城市遙感考古的發(fā)展動態(tài).docx

城市遙感考古的發(fā)展動態(tài) 遙感考古學(xué)是自然科學(xué)與社會科學(xué)，高新技術(shù)與人文科學(xué)相互交叉、滲透、融合的必然結(jié)果。它利用地面植被的生長和分布規(guī)律，如土壤類型、微地貌特征等物理屬性及由此產(chǎn)生的電磁波波譜特征差異，運用攝影機、攝像機、掃描儀、雷達等設(shè)備，從航天飛機、衛(wèi)星等不同的遙感平臺上獲取有關(guān)古遺址的電磁波數(shù)據(jù)或圖像等信息，對這些信息進行光學(xué)或計算機圖像處理，使攝像的反差適合，特征明顯，色彩豐富，再對影像的色調(diào)、圖案、紋理及其時間變化與空間分布規(guī)律進行識別和解釋，從而提供了古代遺存的位置、形狀、分布構(gòu)成類型等情況，為考古發(fā)現(xiàn)提供科學(xué)的資料和數(shù)據(jù)。城市考古遙感是利用遙感手段對殘存于地表上下的古代城市進行調(diào)查、分析及研究。對于考古學(xué)來說，它是從遙感影像特征出發(fā)，結(jié)合地理學(xué)、歷史學(xué)去研究城市起源、發(fā)展及衰亡過程的重要手段；對于遙感研究來說，它是遙感圖像識別技術(shù)、古代城市環(huán)境綜合判讀技術(shù)在考古領(lǐng)域中的特殊應(yīng)用與拓展。因此，城市考古遙感是城市考古思想與遙感判讀識別技術(shù)的結(jié)合。它對于拓展我國遙感應(yīng)用研究的深度與廣度、推動考古事業(yè)的發(fā)展有重要意義。城市遙感考古以研究古城和城內(nèi)古代建筑結(jié)構(gòu)布局為主要內(nèi)容，在我國已經(jīng)作為一項成熟的技術(shù)被運用。如地礦部航遙中心作的北京故宮航空遙感圖，可以清晰地看到整體古建筑的結(jié)構(gòu)布局。我國是一個古代多城池的國家，但是除去少數(shù)被保留下來的，由于城市建設(shè)的需要，絕大部分已經(jīng)被拆毀了，所以要想了解古代城址的全貌非常困難，遙感考古技術(shù)通過全方位的觀測，至少能夠為我們提供某些線索。遙感考古近幾十年來發(fā)展很快，受到許多考古工作者青睞，是因為它有以下優(yōu)點：1、遙感圖像是對地物的宏觀反映，用來進行考古調(diào)查能避免野外工作花費大量時間，經(jīng)費和精力，減輕勞動強度。此外，遙感圖像可使我們得到一個整體的觀念，具有指導(dǎo)性，避免野外工作的盲目性。2、遙感考古是一種非破壞性的研究，它可以在不觸及文化遺跡的情況下精確確定遺跡的位置、形狀、大小等。對現(xiàn)已埋沒于地表下的古溝渠、古河道或大型建筑物等，在信息豐富的遙感資料上有時能很清楚地反映出來。3、航片或衛(wèi)片（包括數(shù)字化后的磁帶數(shù)據(jù)）具有很強的資料性，特別對那些文化發(fā)達地區(qū)，已被后期發(fā)掘破壞掉的遺跡，可保留原貌，供以后恢復(fù)和進一步研究使用一、國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢，舉例1、國際發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1906年英國軍官H. P. 沙普從軍用熱氣球上對新石器晚期的巨石陣遺址進行了傾斜和垂直攝影拍照，并在考古學(xué)雜志上發(fā)表。英國地理及考古學(xué)家O.G.S.克勞福德在20世紀20年代做的工作奠定了航空攝影考古學(xué)的基礎(chǔ)，提出了航空考古勘察和航片分析的三種標志：陰影標志，土壤標志和植被標志，從航空像片上識別出農(nóng)田里羅馬時期的古城遺跡。到了30年代基本建立了航空攝影考古學(xué)的理論基礎(chǔ)，許多國家逐漸應(yīng)用航空攝影考古學(xué)的方法并拍攝了大量的考古航空像片。第二次世界大戰(zhàn)期間，航空攝影技術(shù)得到了進一步的發(fā)展，垂直和傾斜攝影技術(shù)得到了很大提高，研制出彩色膠片和紅外假彩色膠片，并出現(xiàn)了微波雷達成像技術(shù)。