما في ذلك عروض الواقع الافتراضي والمشاريع التعليمية. ركزت الدراسات السابقة على المستويين الأولين، ومع ذلك، تؤكد هذه الدراسة أن تطبيق وتعزيز أعمال التراث الثقافي الرقمي لهما أهمية متساوية.

تنعكس قيود هذه الدراسة بشكل أساسي في قيود فترة الأدبيات ومصادر البيانات. تغطي اختيار الأدبيات الفترة من 2019 إلى 2024 فقط. بينما يسلط هذا الضوء على الاتجاهات الحديثة في تطوير التحول الرقمي في سياق الرعاية الصحية المجتمعية، فإنه يفشل في التقاط أنماط التطور على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، كانت عملية البحث في الأدبيات مقيدة بمجموعات ويب أوف ساينس الأساسية، مما استبعد قواعد بيانات هامة أخرى مثل سكوبس وإنجينيرينغ فيليدج، مما يحد من شمولية البحث. علاوة على ذلك، كانت التحليلات محصورة في المنشورات باللغة الإنجليزية، متجاهلة الدراسات بلغات أخرى. يجب على الأبحاث المستقبلية توسيع نطاق مصادر الأدبيات لتعزيز فهم متعدد الأبعاد لتطبيقات التحول الرقمي في الرعاية الصحية المجتمعية.

النتائج: (1) تطور مسار التحول الرقمي في التراث الثقافي من خلال ثلاث مراحل متميزة: مرحلة استكشافية، ومرحلة تطوير متنوع، ومرحلة تكامل تكنولوجي وابتكار، culminating in a multidisciplinary convergence with a notable surge in interest in 2023; (2) يبرز حجم الاقتباسات الكبير المستوى المتقدم لتطبيق التحول الرقمي في المناطق الأوروبية، مثل إيطاليا، إسبانيا، البرتغال، فرنسا، والصين، مع اهتمام لاحق في آسيا، أمريكا الجنوبية، وأمريكا الشمالية. على العكس، تعاني المناطق ذات مستويات التحضر المنخفضة من تهميش نسبي؛ (3) ركزت الدراسات الحديثة على أربعة مواضيع رئيسية: “التحول الرقمي وتقنيات إعادة الإعمار” و”تقييم المخاطر والعروض التفاعلية”; (4) على مدار السنوات الست الماضية، كانت اتجاهات البحث تتركز بشكل أساسي على نمذجة معلومات البناء التاريخية، المتاحف الافتراضية، الألعاب الجغرافية، والمسح بالليزر، تليها اهتمامات في الكائنات البرامترية، نظم المعلومات الجغرافية، الأنطولوجيا، والمسح بالليزر ثلاثي الأبعاد; (5) على الرغم من التقدم، يظهر التحول الرقمي في التراث الثقافي نقصًا في البحث التعاوني بين التخصصات، كما يتضح من تفتت المعرفة وتطبيق التكنولوجيا; (6) ظهرت التوقعات الهيكلية والصيانة كمواضيع بارزة، خاصة في الدراسة المتخصصة للكشف التلقائي عن الأضرار والصيانة في المباني التاريخية.

لقد انتقل تطبيق التكنولوجيا الرقمية في التراث الثقافي من التركيز على التنبؤات الهيكلية والصيانة نحو سير عمل يتضمن النمذجة المعلمية، والتعاون في إدارة التراث والتقييم، ودمج التكنولوجيا عبر المجالات التخصصية، مع تركيز عام على البحث المدفوع بالتكنولوجيا. الهدف العام من الدراسات الحالية هو تعزيز قدرات مراقبة الصحة، والترميم، وإدارة المخاطر في التراث الثقافي من خلال تكنولوجيا رقمية متنوعة وهياكل أنظمة. من المتوقع أن تحقق التكنولوجيا الرقمية إمكانيات أكبر في التراث الثقافي مع تقدم التكنولوجيا.

لم يتم إنشاء أو تحليل أي مجموعات بيانات خلال الدراسة الحالية.
تاريخ الاستلام: 13 يونيو 2024؛ تاريخ القبول: 15 نوفمبر 2024؛
نُشر على الإنترنت: 28 مارس 2025

تم تمويل هذه الدراسة من قبل مشروع التخطيط المشترك للفلسفة والعلوم الاجتماعية في قوانغدونغ لعام 2024 (رقم المنحة GD24XYS007)؛ مشروع البحث في الفلسفة والعلوم الاجتماعية لمدينة فوشان لعام 2024 (رقم المنحة 2024-GJ077)؛ مشروع تعزيز الأكاديمية الفردية لعام 2024 من

مشروع جامعة بركة (رقم المنحة 24XSC14)؛ مشروع إصلاح التعليم العالي لطلاب الجامعات في قوانغدونغ لعام 2023 من أكاديمية قوانغتشو للفنون الجميلة (رقم المنحة 6040324106)؛ مشروع التخطيط المشترك للفلسفة والعلوم الاجتماعية في قوانغدونغ لعام 2024 (رقم المنحة GD24XYS027).

S.J. و M.Y. و J.S. و H.L. كانوا مسؤولين عن جمع البيانات. W.L. و Q.X. و J.A. كانوا مسؤولين عن تحليل البيانات. W.L. و J.A. كتبوا وراجعوا المخطوطة، بالإضافة إلى الإشراف على دقة التصميم التجريبي. J.A. و Q.X. قدما الدعم المالي.

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.

يجب توجيه المراسلات والطلبات للحصول على المواد إلى جينغهوي آو.

معلومات إعادة الطباعة والتصاريح متاحة على
http://www.nature.com/reprints

ملاحظة الناشر: تظل شركة سبرينجر ناتشر محايدة فيما يتعلق بالمطالبات القضائية في الخرائط المنشورة والانتماءات المؤسسية.

