遥感考古测量探索简介

遥感考古,是利用地面植被的生长和分布规律,如土壤类型、微地貌特征等物理属性及由此产生的电磁波波谱特征差异,运用摄影机、摄像机、扫描仪、雷达等设备,从航天飞机、卫星等不同的遥感平台上获取有关古遗址的电磁波数据或图像等信息,对这些信息进行光学或计算机图像处理,使摄像的反差适合,特征明显,色彩丰富,再对影像的色调、图案、纹理及其时间变化与空间分布规律进行识别和解释,从而提供了古代遗存的位置、形状、分布构成类型等情况,为考古发现提供科学的资料和数据。

不断发展中的遥感考古,作为一种周期短、准确率高和不损伤地下遗迹的先进考古手段,正逐步成为考古勘察,特别是大型遗址前期勘察中一项必不可少的工作程序。

20世纪70年代以来,人们通过发射到外层空间的数以百计的卫星,获得了大量的遥感考古信息。诸如埃及的金字塔考古,柬埔寨吴哥古城的遥感研究,用星载成像雷达探测和调查西班牙腓尼基人的海事文化等等。

这些重要的考古发现更加激发了人们对于遥感考古的热情。

古遗址、古墓葬、古建筑、石窟寺是不可移动的文化遗产。重要的大面积文化遗存,又称大遗址。大型陵墓空间几何形状变化大,又包含地上、地下两部分。地上面积可达数十平方公里,地下单体陵墓有数十到数万平方米,两者之间存在着密切的考古学文化联系。

古代的遗址和遗迹是人们过去生活过的地方,所以必然在当时导致其自然形态发生变化,使其与周围纯自然的环境有所区别。虽然这些变化经过后来的人工扰乱不易察觉,但是毕竟与原来的周围环境存在差异,并通过地表水分条件、植被生长状况、土地利用状况、地貌结构的不同得以保存下来。这些异常表现被遥感影像记录下来,为考古提供判读分析的依据。遥感考古就是利用这些不同,获得最初的数据,进而确定某一地区是否存在考古遗址。

现代遥感考古作为考古学的一个分支学科,在考古中主要应用于古代大规模遗址的勘察,地下遗迹的勘察,水下考古、环境考古和城市遥感考古等几个方面。遗址的调查是考古工作的前提,只有发现遗址,考古工作者才可以对其进行发掘。而传统的遗址调查方法,需要耗费极大的人力和物力,而且效果往往不明显。利用遥感技术,人们就可以对大范围的遗址进行调查,不仅可以节省成本,而且有利于对遗址宏观上的把握。

地面上的大规模遗址,因为其与周围环境的差异,必然会在图片上有所反映。同时由于遥感考古具有强穿透性,所以可以很好地对地下的遗址进行探测,我国秦始皇陵就曾经多次运用遥感技术进行探测,从而为秦陵的研究做出了巨大贡献。

遥感考古作为一项新的考古技术,在水下考古的运用中也同样大显神通。考古学家利用航空遥感手段对海底水下遗址进行探测,以考察海底的地形,淹没前的特征以及确定海底古代遗迹的真实性和位置范围,进而推测和研究古地理、古气候和古代 社会 的发展情况,这一切已经取得了重大成果,并推动了文物保护的研究。

由于遥感考古学在调查的方法和资料的处理上与传统考古学存在着巨大的差异,所以拥有一些传统考古学不可比拟的优势,主要表现在以下几个方面:

1. 遥感考古宏观调查视野开阔

 遥感考古相对于传统考古学更加节省成本。传统考古学主要依靠人力对遗址进行调查,野外工作量非常巨大。而人的精力和目力都是十分有限的,小规模的遗址调查尚可,如果是对一个地区进行大范围的普查,那么就很难看清楚全貌。尤其是对沙漠,草原,古城址等特殊环境的调查,由于自然环境的限制,实地调查相当困难,得到准确的调查结果就更难了。而遥感考古通过在空中对地面进行俯视,可以全方位地对一个地区地貌的情况进行摄像,不会受到地理环境的限制,使得很多徒步考察非常困难的地方,都可以通过遥感技术清楚地取得当地的图片,大大节省了考古调查的成本。

利用遥感器从几百公里以外的高空能清晰地俯瞰地球的面目,扩大考古学家的视野。例如,肯尼亚的东图尔卡纳地区富含早期人类化石,在航天遥感图像上,富含人类化石的白色沉积层显示出独特的色调(波谱特性),迅速扩大了发掘化石的场所。