此后，航空攝影考古學(xué)在西歐得到更迅速的發(fā)展，特別是戰(zhàn)后重建和發(fā)展經(jīng)濟過程中遇到的經(jīng)濟建設(shè)與文物保護的尖銳矛盾，使航空攝影考古得到更大的重視。通過利用航空攝影考古和地球物理無損探測等技術(shù)，加強了考古勘探的力度并大大降低了大面積地面作業(yè)的勘探成本。 自1957年前蘇聯(lián)人造衛(wèi)星發(fā)射成功到1972年美國地球資源衛(wèi)星對地球成像，在短短的十幾年里，人類航天技術(shù)得到了突破性發(fā)展，從衛(wèi)星平臺上獲取的大量對地觀測數(shù)據(jù)，揭開了遙感考古的新篇章。現(xiàn)在我們不僅能得到多光譜(甚至高光譜)、多角度、多分辨率、多尺度的光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，還能得到多波段、多極化、多模式的成像雷達數(shù)據(jù)；不僅能得到全球尺度高時間分辨率的遙感影像，還能得到像“快鳥”這樣61cm高空間分辨率衛(wèi)星圖像。所有這些都為包括環(huán)境考古、文化景觀考古、古地理重建等在內(nèi)的考古學(xué)研究提供了豐富的數(shù)據(jù)，也為用地理信息系統(tǒng)對古遺址的文化資源管理提供了基礎(chǔ)遙感影像數(shù)據(jù)庫。通過遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與田野考古的結(jié)合，我們能精確地提取人類歷史文化遺產(chǎn)的空間信息，并監(jiān)測文化遺產(chǎn)地在人類和自然因素作用下的時空變化，為政府部門保護文化遺產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。 虛擬考古是上個世紀90年代發(fā)展起來的一項基于計算機平臺的新技術(shù)。利用虛擬考古技術(shù)，人們可以基于過去曾遭受破壞的某個文化遺址的歷史資料，結(jié)合該地的地貌、水系、地形高程等景觀特征，恢復(fù)和重建古遺址原貌，為文物保護提供一份可用計算機存檔的歷史資料。 1990年初，由法國空間局、美國宇航局、歐空局、日本宇宙事業(yè)開發(fā)集團等遙感機構(gòu)共同籌備了“空間考古研究”的國際學(xué)術(shù)會議；1997年3月，第一屆“遙感考古應(yīng)用會議”在美國明尼蘇達州舉行，會議討論了衛(wèi)星和航空遙感在考古、考古資源管理、居民地分布格局識別及環(huán)境考古研究中的優(yōu)勢及重要作用；2001年由意大利文化遺產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)研究所和美國波士頓大學(xué)考古研究中心、遙感中心和考古系與NASA合作舉辦了“意大利美國遙感研討會：數(shù)字技術(shù)重建古地形”，主要目的是針對GIS、空間分析和遙感技術(shù)開展古地形重建，以及把考古景觀作為重要且豐富的文化資源進行評價和展示。2002年4月，在希臘召開了“考古學(xué)中計算機應(yīng)用和定量方法大會”，其會議主題為“考古的數(shù)字遺產(chǎn)”，討論了空間信息技術(shù)在考古領(lǐng)域上的獨特作用，評價和分析了空間信息在世界遺產(chǎn)的監(jiān)測、管理、制圖、保護等方面取得的成果。這些都反映出以“數(shù)字化”為主題的考古學(xué)發(fā)展已成為當今多學(xué)科交叉發(fā)展的主流，遙感和虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為考古研究和古遺址保護與重建的主要技術(shù)手段。2、我國研究進展中國遙感考古技術(shù)出現(xiàn)較晚，但是發(fā)展迅速，在國內(nèi)的許多遺址的考古調(diào)查中，遙感考古技術(shù)都已經(jīng)發(fā)揮了重大作用。