الوصول المفتوح هذه المقالة مرخصة بموجب رخصة المشاع الإبداعي النسب 4.0 الدولية، التي تسمح بالاستخدام والمشاركة والتكيف والتوزيع وإعادة الإنتاج بأي وسيلة أو صيغة، طالما أنك تعطي الائتمان المناسب للمؤلفين الأصليين والمصدر، وتوفر رابطًا لرخصة المشاع الإبداعي، وتوضح إذا ما تم إجراء تغييرات. الصور أو المواد الأخرى من طرف ثالث في هذه المقالة مشمولة في رخصة المشاع الإبداعي الخاصة بالمقالة، ما لم يُشار إلى خلاف ذلك في سطر الائتمان للمواد. إذا لم تكن المادة مشمولة في رخصة المشاع الإبداعي الخاصة بالمقالة وكان استخدامك المقصود غير مسموح به بموجب اللوائح القانونية أو يتجاوز الاستخدام المسموح به، فستحتاج إلى الحصول على إذن مباشرة من صاحب حقوق الطبع والنشر. لعرض نسخة من هذه الرخصة، قم بزيارةhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
© المؤلف(ون) 2025

Since 2019, the application of digital technology (DT) in cultural heritage conservation (CHC) has transitioned through various phases: from structural prediction and maintenance, to parametric modeling workflows, to collaborative heritage management and assessment, and finally to the integration of technologies and new applications across interdisciplinary fields. What development trends can be observed in the application of DT to CHC in recent years? What difficulties and challenges does it face? Recent studies have primarily focused on technology-driven approaches, but there is a lack of systematic reviews on the current state of research, application progress, and development trends. This paper addresses these research gaps by utilizing bibliometric techniques, including trend analysis through yearly publication and citation line graphs, mapping with visual tools, subject categorization and distribution statistics, co-authorship and keyword-based biclustering, keyword frequency analysis, thematic cooccurrence networks, and content analysis of key articles. A scientometric analysis, conducted using COOC 6.725 and VOS Viewer, applied a Boolean search strategy to filter 345 articles from the Web of Science Core Collection, covering the period from 2019 to 2024. The document types analyzed include articles, reviews, and conference proceedings, all in the English language. The objectives of this paper are to: (1) summarize progressive research trends; (2) analyze interdisciplinary integration; (3) map out author collaboration networks; (4) explore the application potential of DT; (5) reveal cutting-edge topics; and (6) investigate focal issues. Lastly, this paper discusses ethical and social responsibility concerns in DT applications, particularly the challenges related to technology accessibility and data protection. With the rapid development of AI and DT, DT is expected to demonstrate even greater potential and value in CHC.

Cultural heritage embodies significant testimonies of human history and cultural evolution, valued not only for its material form but also for the profound historical and cultural meanings it encapsulates . As a cornerstone of cultural continuity, material heritage authentically reflects societal changes, architectural skills, and the materialization of past societal ethos,
playing an irreplaceable role in the study of societal transformations and cultural evolution . Since the release of the United Nations’ “Convention Concerning the Protection of the World Cultural and Natural Heritage” in 1972, CHC has gained increasing international attention, with sustainable development becoming a crucial consideration in global cultural

preservation efforts . Material heritage, serving as a cultural pacemaker for nations and regions, has been integrated as a vital component of global cultural output . However, on a technical level, the conservation of material heritage commonly faces challenges such as vulnerability to natural and anthropogenic damage, alteration of original cultural features during modernization processes, and limitations due to insufficient financial and technical resources, with rapid technological advancements occasionally resulting in compatibility and continuity issues, such as earlier digital records becoming unreadable by newer systems . Furthermore, increasing reliance on technology could potentially undermine the transmission of traditional conservation techniques and knowledge.

DT represents a revolutionary approach to traditional CHC methods, aimed at achieving detailed documentation, in-depth analysis, and innovative presentation of heritage through modern technological means . Technologies such as high-precision scanning, 3D modeling, and virtual reality (VR) significantly enrich the research, display, and educational methods related to cultural heritage, enhancing the accessibility and interactivity of these activities . Unmanned aerial vehicle (UAV) mapping and laser scanning (LC) allow for efficient and precise spatial data collection of heritage sites, while digital modeling and VR can recreate heritage scenes, enhancing public engagement and experiential involvement .

Apaydin points out that material heritage sites, such as historical buildings , shipwreck sites, architectural murals , urban defenses, and ceramics , not only bear witness to the changes in social structures but also embody collective regional memories. Meissne further emphasizes that intangible heritage, such as music, poetry, and tribal rituals, is facing homogenization and the weakening of cultural symbols and emotional values. Based on the K-emans intelligent color classification method, Ao et al. attempt to identify color symbols from export paintings that represent the urban imagery of Guangzhou, aiming to discover innovative values that can promote regional cultural identity and heritage revitalization. As Brosius and Polit state, heritage revitalization is not only about material preservation but also about its role in maintaining group identity and promoting social order. Despite the advancement of DT, how to ensure the authenticity and intrinsic value of culture in a technology-driven environment remains a key issue to be addressed.

Using the formula “allintitle: heritage review” for searches in Google Scholar, this study found that the number of publications annually from 2019 to 2024 increased from 143 to 173, reflecting society’s growing attention to CHC. After reviewing the titles and abstracts, the 173 papers retrieved as of October 13, 2024, were categorized into five thematic areas. The first category focuses on heritage management and planning, discussing governance models, planning strategies, and effective protection of heritage resources, especially in the context of sustainable management amid modern urbanization. The second category examines the role of DT in CHC, display, and restoration processes. The third category explores the relationship between heritage tourism, protection, and economic development. The fourth category investigates the challenges posed by climate change to CHC, including the impact of floods and other natural disasters on heritage buildings. The fifth category considers the integration of education with cultural heritage, addressing how heritage is passed down through education and its application in modern teaching models. 34 articles directly reflect DT applications in heritage preservation, highlighting their potential and value.

