作为世界文明古国之一,中国拥有悠久的历史和丰富的文化遗产。这些珍贵的文化遗产蕴含了中华民族所特有的精神价值、思维方式和想象力,具有极高的历史价值、艺术价值、文化价值、社会价值和科学价值,体现了中华民族伟大的创造力和生命力。明长城作为世界文化遗产,是中国历史上工程规模最大且保存最为完善的长城工程,因建造原则之科学、建造工艺之精湛被视为长城的代表。谈及明长城,“东起山海关,西至嘉峪关”的说法众人皆知,然而青海境内明长城的遗存却鲜有人知。历经数百年的自然侵蚀及人为破坏,青海明长城主体目前以夯土遗址的形式赋存。由夯土版筑构建而成的明长城遗址作为直接接受环境影响的特殊岩土体,在大气圈、水圈、生物圈和岩石圈漫长的相互作用进程中,其安全赋存受到温度、降雨、携沙风、盐渍化以及人类活动等因素的严重威胁,进而导致其正经历由裂隙、冲沟、掏蚀、片状剥离、坍塌等典型病害的大量发育到快速消亡这一量变到质变的过程。由于青海明长城地处高寒、高海拔地区且地处一隅,其赋存环境和布防体系具有特殊性。因此探索归纳青海明长城防御体系并对典型遗址进行易损性评价,不仅能补充完善该地区明长城科学研究体系,进而表征青藏高原特殊环境影响下土遗址病害的发生、演化规律和过程,而且对制定科学有效的保护对策以及开展系统规划工作具有重要的指导意义和应用价值。鉴于以上认识,本文以青海明长城遗址作为研究对象,从遗址赋存环境和夯土材料特性研究入手,系统探究遗址各类型建筑的保存规模、建筑形制及分布特点,明晰了其军事防御体系构建特征;全面调查总结遗址病害发育类型及规模,结合遗址赋存环境、建造工艺及建筑材料特性,初步建立了青海明长城遗址病害框架体系;运用多准则决策方法对典型遗址进行易损性评价,建立了明长城遗址易损性评价模型,而后借助机器学习方法对典型遗址点的易损性评价结果进行训练学习、检验,构建了青海明长城遗址易损性预测模型。本文的主要研究内容及成果如下:(1)基于前人研究成果并经过大量现场调查,系统总结青海明长城遗址的赋存环境及其保存规模,分析得出明长城遗址所处分布区域海拔较高且终年气温较低,其赋存环境具有“高寒”的特点。详细探究主线墙体、烽火台、堡等明长城类型建筑的形制规律与布局特点,得出明长城主线以西宁卫为中心呈拱形紧密环绕;烽火台具有呈点状及以烽燧线为主要形式的线状分布特点;同时依据军事功能特点将堡划分为卫城、所城、驿城、驻军堡寨、土司衙门或居所、牧马苑、民堡等7种类型,通过查阅文献资料并结合堡周长阈值、建筑形制以及分布位置特点,推测得出46座堡的具体功能分类。(2)基于明长城各类型建筑的形制特点和军事功能,对以堡为核心的军事聚落空间分布、兵力布局、防守区域划分以及军力可达域等4方面开展研究,从时空角度分析明长城防御体系军力部署及调度情况,并进一步得出青海明长城军事防御体系是由长城主线、堡军事聚落、烽传系统以及驿路系统等4部分组成的紧密的防御网络,该体系能高效协同多个功能建筑开展防御、进攻以及传递重要信息、文件、专人等任务。(3)通过对青海明长城典型遗址病害发育进行详细调查和统计,归纳认为裂隙、冲沟、掏蚀、片状剥离、坍塌是最为普遍且具有代表性的病害类型。在定性判断遗址病害与其赋存环境、建筑材料工程特性及建造工艺联系的基础之上,对病害特征值与气象数据、夯土工程特性指标进行定量分析,得出遗址病害发育的内部联系及演化规律;同时得出影响遗址病害发育的主要因素包括夯土材料的物理、水理及力学性质、遗址赋存环境(具体表现在降雨及风等外营力)以及明长城建造工艺等,结合以上研究成果初步建立青海明长城遗址病害框架体系。(4)基于青海明长城遗址病害框架体系建立遗址易损性评价递阶层次结构模型,通过应用层次分析法(AHP)计算各评价指标权重,进而运用模糊层次分析法(FAHP)及AHP-TOPSIS对18处典型遗址点进行易损性评价,得出明长城遗址相应的易损性分值及坍塌破坏等级;通过对比遗址点的实际病害发育规模,确定AHP-TOPSIS更加适用于青海明长城遗址易损性评价,且其计算结果与遗址由于病害发育而造成的实际坍塌破坏程度具有一致性,进而验证了青海明长城遗址易损性评价模型及方法的合理性。(5)运用支持向量机(SVM)和BP神经网络两种典型且高效的机器学习方法对已获得的典型遗址点易损性数据划分训练样本和检验样本,经过调参、样本训练及检验等步骤,实现明长城遗址易损性预测,通过对比预测结果和遗址实际破坏程度,并计算相关精度参数,确定SVM具有更好的预测效果,以此为基础构建青海明长城遗址易损性预测模型。