遙感考古與大遺址保護(hù)

張益嘉

摘 要：遙感考古對(duì)大遺址保護(hù)在勘探、檢測(cè)、研究等方面都有著至關(guān)重要的作用，是科技考古的重要手段，本文從大遺址保護(hù)的特點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用遙感考古作為傳統(tǒng)考古的有力補(bǔ)充，希望在市縣一級(jí)的考古科研機(jī)構(gòu)中普及開來，將對(duì)中國(guó)的考古事業(yè)有著積極的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：遙感考古；大遺址；保護(hù)

1 大遺址的特點(diǎn)及保護(hù)需要

大遺址由遺址本體及其自然環(huán)境、人工環(huán)境和人文環(huán)境所構(gòu)成的具有明顯區(qū)域特征遺存及其相關(guān)環(huán)境構(gòu)成。大遺址的概念表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是規(guī)模大，二是文物價(jià)值高。大遺址一定是一個(gè)區(qū)域，其分布面積在3平方公里以上才可稱為大遺址。大遺址分布范圍廣，組成要素復(fù)雜，僅僅依靠傳統(tǒng)的考古調(diào)查是十分困難，且不全面的。我國(guó)大遺址數(shù)量多、面積大、區(qū)域廣、類型多，有的地處偏遠(yuǎn)，有的居鬧市之中，易遭受不同原因的破壞，僅僅依靠傳統(tǒng)的方法對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管非常困難。基于以上大遺址特點(diǎn)，在大遺址保護(hù)中運(yùn)用現(xiàn)代科技，尤其是遙感技術(shù)，對(duì)大遺址發(fā)現(xiàn)、調(diào)查、監(jiān)管等工作進(jìn)行技術(shù)支持是十分必要且有利的。

2 遙感考古的概念

遙感是隨現(xiàn)代攝影技術(shù)、空間技術(shù)與光電技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一門綜合性探測(cè)技術(shù)。它源于攝影測(cè)量，航空攝影學(xué)的發(fā)展為遙感技術(shù)提供了空間定位的理論基礎(chǔ)和方法。

遙感考古就是將遙感技術(shù)應(yīng)用于考古研究中，即運(yùn)用遙感技術(shù)，獲取遺跡或現(xiàn)象的電磁波或超聲波信息，并運(yùn)用光學(xué)或計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，對(duì)這些信息進(jìn)行濾波、分類、特征提取等處理，再根據(jù)影響的色調(diào)、紋理、圖案及其時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行分類、識(shí)別和解譯，確定遺跡或現(xiàn)象的位置、分布、構(gòu)成與形狀諸方面特征，還能進(jìn)行文化資源追蹤、考古測(cè)量、古地形地貌與古城址復(fù)原等工作。

3 遙感考古在大遺址保護(hù)中的應(yīng)用

空間信息技術(shù)是遙感技術(shù)的核心，也是遙感考古勘探與研究中的關(guān)鍵所在。

3.1 大遺址的發(fā)現(xiàn)與調(diào)查

大遺址雖在地面上常常有蹤跡可尋，但在廣闊的茫茫大地上尋找起來十分困難，僅僅依靠地面的田野考古，也很難精確地確定其位置及范圍。而利用航片或衛(wèi)片進(jìn)行綜合分析，則很容易達(dá)到目的。另外在一些交通不便、自然條件惡劣、地貌地形復(fù)雜的地區(qū)，用常規(guī)的考古方法很難開展工作，而遙感考古卻可大展身手。

在遙感影像上，可以通過目標(biāo)物的形狀、大小、色調(diào)、陰影、顏色、紋理、圖形以及相關(guān)地物的位置直接勾繪出遺址的整體形狀及其分布特征。我們還可以根據(jù)一些遺留的護(hù)城河遺址，進(jìn)行水域條件的變化分析，反演古代人類的生活環(huán)境。