Ramtohul and Khedo focus on the challenges of AR in enhancing user perception, cultural engagement, and learning within CHC. Mishra and Lourenço review the latest research on AI-assisted visual inspection, noting its great potential when combined with drone and IoT technologies in CHC. Utilizing the PRISMA method, Rodriguez-Garcia et al. analyze the key factors in VR applications for heritage virtual reconstruction and supportive program development. Silva and Oliveira summarize the current applications and challenges of digital imaging in damage monitoring, 3D modeling, and enhancing heritage authenticity. Privitera et al. explore the positive roles and developmental directions of sound interaction technology in heritage experiences. In databases such as Scopus, Web of Science, and

Mendeley, Hasssan et al. examine key issues, future sustainable strategies, and trends in the application of DT in CHC across 424 articles. From 932 articles, Harth reviews the thematic classifications and trends regarding the application of machine learning in heritage color restoration from 1999 to 2023. Suryana et al. introduce trends in the application of digital image restoration of ancient manuscripts. Kumar and Gupta provide a systematic review of methods such as image processing, machine learning, and encoder-decoder neural networks in restoring damaged artworks, comparing the strengths and weaknesses of different approaches. Additionally, Liu and , Ding and Liang , Nikolarakis and Koutsabasis , Rocha et al. , Towarek et al. , and Grazianova and Mesaros explore the extension of DT into the fields of ancient costume restoration, cultural narratives, heritage management, historical building assessments, and material restoration through HBIM, AR, UAVs, and digital twin technologies.

The growing number of publications each year indicates the value of DT in CHC, while the diverse thematic areas show the broad scope of DT applications. Many studies employ manual review methods, while some scholars focus on the application of specific DT technologies. A few studies use scientometrics to review the current status and trends of DT in CHC, such as the work of Lian and Xie , Zhang et al. , Harisanty et al. , and Puerto et al. Although these studies span a wide time range and provide detailed classifications of specific DT technologies, they still present the following limitations: (1) A lack of systematic analysis of DT at different stages of development, making it difficult to comprehensively present its evolution; (2) Insufficient analysis of focal topics and their changes over time; (3) A lack of discussion on the impact of technologies across different regions and internationally; (4) Limited focus on the collaborative and innovative potential of DT in interdisciplinary research. These limitations hinder a more comprehensive exploration of the overall application trends and impact of DT in CHC. Although AI and DT have developed rapidly, there are currently few articles summarizing their applications in CHC over the past six years, particularly in terms of development stages, focal topic changes, regional and international influence, and disciplinary classification and collaboration. This paper aims to address these research gaps.

In recent years, DT has driven the digital presentation and educational functions of cultural heritage, enabling audiences to gain a deeper understanding of the social significance of heritage through multi-sensory experiences. Relevant research has undergone a multi-phase development, evolving from data collection and digital archiving to virtual reconstruction and immersive experiences. What developmental trends are currently evident in the application of DT in CHC? What difficulties and challenges does it face? In response to these issues, this paper aims to analyze the latest application trends and current situation of DT in CHC from 2019 to 2024, with the following analytical objectives: (1) Summarizing the phase-specific research trends from the statistics of yearly publications and citations, and using map visualization to display the international influence of regional research; (2) Analyzing the application of DT in multidisciplinary integration through statistics on subject classifications and the number of articles under each category; (3) Exploring the collaboration among authors through a co-clustering analysis based on authors and keywords; (4) Presenting important DT and technological trends through word frequency analysis; (5) Introducing several core research topics using a thematic cooccurrence network; and (6) Focusing on frontier topics and hot issues by analyzing key literature. Finally, this paper systematically summarizes the current status and trends of DT applications in CHC and extends the discussion to the level of ethical and social responsibility, especially regarding challenges in technological accessibility and data protection. The development of DT not only provides new perspectives and tools for CHC but also faces challenges such as technological adaptability, funding sustainability, policy support, and cultural sensitivity.

Based on the limitations of traditional quantitative methods, such as restrictions on the number of executions, limitations in dynamic analysis,

and high computational costs , Nacke proposed informetrics (also known as intelligence metrics) , which was subsequently developed by mathematicians like de Solla Price and Page , Leimkuhler , Voos , Brookes , and Garfield . As a branch, bibliometrics is a method based on mathematical and statistical principles to analyze research trends, tracing back to Hulme , who proposed the concept of ‘Statistical Bibliography’, and Pritchard , who coined the term ‘Bibliometrics’. The anatomical application case by Cole and Eales is an early example of this method, revealing the distribution structure, quantitative relationships, and changing patterns of literature. This method is based on three major laws : Lotka’s law of author productivity, Zipf’s law of word frequency distribution, and Bradford’s law of scientific journals. Compared to text mining , content analysis , and the Delphi method , bibliometrics, as an unstructured data mining method, is particularly suitable for understanding the development trends and characteristics of phenomena .

Unlike software such as CiteSpace, HistCite, and VOS Viewer, this study employs version 6.725 of the COOC tool developed by an academic team from Chinese universities to perform bibliometrics, which supports multiple functions like co-occurrence networks, semantic clustering, and frequency statistics . Compared to ROST CM 6.0 developed by Wuhan University , COOC 6.725 is more advanced in user interface and data visualization. The VOS Viewer tool, developed by The Centre for Science and Technology Studies, has been integrated into COOC 6.725, making it particularly suitable for academic collaboration networks and citation analysis . Therefore, the software’s multifunctionality, ease of use, and data compatibility are the reasons for its selection.

In addition to statistical analysis of publications and citations, this paper employs several bibliometric methods, including word frequency analysis, biclustering mapping, thematic co-occurrence networks, and hot literature analysis. These methods aim to reveal core trends and knowledge structures in the research field through multidimensional data analysis, thereby identifying the current state and trends within the research area. Word frequency analysis, by calculating the frequency of keyword occurrences, helps to identify high-frequency concepts and themes, highlighting concentrated areas of research focus and trending topics. This facilitates the discovery of key research directions and their distribution across the literature . Biclustering mapping is a cross-analysis method used to examine the relationships between two variables. Based on the cooccurrence relationships between authors and keywords, biclustering mapping can identify associations among different research groups, revealing the inherent logical structure within specific research areas . Using the VOS Viewer tool, the generated keyword co-occurrence network can identify major thematic groups and their interconnections within the research domain, thus revealing research trends . Additionally, by
reviewing the hot literature listed in the Web of Science data panel, scholars can explore the topics currently receiving widespread attention and identify potential knowledge gaps and emerging research frontiers within the field.

