遥感考古与大遗址保护

张益嘉

摘 要：遥感考古对大遗址保护在勘探、检测、研究等方面都有着至关重要的作用，是科技考古的重要手段，本文从大遗址保护的特点出发，运用遥感考古作为传统考古的有力补充，希望在市县一级的考古科研机构中普及开来，将对中国的考古事业有着积极的推动作用。

关键词：遥感考古；大遗址；保护

1 大遗址的特点及保护需要

大遗址由遗址本体及其自然环境、人工环境和人文环境所构成的具有明显区域特征遗存及其相关环境构成。大遗址的概念表现在两个方面，一是规模大，二是文物价值高。大遗址一定是一个区域，其分布面积在3平方公里以上才可称为大遗址。大遗址分布范围广，组成要素复杂，仅仅依靠传统的考古调查是十分困难，且不全面的。我国大遗址数量多、面积大、区域广、类型多，有的地处偏远，有的居闹市之中，易遭受不同原因的破坏，仅仅依靠传统的方法对其进行监管非常困难。基于以上大遗址特點，在大遗址保护中运用现代科技，尤其是遥感技术，对大遗址发现、调查、监管等工作进行技术支持是十分必要且有利的。

2 遥感考古的概念

遥感是随现代摄影技术、空间技术与光电技术的发展而产生的一门综合性探测技术。它源于摄影测量，航空摄影学的发展为遥感技术提供了空间定位的理论基础和方法。

遥感考古就是将遥感技术应用于考古研究中，即运用遥感技术，获取遗迹或现象的电磁波或超声波信息，并运用光学或计算机图形图像处理技术，对这些信息进行滤波、分类、特征提取等处理，再根据影响的色调、纹理、图案及其时空分布规律进行分类、识别和解译，确定遗迹或现象的位置、分布、构成与形状诸方面特征，还能进行文化资源追踪、考古测量、古地形地貌与古城址复原等工作。

3 遥感考古在大遗址保护中的应用

空间信息技术是遥感技术的核心，也是遥感考古勘探与研究中的关键所在。

3.1 大遗址的发现与调查

大遗址虽在地面上常常有踪迹可寻，但在广阔的茫茫大地上寻找起来十分困难，仅仅依靠地面的田野考古，也很难精确地确定其位置及范围。而利用航片或卫片进行综合分析，则很容易达到目的。另外在一些交通不便、自然条件恶劣、地貌地形复杂的地区，用常规的考古方法很难开展工作，而遥感考古却可大展身手。

在遥感影像上，可以通过目标物的形状、大小、色调、阴影、颜色、纹理、图形以及相关地物的位置直接勾绘出遗址的整体形状及其分布特征。我们还可以根据一些遗留的护城河遗址，进行水域条件的变化分析，反演古代人类的生活环境。

地表难以直接判读的大遗址，可以通过间接标志进行判读分析。这些标志主要有土壤标志、植被标志、地质地貌标志等。在考古遗迹或大遗址的土壤特征中，可以借此分辨出古代的城墙、道路、墓葬、古河道等遗迹；城墙、道路处的遗迹会呈现出较浅的色调，而墓葬、古河道处的遗迹则色调较深，这些是实地调查时很难发现的。一般来讲，墓葬、填平的壕沟、渠道、灰坑等类遗迹因其之地疏松、含水量丰富、土质相对肥沃而使植被生长旺盛，而古代道路、夯土、瓦砾、红烧土以及砖瓦类建筑因土壤板结、透水性差，植被生长较差。

此外，由于雷达全天候的成像能力及对一定地物的穿透能力，地物的后向散射特性决定了大遗址能从雷达图像上识别出来。目前已有很多利用遥感技术发现考古遗址的实例充分说明了遥感在考古应用中的作用。例如：美国的考古学家们利用卫星遥感影像发现了早已沉没海底数千年的古埃及名城亚历山大；欧洲的考古学家根据早期照片发现了多处古罗马的建筑遗址和著名的“罗马大道”；对于国内考古界探寻多年的一些遗迹如西周丰镐遗址和王陵、北魏平城和金陵，成吉思汗陵等千古之谜都可以利用空间信息技术结合传统的考古学方法进行研究和探寻。

遥感考古的又一大研究内容，就是对大遗址中深埋于地下的古代遗迹、古墓等进行无损探测。目前采用的无损探测方法主要包括磁力探测法、电阻率探测法、微波脉冲“探地雷达”以及地震探测法等。2002年，采用航空遥感高光谱技术和热红外遥感技术与磁法、电法等20多项国内外先进的、高精度的物理探测技术，对秦始皇陵区2.13 平方公里，陵园区56.25 平方公里进行遥感和地球物理综合考古研究，探明地宫、建筑遗址、陪葬坑文物遗存等信息863项目。

3.2 大遗址的监测

为支持经济发展，适应城乡发展要求，确保大遗址本体及其环境的安全，2010 年国家文物局启动了 “国家重要大遗址卫星遥感技术动态监测”项目，共完成11 处大遗址的卫星遥感监测，2011年启动第二期监测工作，完成15 处大遗址遥感监测。2012 年委托中国文物信息咨询中心承担汉长安城遗址、隋唐洛阳城遗址在内的13 处大遗址的监测工作。

大遗址遥感监测是以遥感技术为技术支撑，结合地理信息系统的数据管理和空间分析手段，对大遗址监测信息进行管理、更新和分析，从而实现区域性大遗址信息的获取与分析，实现对大遗址的监测与保护状况评价。参照监测遗址保护规划的覆盖范围，采购满足要求的最新时相高分辨率卫星遥感影像，以前期遥感影像图为数学基础，结合 DEM 数据，经正射纠正、数据配准融合、影像镶嵌等环节，制作最新时相的高分辨率彩色正射遥感影像图（DOM）。

利用实时卫星遥感影像图与前期卫星影像图对比，进行人机交互式多源信息综合解译，准确地对变化图斑、线状地物和遗址本体进行判读，通过屏幕数字化获取变化地物的矢量数据，确定其变化类型和性质。

通过野外实地踏查检验卫星影像解译成果、核查解译中不能辨识的图斑、巡查解译中未发现变化的地物，并判断其类型、性质、位置、面积等指标。

根据变化地物的不同属性类别，分类统计、汇总不同变化地物的数量、面积，编写遗址动态监测报告和编制变化地物专题图。建立动态的大遗址遥感监测数据库和完备的规范和技术标准，促进数据共享，为大遗址的保护、管理和利用提供有力的数据资源支撑。

3.3 古环境研究

大遗址规模巨大，内涵丰富，所涉及到的古代环境也相当复杂。用遥感信息研究长周期的历史环境变迁，主要依据它在遥感图像上所留下来的“痕迹”进行识别。这些特征反映在遥感图像上，通过色调、阴影、形态、大小、纹理等的差异识別出来。

一个地区的环境演变，最主要的是水系的演变。利用特定的光谱特征，可以很清楚地将水系变迁的路线、方向甚至成因反映出来。目前，应用遥感技术进行环境考古，主要集中在运用卫星及航天图像进行考古遗址环境监测、环境变化和社会变革的关系研究以及历史时期环境恢复等方面。

综上所述，遥感考古对大遗址保护在勘探、检测、研究等方面都有着至关重要的作用，是科技考古的重要手段，是传统考古的有力补充，成功案例不胜枚举，应该受到学界关注，更加重要的是在市县一级的考古科研机构也可以逐渐普及，这将对中国的考古事业有着积极的推动作用。

参考文献

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（作者单位：张家口市文物考古研究所）