地表難以直接判讀的大遺址，可以通過間接標(biāo)志進(jìn)行判讀分析。這些標(biāo)志主要有土壤標(biāo)志、植被標(biāo)志、地質(zhì)地貌標(biāo)志等。在考古遺跡或大遺址的土壤特征中，可以借此分辨出古代的城墻、道路、墓葬、古河道等遺跡；城墻、道路處的遺跡會(huì)呈現(xiàn)出較淺的色調(diào)，而墓葬、古河道處的遺跡則色調(diào)較深，這些是實(shí)地調(diào)查時(shí)很難發(fā)現(xiàn)的。一般來講，墓葬、填平的壕溝、渠道、灰坑等類遺跡因其之地疏松、含水量豐富、土質(zhì)相對(duì)肥沃而使植被生長(zhǎng)旺盛，而古代道路、夯土、瓦礫、紅燒土以及磚瓦類建筑因土壤板結(jié)、透水性差，植被生長(zhǎng)較差。

此外，由于雷達(dá)全天候的成像能力及對(duì)一定地物的穿透能力，地物的后向散射特性決定了大遺址能從雷達(dá)圖像上識(shí)別出來。目前已有很多利用遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)考古遺址的實(shí)例充分說明了遙感在考古應(yīng)用中的作用。例如：美國(guó)的考古學(xué)家們利用衛(wèi)星遙感影像發(fā)現(xiàn)了早已沉沒海底數(shù)千年的古埃及名城亞歷山大；歐洲的考古學(xué)家根據(jù)早期照片發(fā)現(xiàn)了多處古羅馬的建筑遺址和著名的“羅馬大道”；對(duì)于國(guó)內(nèi)考古界探尋多年的一些遺跡如西周豐鎬遺址和王陵、北魏平城和金陵，成吉思汗陵等千古之謎都可以利用空間信息技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的考古學(xué)方法進(jìn)行研究和探尋。

遙感考古的又一大研究?jī)?nèi)容，就是對(duì)大遺址中深埋于地下的古代遺跡、古墓等進(jìn)行無損探測(cè)。目前采用的無損探測(cè)方法主要包括磁力探測(cè)法、電阻率探測(cè)法、微波脈沖“探地雷達(dá)”以及地震探測(cè)法等。2002年，采用航空遙感高光譜技術(shù)和熱紅外遙感技術(shù)與磁法、電法等20多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的、高精度的物理探測(cè)技術(shù)，對(duì)秦始皇陵區(qū)2.13 平方公里，陵園區(qū)56.25 平方公里進(jìn)行遙感和地球物理綜合考古研究，探明地宮、建筑遺址、陪葬坑文物遺存等信息863項(xiàng)目。

3.2 大遺址的監(jiān)測(cè)

為支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展，適應(yīng)城鄉(xiāng)發(fā)展要求，確保大遺址本體及其環(huán)境的安全，2010 年國(guó)家文物局啟動(dòng)了 “國(guó)家重要大遺址衛(wèi)星遙感技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目，共完成11 處大遺址的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，2011年啟動(dòng)第二期監(jiān)測(cè)工作，完成15 處大遺址遙感監(jiān)測(cè)。2012 年委托中國(guó)文物信息咨詢中心承擔(dān)漢長(zhǎng)安城遺址、隋唐洛陽(yáng)城遺址在內(nèi)的13 處大遺址的監(jiān)測(cè)工作。

大遺址遙感監(jiān)測(cè)是以遙感技術(shù)為技術(shù)支撐，結(jié)合地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和空間分析手段，對(duì)大遺址監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行管理、更新和分析，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域性大遺址信息的獲取與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)大遺址的監(jiān)測(cè)與保護(hù)狀況評(píng)價(jià)。參照監(jiān)測(cè)遺址保護(hù)規(guī)劃的覆蓋范圍，采購(gòu)滿足要求的最新時(shí)相高分辨率衛(wèi)星遙感影像，以前期遙感影像圖為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，結(jié)合 DEM 數(shù)據(jù)，經(jīng)正射糾正、數(shù)據(jù)配準(zhǔn)融合、影像鑲嵌等環(huán)節(jié)，制作最新時(shí)相的高分辨率彩色正射遙感影像圖（DOM）。