Figure 1 presents the research framework of this paper: (1) After clarifying the research topics, the methodology introduces the basic principles of bibliometrics, along with an explanation of the analytical tools used and the rationale for their selection (Bibliometric Method). Next, search criteria for the literature were established, and data cleaning was performed on the search results to ensure the accuracy of subsequent analyses (Data Processing). (2) The experimental design stage is divided into three parts with seven content analyses. Part 1 analyzes publications and citations to map the development stages of the research and the influence of different regions (Annual Publication and Citation Statistics). Part 2, using the subjects classification panel from Web of Science and word frequency statistics and the co-author partnership network provided by COOC 6.725, reveals dynamic trends of interdisciplinary integration (Frontier Theme Analysis Based on Disciplinary Classification, 2D Matrix). Part 3 uses cooccurrence network and hot article analysis to uncover popular themes and research directions (Analysis of Research Directions and Hot Topics Based on Co-occurring Networks and Highly Cited Articles). 3) Stage 3 discusses the research findings and trends, analyzing existing application cases to highlight the potential and value of DT in CHC. Finally, the paper outlines new issues, discusses research limitations, and offers suggestions for improvement (Discussions).

The first step involves defining the research topic and scope. Data for this paper were sourced from the Web of Science core database. This study utilizes the Web of Science Core Collection for literature analysis, with the time frame set from January 1, 2019, to March 5, 2024, in order to analyze recent research trends and findings. The Boolean search strategy is a method that improves search efficiency by precisely combining keywords, aiming to effectively narrow the search scope using logical operators (such as AND, OR, NOT), ensuring that the retrieved literature closely aligns with the research topic . This method emphasizes considering various forms of keywords during the search phase, such as expanded terms, synonyms, hypernyms, and hyponyms. Table 1 presents the search criteria used, while the following conditions must be met when setting keywords : 1) Consideration of synonyms: Since ‘Building’ and ‘Architecture’ have similar meanings, both ‘Historical Building’ and ‘Historical Architecture’ need to be entered into the search box and connected using ‘OR’ to ensure that articles with these terms in the title can be retrieved. This method effectively avoids missing relevant literature due to vocabulary differences; 2) Consideration of singular and plural forms of keywords: The search rules of the Web of

Database: Science Citation Indey Exnanded (SCI) ;Social Sciences Citation Index (SSCI) ;Arts & Humanities Citation Index (AHCI).
Document Types: Article; Proceeding Paper; Review Article.
Time Range: 2019-01-01 to 2024-03-05.
Language: English.

Science database automatically recognize and integrate singular and plural terms. When searching for ‘Building,’ the results will already include articles using ‘Buildings’ as a keyword, thus avoiding the possibility of duplicate searches or missing relevant literature; 3) Consideration of verb and adjective expansions: ‘Digital’ and ‘Digitize’ are the adjective and verb forms of the noun ‘Digitization,’ while ‘Historic’ is an expanded form of ‘Historical.’ Comprehensive coverage of expanded terms helps increase the precision and comprehensiveness of the search; 4) Consideration of British and American English spelling variations: The same term may have different spellings in British and American English. If ‘Digitization’ is chosen as a keyword, then ‘Digitization’ should also be included in the search term pool; 5) Consideration of compound words and abbreviations: Many articles related to ‘Heritage Building Information Model’ may use its abbreviated form, ‘HBIM.’ When searching, both the full term and its abbreviation should be considered to ensure that all articles using either the full or abbreviated form are retrieved; 6) No need to distinguish between uppercase and lowercase spelling: When searching for ‘intelligent,’ articles with ‘INTELLIGENT’ or ‘Intelligent’ in the title can all be retrieved. By adopting the above strategies, the quality of literature retrieval can be significantly improved. A total of 385 articles were retrieved based on the parameters set in Table 1.

The second step involves extracting and processing the literature data. Data cleaning is a critical data preprocessing technique used to identify and
correct errors, inconsistencies, and incomplete data within datasets, thereby ensuring the effectiveness and reliability of analyses . Figure 2 illustrates the process of literature retrieval and data cleaning. Although the Boolean search strategy narrows the scope of literature and improves the relevance of the search results in the initial retrieval stage, it remains difficult to ensure that all articles are highly relevant to the research topic. Therefore, excluding irrelevant articles is essential to improve the quality of the dataset. By accessing the search results panel in Web of Science, this study first excludes categories and their associated articles with lower relevance from the “Citation Topics Meso (30)” and “Citation Topics Micro (10)” columns. The inclusion and exclusion criteria for literature, reviewed manually, are as follows : (1) Categories and their articles with low relevance to the application of DT in CHC should be excluded. For instance, a study may be related to heritage, but if its content leans more toward biology or other fields with little relevance to DT applications, the articles under such categories should be excluded; (2) Articles whose titles directly involve the core keywords of the research topic are retained. If the relevance of the articles cannot be clearly determined from the title alone, the abstract should be reviewed to assess their suitability for inclusion; (3) Articles containing ambiguous or polysemous terms that do not explicitly mention their direct relevance to DT applications in CHC in the abstract should also be excluded to ensure dataset accuracy and the precision of the subsequent analysis.

Based on the above screening criteria, 40 low-relevance articles were excluded. The remaining 345 articles were then exported from Web of Science in plain text format (preserving full records and referenced citations) and integrated using COOC 6.725. Subsequently, the data were sorted, reviewed, and filtered in Excel based on publication year, author, keywords, and abstracts to remove any anomalies. After inspection, the information of the 345 articles was found to be complete and highly relevant, ensuring the reliability of the subsequent analysis.