2.能获取丰富的考古信息

航空航天遥感的可见光、红外、微波、紫外和多谱段遥感技术在考古中都得到应用。遥感考古具有覆盖范围广,光谱范围大,时空分辨率高等优点。遥感图片容易获得一个地区的全局信息,同时遥感图像成像尺度变化范围大,有利于人们对所得图片进行研究。人的肉眼只能观测到可见光部分的电磁波反射能量,而遥感可以观测到从紫外线、可见光、红外线、热红外、微波等能量波范围的全波段电磁波来探测地面和地下的物体。由于卫星技术的应用,使得现代遥感考古可以全天候,不断地获得遗址的遥感数据。如伦敦北面的一座古城堡在罗马帝国崩溃时毁于战火,被荒土掩埋在地下深处。航天遥感图像清楚地显示出此处植物反射红外的能力下降,使这座罗马凯撒大帝时代建造的古堡遗迹得以重现;又如1978年用微波对危地马拉的浓密热带雨林进行遥感时,在经过增强处理的遥感图像上发现了密如蛛网的格子。经过地面调查,证实这个纵横交织的格子网原来是古代玛雅人建造的灌溉渠,为研究玛雅文明提供了宝贵的资料。

3.有利于文物保护

遥感考古对古代遗迹的破坏相对于传统考古学要小得多。考古发掘本身就是对文物的一种破坏,但是许多抢救性的发掘又势在必行。遥感考古是改变这种被动局面的有效方法。利用遥感图像,可以在不破坏文物的前提下,了解遗址和古代墓葬的构造,尽可能地减小破坏。遥感技术具有的强穿透力,使挖掘无需大面积地进行,既可以节省大量的人力物力,又不会对遗址造成任何破坏。作为一个有五千年 历史 的文明古国,我国有大量有待探明的遗址,运用遥感考古技术不仅可以探明各种大型古代聚落、古城,而且可以尽可能地对其进行保护。

4.遥感考古要与传统考古相融合,取长补短

 “遥感考古”是一门科学技术,同时也是一种研究方法。遥感考古虽然可以很大程度地减少田野考古的工作量,但是绝对不可以代替田野考古的工作。它解决不了遗址的年代,出土器物的研究等考古学的基本问题,所以遥感考古必须与田野考古紧密结合,只有这样,考古工作才可以取得事半功倍的效果。

.我国遥感考古技术应用较晚,但是发展迅速,在国内的许多遗址的考古调查中,遥感考古技术都已经发挥了重大作用。如在20世纪60年代修建三门峡水库时,我国考古工作人员就曾经利用航空照片对库区古代遗址、墓葬的分布进行分析。70年代,又利用遥感技术对秦始皇陵进行过探测。进入90年代以后,我国更是加大了对遥感考古的投入力度,建立了一批重点实验室并召开了一些具有国际水平的会议,以对遥感考古进行专门的学术研究。

近年来, 科技 考古人员利用卫星遥感技术,在珠江口发现了明代沉船,并成功地进行了打捞。接着,在渤海湾、黄海、东海等海域调查水下沉船,仅在长江口地区就发现了500多艘不同 历史 时期的沉船。

我国 科技 考古人员还运用彩色红外航测片,揭示出北京市内长城的现状,圆明园古建筑基础平面形态,以及河南北宋东京外城垣的走向,了解了3500年前殷王盘庚之所以迁都河南安阳的生态环境原因。中国 社会 科学院在对河南安阳殷墟的遥感考古中,运用计算机图像处理技术,将分辨率较低而光谱特征丰富的美国陆地卫星的TM(专题制图仪)影像与几何关系稳定的航空影像结合进行处理,大大提高了遥感影像的质量,并发现了一些新的殷代建筑遗址和墓葬。

另外, 科技 考古人员运用先进的遥感技术,还发现了位于塔克拉玛干沙漠中心的古桑园;发现了在沙漠腹地消失了近2000年的古代“精绝国”遗址;找到了淤积了1000多年的隋炀帝开掘的大运河。

我国的遥感考古重视了多学科联合攻关。自然科学和 社会 科学工作者互相学习,发挥了各自专业特长。

大型考古测量要综合利用空间遥感信息,诸如航空摄影、卫星照片、多光谱卫星遥感影像、机载雷达影像等,对地面考古遗址开展无损探测和识别。同时结合地球物理探测技术和常规田野考古手段,勘探、发现考古遗址,进行考古测绘、文物保护、考古研究。

考古学家们相信,利用遥感考古这种新的科学方法,在中国这片古老辽阔土地上,会发现更多让世人惊叹的秘密和宝藏。更加有利于文物的保护和发觉。