利用實(shí)時(shí)衛(wèi)星遙感影像圖與前期衛(wèi)星影像圖對(duì)比，進(jìn)行人機(jī)交互式多源信息綜合解譯，準(zhǔn)確地對(duì)變化圖斑、線狀地物和遺址本體進(jìn)行判讀，通過屏幕數(shù)字化獲取變化地物的矢量數(shù)據(jù)，確定其變化類型和性質(zhì)。

通過野外實(shí)地踏查檢驗(yàn)衛(wèi)星影像解譯成果、核查解譯中不能辨識(shí)的圖斑、巡查解譯中未發(fā)現(xiàn)變化的地物，并判斷其類型、性質(zhì)、位置、面積等指標(biāo)。

根據(jù)變化地物的不同屬性類別，分類統(tǒng)計(jì)、匯總不同變化地物的數(shù)量、面積，編寫遺址動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告和編制變化地物專題圖。建立動(dòng)態(tài)的大遺址遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和完備的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享，為大遺址的保護(hù)、管理和利用提供有力的數(shù)據(jù)資源支撐。

3.3 古環(huán)境研究

大遺址規(guī)模巨大，內(nèi)涵豐富，所涉及到的古代環(huán)境也相當(dāng)復(fù)雜。用遙感信息研究長(zhǎng)周期的歷史環(huán)境變遷，主要依據(jù)它在遙感圖像上所留下來的“痕跡”進(jìn)行識(shí)別。這些特征反映在遙感圖像上，通過色調(diào)、陰影、形態(tài)、大小、紋理等的差異識(shí)別出來。

一個(gè)地區(qū)的環(huán)境演變，最主要的是水系的演變。利用特定的光譜特征，可以很清楚地將水系變遷的路線、方向甚至成因反映出來。目前，應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行環(huán)境考古，主要集中在運(yùn)用衛(wèi)星及航天圖像進(jìn)行考古遺址環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境變化和社會(huì)變革的關(guān)系研究以及歷史時(shí)期環(huán)境恢復(fù)等方面。

綜上所述，遙感考古對(duì)大遺址保護(hù)在勘探、檢測(cè)、研究等方面都有著至關(guān)重要的作用，是科技考古的重要手段，是傳統(tǒng)考古的有力補(bǔ)充，成功案例不勝枚舉，應(yīng)該受到學(xué)界關(guān)注，更加重要的是在市縣一級(jí)的考古科研機(jī)構(gòu)也可以逐漸普及，這將對(duì)中國(guó)的考古事業(yè)有著積極的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉建國(guó).遙感考古的原理與方法[J].考古，1994年第4期.

[2] 董欣.陜西大遺址保護(hù)與可持續(xù)利用研究[D].西安：西北大學(xué)，2004.

[3] 趙叢蒼.科技考古學(xué)概論[M].北京：高等教育出版社，2006年：56-58.

[4] 陳昀.大遺址的遙感監(jiān)測(cè)[J].中國(guó)文物報(bào)，2012年11月2日.

[5] 楊林.回望：遙感考古與遺產(chǎn)保護(hù)[J].中國(guó)文物報(bào)，2007年6月8日.

[6] 尹寧，王長(zhǎng)林.遙感技術(shù)在考古中的應(yīng)用[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2003年第4期.

[7] 聶躍平，楊林.中國(guó)遙感技術(shù)在考古中的應(yīng)用與發(fā)展[J].2009年第5期.

[8] 鄧飚，郭華東，王長(zhǎng)林，聶躍平.遙感技術(shù)在考古中的應(yīng)用綜述[J].遙感學(xué)報(bào)，2010年第1期.

（作者單位：張家口市文物考古研究所）