The presentation of the analysis results will be divided into three sections: (1) The section Annual Publication and Citation Statistics provides annual statistics on the publication and citation of 345 articles retrieved between 2019 and 2024 using Stata SE (64-bit) software. This analysis aims to reveal the growth and evolution of research activities in this field over time, contributing to the understanding of research trends. (2) The section Frontier Theme Analysis Based On Disciplinary Classification, 2D Matrix employs the Web of Science results panel to analyze the subject distribution of these articles, identifying the proportion of contributions from various disciplines to CHC research and trends in interdisciplinary collaboration. Additionally, this section incorporates word frequency statistics and co-authorship network analysis to explore the collaboration patterns among major academic groups and their influence in CHC. (3) The section Analysis of Research Directions and Hot Topics Based on Cooccurring Networks and Highly Cited Articles utilizes the VOS Viewer tool to conduct a co-occurrence network analysis based on keywords, aiming to uncover core thematic areas and reveal the interrelations between different research topics and the construction of their knowledge systems. Furthermore, this paper will analyze 19 hotspot articles to introduce trending topics and content.

By organizing the sections around the temporal development stages, subject distribution of articles, word frequency statistics, social networks, and hotspot article research, this structure facilitates a systematic review from a macro to micro perspective. This progressive analytical framework supports the achievement of the six research objectives proposed in the ‘Introduction’ section. The analysis results show that although there was a decrease in publications in 2023, the demand for research on DT continues to grow. Research quality is not fully correlated with the number of publications. The application of DT in CHC has undergone an exploring period, a diversified development period, and an integration period, highlighting the key roles of interdisciplinary collaboration and technological advancement. Moreover, there is a clear trend of multidisciplinary integration in the DT field, particularly in remote sensing and imaging sciences, though integration with foundational disciplines still requires improvement. Digital reconstruction and risk assessment have been the two main directions of DT applications in CHC from 2019 to 2024.

Publication and citation analysis is a process of quantifying and analyzing the literature on a specific topic within an academic field to identify shifts and trends in research activity . Table 2 presents the number of articles
published and their citations related to studies from 2019 to 2024, along with the term frequency (TF) of keywords synonymous with ‘digitalization.’ The figure also includes data from the top 5 countries. Figure 3 illustrates the yearly trend changes in this data. In the six-year period, the top five countries in terms of publication volume, from highest to lowest, are Italy (155), Spain (56), Portugal (27), China (23), and the USA (21). In terms of citation volume, the rankings are Italy (1649), Spain (587), France (239), China (238), and Greece (129). The application of DT to heritage conservation began to be emphasized in 2022. Although there was a decline in publications in 2023-2024, the TF of DT mentioned directly in keywords reached 28 times in 2023, reflecting the academic community’s demand for DT innovation. The characteristic of having low publications (45) but high citations (1008) indicates that the results published in 2020 were widely recognized, especially Spain’s citations (297). This data suggests that attention does not necessarily fully reflect research quality; 4) The total number of publications shows an overall upward trend (from 45 to 91), and the significant publications (the number of annual average publication is 25 , the number of annual citation average is 275 ) also reveal the high level of attention Italian scholars pay to digital heritage. Research topics have evolved from structural prediction and maintenance, to parametric modeling workflows, to collaborative heritage management and evaluation, and to the integration of technology and new applications across interdisciplinary fields. This shift showcases scholars’ new thinking and exploration of DT from localized to holistic, micro to macro, and specific to broad applications.

In developmental stages, Phase One (2019-2020) marked the exploratory period for DT, particularly in areas such as deep learning and HBIM for damage detection . Research during this period focused on developing and testing DT to enhance the accuracy and efficiency of cultural heritage diagnostics, such as digital photogrammetry and threedimensional surface analysis . Phase Two (2021-2023) witnessed the diversified development of DT applications under technological advancements, alongside a significant trend towards interdisciplinary integration. This period saw the widespread application of machine learning and HBIM in heritage management , though many scholars remained focused on structural forecasts and advanced modeling techniques due to their potential in comprehensive assessment and preservation of architectural heritage. Additionally, the use of parametric models and digital twins significantly increased. DT technologies were also extended to preventative conservation and the use of and AR in interactive education. Phase Three (post-2023) is the integration phase for DT, focusing on data integration , interdisciplinary collaboration , and sustainability strategies . During this time, challenges persisted in interdisciplinary application integration of DT and data sharing , necessitating the development of new methods and tools to enhance the efficiency and impact of technology implementation . Despite significant attention from Chinese scholars to DT in 2022, their publication volume remained relatively low compared to other regions. Furthermore, the research contributions by Chinese scholars Wang et al. , Zou et al. , and Sun et al. in the field of automatic damage detection and historical building maintenance have been highly cited. The structural prediction and maintenance of cultural heritage remain fundamental applications of DT .

Figure 4 reveals the citation statistics for a total of 41 publishing regions from 2019 to 2024, among which articles from six regions, namely Bulgaria, Cyprus, Indonesia, Israel, the Netherlands, and Romania, were not cited. Although China lags behind other regions in terms of publication volume, the relatively high citation count indicates good research quality; however, the overall level of DT still lags behind that of European regions. Regions with a long history place greater emphasis on CHC, such as Italy, Spain, Portugal, France, and China. European research outcomes are the most influential (total citations far exceed those of other regions), representing the highest research quality globally, followed by Asia, South America, and North America. Possibly due to differences in urbanization levels, education standards, and technological advancement, the application of DT in the heritage field is relatively marginalized in regions with lower levels of urban development, such as Africa and Oceania.

The search panel of Web of Science reveals the classification of subjects for 345 articles published between 2019 and 2024. These articles are categorized into 54 major disciplines, 39 Citation Topics Meso, and 39 Citation Topics

Micro. Figure 5a illustrates the number of articles in each category, with subjects related to remote sensing, geography, computer, and information science highlighted in red. Figure 5b presents the number of articles in the top 10 subjects within Citation Topics Meso and Citation Topics Micro, using different colors to distinguish the variations in quantity. The dashed lines connected by white dots indicate the median value of the data. Figure 5 comprehensively reflects the research trend of multidisciplinary integration. CHC academic discussions have transcended traditional boundaries, expanding into various interdisciplinary fields such as remote sensing, imaging science, computer science interdisciplinary, and materials science multidisciplinary, which hold significant importance. This data distribution reveals the potential of modern technology in CHC. Archeology, architecture, humanities multidisciplinary, and construction building technology remain foundational disciplines of CHC, indicating that the integration of this field with other disciplines still requires further development.

