第1554篇 遥感技术在“中华文明探源工程”中的应用

遥感考古，就是通过传感器探测和接收来自地表及地表以下考古遗迹的信息(如电场、磁场、力场、电磁波、地震波、声能等)，经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布特征。即利用遥感图像或其他遥感信息辅助田野考古的一种研究方法，是由航空、航天飞行器对地面进行拍摄，获取经过技术处理的遥感影像与数据，通过专家系统对这些影像上显示的地面遗迹进行解译，寻找已知或未知考古遗迹及其线索，经过实地验证，将发现的遗迹转绘到专题地图上，供文物考古专家或其他有关部门进一步发掘、研究，或者作为制定文物保护政策的重要依据的多学科交叉的综合学科。
遥感考古学是一门体现遥感技术与传统考古学相互渗透、交叉、融合的新技术，它能全面、快速有效地探测地上和半掩埋古遗址的分布信息，成为人们从空间上认识和研究文化遗址的一门新兴学科。
遥感考古的发展趋势和我国遥感考古发展潜力
虚拟考古是上个世纪90年代发展起来的一项基于计算机平台的新技术。利用虚拟考古技术，人们可以通过基于过去曾遭受破坏的某个文化遗址的历史资料，结合该地的地貌、水系、地形高程等景观特征，恢复和重建古遗址原貌，为文物保护提供一份可用计算机存档的历史资料。以“数字化”为主题的考古学发展已成为当今多学科交叉发展的主流，遥感和虚拟现实技术已成为考古研究和古遗址保护与重建的主要技术手段。
我国航空摄影考古的发展相对于西方国家而言，起步甚晚。而我国文化遗产遍布全国各地，充分认识这些大型文化遗产的各种信息，对研究中国和整个人类发展历史都具有重大意义。
鉴于国内对遥感考古的需求，2001年11月在北京成立了“中国科学院、教育部、国家文物局遥感考古联合实验室”，并在浙江、河南、安徽、陕西、江苏、内蒙古、云南、新疆、河北正式成立了该实验室的遥感考古工作站。这种跨部门、跨行业的遥感考古联合实验室以国家需求为目标，通过与地方考古界及遥感机构网络式的广泛 合作，旨在推动我国遥感考古事业的发展。2005年4月14日，在联合国教科文总部中国与联合国教科文组织签署了一份协议，内容是：中国将加入开放式行动，该行动旨在使用空间技术协助世界文化遗产的保护。遥感考古联合实验室将与阿根廷空间局、加拿大空间局、黎巴嫩遥感中心、摩洛哥皇家遥感中心和美国宇航局一起，协助联合国教科文组织用卫星监测世界遗产；2006年开展了由科技部支撑计划支持的“空间信息技术在大遗址保护中的应用研究”项目，对京杭大运河开展了运河现状、历史演变的综合性研究；结合第三次文物普查开展的新疆、海南等遥感考古普查，充分发挥了遥感技术的优势。
遥感考古的优势及特点
与传统田野考古相比，遥感考古能在许多方面获得从地面观测无法得到的大量信息，主要表现在：
1.覆盖范围广。依靠各种遥感平台，距离地面的作业高度由十几米一直可达几百米、几千米，甚至几万公里，可以获得研究区的全局信息，而地面观测只能获得视线内的地物景观，无法得到全局图像。
2.光谱范围大。人的肉眼只能观测到可见光部分的电磁波反射，而遥感(包括地球物理勘探技术)则能利用紫外线、可见光、红外线、热红外、微波等全波段电磁波来探测地物。勘测能力远远超出人的视觉范围，获取信息更加丰富，勘测内容包括考古遗存和其他地学信息，即能观察研究各种类型、各种大小规模的遗迹和遗物，也便于研究遗存与其周围自然环境的关系。
3.时空分辨率高。田野考古只能在特定的时间对考古对象进行野外勘查，而遥感考古则可利用卫星高时间重复频率所获得的数据积累获得研究区的遥感数据，以及研究区随时间变化的地形景观和古遗址的情况。在空间分辨率上，高分辨率商业卫星已经能提供和航空摄影测量所得图像相比的多波段遥感图像。并且还可以避免野外条件艰苦给工作造成的影响。
4.光谱分辨率高。多光谱遥感图像能提供对同一研究区不同谱段的遥感信息，高光谱成像仪能够在一个特定光谱范围内细分出数十至数百个波段，增强了对地物(如考古研究区作物的变化)的识别能力。
5.穿透能力强。微波对地表有一定的穿透性，它不仅反映遗迹表面的信息，还可以在一定程度上反映遗迹地表以下的物质的信息。
6.对考古文物的无损探测。特别是遥感技术和物探方法结合能探测和研究遗迹的准确位置、规模结构、平面形制特征和布局结构，无需进行大面积的揭露，又不会对遗存有任何破坏。
遥感技术在中华文明探源中的应用研究
遥感作为现代高技术手段，在中华文明探源工程中、在探测中华文明起源所留下的遗迹中首次得到系统应用，并取得了一系列成果。
遥感技术在中华文明探源工程中主要是追溯5000-4000年前中华文明起源时留下的遗迹，这些遗迹包括聚落、城市、道路、祭坛、材料供应地等古遗址。但是由于这些遗址历经几千年的自然风化和人为破坏，有的已损失殆尽，有的被掩埋或半掩埋于地下，很难被发现，即便在已知的考古点，人们也很难推测其规模、范围及其功能结构。遥感技术以其新的视觉和多光谱的特性，弥补了人们在地面观察不到的现象和可见光以外的物质存在，成为考古学家进行考古研究的得力助手，开阔了视野并为考古学家进行文明起源研究过程中各种文明的交流、演变的空间分析提供了强有力的工具。
1.遗址遥感空间分析应用遥感影像与地形叠加得出洛阳盆地三维地势图（图1），可以使我们能够一目了然地研究这一地区遗址分布规律（图2）。从图中分析可以得知，洛阳盆地中分布的大量遗址主要分布在伊洛河的支流附近，符合了古人傍水而居，又避开大河洪水的淹没这一规律。同样，在良渚遗址分布区域也存在这一规律，这一规律的发现为我们预测未知遗址提供了科学依据。

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