In the following sections, this study will illustrate the application trends within the CHC by analyzing the frequency of keywords. First, the 1,632 keywords from 345 articles in the source data table were copied into a blank document, and any formatting inconsistencies-such as leading spaces, inconsistent strings, or differences in capitalization-were corrected. Next,

the word frequency statistics panel of the COOC 6.725 tool was used, and the file was imported into the software in Excel format for keyword splitting and frequency counting. Then, based on the duplicate highlighting function in Excel, a manual review of the semantic similarities and redundancies among keywords was conducted, and similar keywords were consolidated and merged. Since COOC 6.725 is unable to automatically recognize and merge plural-singular pairs (e.g., “systems” and “system”) or abbreviated forms (e.g., “three dimension” and “3D”), manual verification was a critical step. Subsequently, the keywords were sorted in descending order based on frequency, and a second round of verification was performed to ensure data accuracy. Table 3 presents the top 50 keywords by frequency. Bold text shows DTs commonly used in the CHC field. Frequently used technologies ( ) include Building Information Modeling (BIM), Terrestrial Laser Scanning, Point Cloud, 3D Reconstruction, and Digital Photogrammetry. Following these are Scan-to-BIM, VR, and Digital Twins . Less frequently used technologies ( ) include Lidar and UAV.

This study constructs a two-dimensional matrix network based on authors and keywords using the COOC 6.725 tool. The analysis parameters are set to a publication volume of and a keyword TF (term frequency) of , followed by the construction of a biclustering map. Figure 6 illustrates the correlation and clustering patterns of keywords and themes in studies by various authors, revealing research groups and networks of interest within the academic community. To improve the clarity of the text in the figure, the central area of the original document (the non-clustered secondary section) has been trimmed. The figure illustrates the research interests that have
garnered significant attention in Group A and Group B. It reveals that over the past six years, the research trends have primarily focused on topics such as HBIM, virtual museums, GOG, and laser scanning. In addition, there has been secondary emphasis on parametric objects, GIS, Ontology, and TLS. This phenomenon reflects the increasing reliance of the academic community on advanced technologies in CHC and management, as well as the exploration of emerging technologies in practical applications. In addition, Fig. 6 shows a distribution pattern with concentrated areas at the extremes and a sparse middle, indicating a low focus on specific areas and a fragmented, dispersed clustering result. This phenomenon also indirectly reveals deficiencies in interdisciplinary collaboration, knowledge integration, and DT application integration in heritage conservation, exposing significant gaps in cross-disciplinary synergy and collaboration. This distribution pattern suggests that while DT is extensively applied in the heritage field, its application and integration levels vary significantly among different research communities and disciplines, leading to fragmented knowledge and technology applications. Banfi et al. , Previtali et al. , Brumana et al. are the main groups in Group A, focusing on how to effectively combine innovative modeling methods and interactive systems to enhance the accuracy and efficiency of architectural analysis and how to enhance data sharing and multidisciplinary cooperation in the digitalization process of cultural heritage. Bruno and Roncella , Nieto-Julián et al. , Moyano et al. , Adami et al. are the main groups in Group B, focusing on how to use digital means to monitor, record, manage, and analyze structural deformations of historical buildings, and how to integrate emerging technologies and explore systematic approaches in CHC.

This section explores the mainstream directions of DT applications in the field of heritage conservation. By organizing keywords in an Excel spreadsheet and creating a co-occurrence matrix, this study further utilized VOS Viewer software to construct a thematic co-occurrence network map. In this network, keywords related or adjacent to each other are marked in the same color to facilitate the identification of thematic clusters. A total of eight clusters were formed, with four primary clusters centered around the core keywords ‘Cultural Heritage-HBIM-Photogrammetry,’ ‘BIM-Doc-umentation-Point Cloud,’ ‘Scan-to-BIM-Conservation-Interoperability,’ and ‘Vulnerability-Management.’ Table 4 displays the constituent elements and core themes of these clusters. Overall, these four themes can be further categorized into the following two directions: (1) the application of comprehensive digital recording and reconstruction technologies for cultural heritage; (2) strategies for risk assessment and virtualization of cultural heritage buildings.

Direction 1 focuses on the use of DT for documentation and dynamic 3D reconstruction of cultural heritage, providing tools for information storage and visualization to support conservation and restoration efforts. Utilizing the HBIM framework, Bruno and Roncella organized, stored, and managed geometric information, and facilitated data sharing and usability through a standalone database linked to 3D models accessible via desktop applications and web interfaces, effectively addressing limitations in HBIM’s user interface and data accessibility. Further, Croce et al. explored a semi-automatic approach using machine learning techniques to reconstruct HBIM from point cloud data, enhancing the documentation of heritage artifacts. Additionally, Yang et al. demonstrated how BIM and 3D modeling could digitally document and manage heritage, integrating geometric elements with historical knowledge. Moreover, Andriasyan et al. automated the reconstruction of cultural heritage geometries using TLS and SfM technologies, along with tools such as Rhino+GrasshopperArchiCAD. Bianchini and Potestà focus on the challenges of applying 3D virtual modeling, particularly BIM systems, to historic buildings, using the Baptistery of San Giovanni as a case study to explore how semantic segmentation and connection of constructive elements can enhance the understanding of their evolutionary phases and improve the Levels of Development parameter for built heritage. Brusaporci and Maiezza explor

the use of 3D models and AR to study and communicate architectural and urban values, promoting “smart heritage” by merging digital and physical dimensions, as demonstrated through two case studies of St. Basilio Monastery and the Basilica of Collemaggio. These studies highlight the dependency of CHC on accurate initial data and complex data processing workflows.

Direction 2 centers on the potential of DT in assessing risks and structural vulnerabilities of heritage buildings, thereby enhancing the safety and management efficiency of heritage. Wang et al. introduced an automated system for detecting structural damage that can precisely identify efflorescence and spalling through IP network cameras and smartphones integrated for real-time functionality, significantly improving the efficiency, reliability, and convenience of historic building conservation management. Angieliu et al. developed simulation models for the digital twin application in historic brick-and-stone buildings, integrating experimental physical realities to study the structural response, preventive maintenance, and reinforcement actions. Employing specific spatial and morphological filters, Galantucci and Fatiguso used software tools for 3D metrology and surface topography to detect damages within 3D models, allowing for quantitative information about certain types of changes such as cracks or features caused by material loss to be derived from point clouds or polygonal meshes. Valente et al. conducted advanced 3D finite element (FE) numerical simulations to investigate the seismic response of two complex historical masonry structures located in Sora, Lazio, central Italy. The study assessed their performance during earthquakes and revealed a high level of vulnerability in these structures. Common limitations in the aforementioned research include the high cost of technical implementation, the complexity of data processing and interpretation, and the applicability of the techniques in different environments.

Comprehensively, the research contents of 19 hot articles in Table 5 reveal that Digital heritage management has deeply integrated into the stages of data collection, data processing and management, analysis and application, and cross-disciplinary comprehensive integration. The Digital

Orthophoto Map provides precise measurements, condition assessments, and damage monitoring of heritage sites with high-altitude images free from perspective distortion . Laser scanners capture the geometric shapes of complex surfaces by recognizing the surrounding geographical environment, thus generating 3D point cloud data . Secondly, some scholars have explored how to analyze building structures using digital twins to address natural disasters. This includes simulating seismic responses , threedimensional monitoring and quantification of building damage , and automated modeling . From multi-angle to array-based, utilizing geometric principles to distributed collaboration, Milosz et al. detailed the processes and technical descriptions for 3D scanning of 213 wooden columns and automated modeling of the Juma Mosque in their work at Itchan Kala.

Over the past 6 years, research on DT in CHC has exhibited a technologyoriented application tendency, lacking in-depth discussion on its social impacts and cultural adaptability. Based on bibliometric analysis, this paper reveals the current state of research, application advancements, and emerging trends. Previous literature reviews have revealed that DT demonstrate significant potential in enhancing cultural identity, virtual reconstruction of architecture, production construction, and automatic classification. Table 6 lists specific examples of DT in these application areas. These cases are derived from the author’s compilation and summarization while reading articles. The introduction of DTs such as 3D point clouds, VR, TSL, High Resolution Digital Camera (HRDC), Digital Orthophoto Map (DOM), and HBIM has optimized the processes of data collection and visualization for CHC .

However, many DT technologies are still in the developmental stage and face challenges related to research quality and usability , limited algorithm generalization capabilities , and ethical and cultural sensitivities . The limitations of these DT technologies in terms of accuracy, data processing, and long-term maintenance still require thorough

exploration. Although 3D point cloud technology can provide highprecision spatial data, issues such as high resource consumption for data storage and processing, and how to effectively integrate multi-source data to enhance model usability and accuracy, remain key challenges for technological development . VR significantly enhances user experience ; however, balancing innovative representation with historical accuracy to ensure the authenticity and appropriateness of cultural dissemination presents an essential ethical concern.

In addition to the practical applications of DT itself, its widespread adoption and promotion are also influenced by external factors. Advanced digital devices and technologies are often expensive and complex to operate, requiring specialized knowledge in related fields. Relevant articles have explored several low-cost alternative technologies, but their practical applications still need verification . The complexity of historical building structures affects the accuracy of measurement data, and the natural lighting environment, which changes over time, also impacts the quality of 3D scanning . Data processing and storage present challenges. The generation of large amounts of 3D point cloud data and high-resolution images requires substantial storage space and powerful computing resources for processing . The complex geometries and material characteristics of
artifacts may be difficult to fully capture and simulate with existing technologies .

The promotion and application of DT in CHC rely on the combined efforts of both top-down and bottom-up approaches. Although international organizations like UNESCO advocate for CHC within a global framework, these top-down strategies often struggle to meet the specific needs of local communities, which may result in the homogenization and delocalization of cultural heritage under the dominance of globalized discourse . Government agencies, as key actors in CHC, can mobilize significant resources to carry out digital heritage initiatives, but their shortterm political objectives and economic orientations may overlook long-term planning and heritage projects with higher cultural value . While technology companies play a central role in DT innovation, their profit-driven nature tends to result in the short-term application of technologies, neglecting the long-term needs of . Experts and scholars in CHC face the risk of a disconnect between theory and practice, particularly in the context of rapid developments in the digital environment . The integration of traditional preservation methods with modern technology remains a subject of significant debate. Public participation is crucial in the transmission and development of heritage, yet its role in DT applications is often

marginalized. Decision-making in heritage planning is frequently dominated by elites and experts, overlooking the participation and interests of local communities . This can lead to conflicts between the commercialization of heritage and the public interest.

How to effectively integrate multi-source data in the application of DT technology to improve the accuracy and efficiency of CHC and management. Vincent et al. indicate that a single data source often fails to comprehensively capture heritage information. The integration of multi-source

data can provide more comprehensive and accurate heritage information, aiding in the formulation of more scientific protection strategies. In addition, how to balance the tension between technological innovation and historical authenticity in the virtual display of cultural heritage using DT technology. The rapid development of technology has made virtual displays possible, but it also brings challenges to historical authenticity . Finding a balance between these two aspects is of significant importance.

Grazianova and Mesaros state that the essence of DT is to enhance the efficiency of CHC and management through digital means. Shim et al. argue that the application of DT aims to explore the potential value of cultural heritage and to facilitate its broader dissemination and understanding. Selim et al. suggest that studying the past is to better understand and face future challenges, ensuring the continuity and sustainability of cultural heritage. By analyzing research trends, regional impacts, academic disciplines, frontier directions, and thematic inquiries, this paper reviews the latest advancements in the application of DT in heritage protection from 2019 to 2024, thus revealing the problems, opportunities, and challenges. From a cultural perspective, the inherent innovative potential of technology has driven progress in heritage protection. In the context of globalization, how to utilize DT technology to protect and transmit cultural heritage has become a current research focus.

The application of DT in heritage should not only focus on technological drive but also consider the historical value, structural integrity, and community significance of material heritage. Misguided algorithmic decisions could lead to irreversible damage to ancient buildings, representing not only technological failures but also irrevocable losses to . Additionally, ethical considerations, cultural sensitivity, and commercial issues surrounding heritage buildings warrant attention. Driven by commercialization, heritage buildings may be over-exploited to the detriment of their cultural and historical values .

In the context of AI-driven technological transformation, the vulnerability of cultural heritage and the increasing pressures on its preservation have become more pronounced, prompting scholars to critically reassess the role of DT in heritage management. Traditional CHC methods struggle to
address the complex demands of management, necessitating a reevaluation of the practicalities and significance of embedding DT into CHC processes. The integration of DT is not merely a straightforward replacement of traditional restoration methods. Instead, it seeks to establish an interdisciplinary and collaborative protection system, offering new pathways to achieve the sustainable development goals set by UNESCO. Based on this, scholars are currently reflecting on two key dimensions: 1) How can DT maintain the authenticity and integrity of heritage, avoiding distortion of its cultural significance? 2) What is the applicability and feasibility of DT in heritage management? Proponents of symbol interaction and cultural capital theories are attempting to bridge DT with cultural authenticity. Chhabra proposed the concept of “digital authenticity,” providing a theoretical foundation for this approach, yet the analytical framework combining DT and cultural theory remains underdeveloped. This issue largely stems from an overemphasis on the technological-driven aspects in existing research, while overlooking the cultural relationships underpinning heritage. Can DT enhance the readability and dissemination of cultural heritage while preserving its cultural essence? Is DT merely a tool in cultural preservation, or does it act as a cultural constructor? How can we balance the representation and innovation of culture in a digital environment? These questions raised in this paper challenge the simplified understanding of DT’s role in CHC.

The works of Lovell et al. , Arteaga et al. , and Mendoza et al. indicate future research trends. Multidisciplinary integration will further deepen, particularly in the cross-application of remote sensing, VR, and AI technologies with CHC, thereby improving management efficiency and precision. The widespread use of digital recording and virtual reconstruction technologies will drive the development of digital heritage archives, offering innovative models for presentation and education . Risk assessment systems driven by big data and machine learning will gradually mature, aiding the preventive protection and maintenance of CHC. Although the effectiveness of DT compared to traditional restoration methods remains a subject of debate, it undoubtedly presents diversified development potential for CHC .

This study proposes three levels for achieving the application paths of CHC and DT. The first level provides the necessary hardware and software support, ensuring secure storage and efficient processing of data, including high-performance computing equipment and cloud storage solutions. The second level is to enhance the usability and accuracy of data through advanced algorithms and analytical tools, involving technologies such as machine learning and image processing. The third level is to increase public awareness and participation in CHC through effective dissemination and educational means, including virtual reality displays and educational projects. Previous studies have focused on the first two levels, however, this study emphasizes that the application and promotion of CHC work are equally important.

The limitations of this study are primarily reflected in the constraints of the literature time span and data sources. The selection of literature only covers the period from 2019 to 2024. While this highlights recent trends in the development of DT in the context of CHC, it fails to capture long-term development patterns. Additionally, the literature search was restricted to the Web of Science Core Collection, excluding other significant databases such as Scopus and Engineering Village, thereby limiting the comprehensiveness of the research. Furthermore, the analysis was confined to Englishlanguage publications, overlooking studies in other languages. Future research should broaden the range of literature sources to enhance a multidimensional understanding of DT applications in CHC.

Findings: (1) The trajectory of DT in CHC has evolved through three distinct phases: an exploratory phase, a phase of diversified development, and a stage of technological integration and innovation, culminating in a multidisciplinary convergence with a notable surge in interest in 2023; (2) A substantial citation volume highlights the advanced level of DT application in European regions, such as Italy, Spain, Portugal, France, and China, with subsequent attention in Asia, South America, and North America. Conversely, regions with lower levels of urbanization experience relative marginalization; (3) Recent study has focused on four primary themes: ‘DT and reconstruction technologies’ and ‘risk assessment and interactive displays’; (4) Over the past six years, research trends have predominantly centered on HBIM, virtual museums, GOG, and laser scanning, followed by interests in parametric objects, GIS, ontology, and TLS; (5) Despite advancements, DT in CHC shows deficiencies in interdisciplinary collaborative research, evidenced by a fragmentation in knowledge and technological application; (6) Structural forecasts and maintenance have emerged as prominent topics, particularly in the specialized study of automated damage detection and maintenance in historic buildings.

The application of DT in CHC has transitioned from a focus on structural forecasts and maintenance towards a workflow involving parametric modeling, heritage management collaboration and assessment, and the integration of technology across disciplinary areas, with a general emphasis on technology-driven research. The overarching goal of current studies is to enhance the capabilities of health monitoring, restoration, and risk management in CHC through diversified DT and system architectures. It is to be expected that DT will realize more potential in CHC with the advancement of technology.

No datasets were generated or analysed during the current study.
Received: 13 June 2024; Accepted: 15 November 2024;
Published online: 28 March 2025

This study is funded by the 2024 Guangdong Philosophy and Social Science Planning Co-construction Project (Grant No. GD24XYS007); the 2024 Foshan City Philosophy and Social Science Research Project (Grant No. 2024-GJ077); the 2024 Individual Academic Enhancement Project of the

University Project Pool (Grant No. 24XSC14); 2023 Guangdong Undergraduate Higher Education Teaching Reform Project from Guangzhou Academy of Fine Arts (Grant No. 6040324106); 2024 Guangdong Philosophy and Social Science Planning Co-construction Project (Grant No. GD24XYS027).

S.J., M.Y., J.S. and H.L. were responsible for data collection. W.L., Q.X. and J.A. were responsible for data analysis. W.L. and J.A. Wrote and revised manuscript, as well as supervised the accuracy of the experimental design. J.A. and Q.X. provided financial support.

The authors declare no competing interests.

Correspondence and requests for materials should be addressed to Jinghui Ao.

Reprints and permissions information is available at
http://www.nature.com/reprints

Publisher’s note Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Open Access This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
© The Author(s) 2025