如在20世紀60年代修建三門峽水庫時，我國考古工作人員就曾經(jīng)利用航空照片對庫區(qū)古代遺址、墓葬的分布進行分析。70年代，又利用遙感技術(shù)對秦始皇陵進行過探測。進入90年代以后，我國更是加大了對遙感考古的投入力度，建立了一批重點實驗室并召開了一些具有國際水平的會議，以對遙感考古進行專門的學(xué)術(shù)研究。1993年由國家教委批準在華東師范大學(xué)成立了“城市與環(huán)境考古遙感開放研究實驗室”曾先后在長江下游、絲綢之路、金長城、中原大地等地進行遙感考古研究，取得了顯著成效。中科院遙感應(yīng)用研究所用航天飛機成像雷達數(shù)據(jù)探測到位于陜西和寧夏交界處干沙掩埋的古長城；用高分辨率相機對北京老山漢墓成像，圈定出古墓的“異常區(qū)”。并且鑒于我國對遙感考古的需求，于2001年11月在北京成立了“中國科學(xué)院、教育部、國家文物局遙感考古聯(lián)合實驗室”，并在浙江、河南、安徽、陜西、江蘇、內(nèi)蒙、云南正式成立了該實驗室的遙感考古工作站。 這種跨部門、跨行業(yè)的遙感考古聯(lián)合實驗室以國家需求為目標，通過與地方考古界及遙感機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)式的廣泛合作，旨在推動我國遙感考古事業(yè)的發(fā)展。而遙感考古由遙感和考古融合而成，一方面遙感研究者要了解考古學(xué)特點，了解古代社會遺跡在自己工作領(lǐng)域顯示出的特性；另一方面考古研究者要懂得遙感技術(shù)的特點。沒有兩者的深入理解，遙感考古這門交叉學(xué)科幾乎沒有發(fā)展的可能。但是越來越尖端的遙感技術(shù)往往使得社會科學(xué)中的考古學(xué)者“退避三舍”，考古學(xué)越來越精深的體系也難以讓遙感學(xué)者全面了解、體味。缺乏更深入的了解，即便是最先進的遙感技術(shù)放到考古學(xué)者面前，他們?nèi)杂X得不如傳統(tǒng)的“洛陽鏟”用起來實在。 而考古與遙感分別都具有較強的專業(yè)性，一個人要在短時間內(nèi)同時掌握考古學(xué)或遙感的理論與方法是不可能的，因此在研究中經(jīng)常會出現(xiàn)需求、過程與目標的不吻合。缺乏深刻“理解”，也就缺乏對遙感考古機理的深入認識，這直接導(dǎo)致了一些不良后果，國內(nèi)遙感考古對一些基礎(chǔ)性的研究進行得很少，缺乏理論與方法的指導(dǎo)，使得遙感考古應(yīng)用的范圍與程度受到很大限制，應(yīng)用效果不太理想。更重要的是，許多對遙感考古有興趣的人員，不了解遙感考古的原理、方法及應(yīng)用效果，又找不到合適、實用的理論與方法資料，而無法從事這項研究或應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)速度的加快和自然環(huán)境的變化，大量的文化遺產(chǎn)正面臨著日趨嚴重的破壞。提前預(yù)測和加快保護這些古遺存的任務(wù)越來越緊迫。目前構(gòu)建一個以空間信息技術(shù)為主的有中國特色的“國家遙感考古體系”的條件已趨成熟?！爸袊茖W(xué)院、教育部、國家文物局遙感考古聯(lián)合實驗室”在國際、國內(nèi)的地位和影響，已為開展遙感考古工作奠定了很好的基礎(chǔ)。針對我國遙感考古研究現(xiàn)狀，目前亟待開展理論基礎(chǔ)研究并建立一套成熟的技術(shù)體系和標準體系。二、.結(jié)合自己專業(yè)談看法我的專業(yè)是GIS。在考古學(xué)中，無可否認，時間是第一性的概念，然而空間則是一個更為復(fù)雜的概念?？脊艑W(xué)的空間觀念不僅具有物理性質(zhì)，而且也和人類的文化模式具有深層聯(lián)系。探索考古遺存的空間問題是考古學(xué)的恒久課題，在理論、方法和實踐各個層次上，在考古遺物的收集、分析、解釋和表達各個方面上，考古學(xué)家都必須嚴肅地面對這個問題，都必須考慮到空間特征的問題。因此，考古學(xué)對空間特征的研究同樣具有重要的意義，這也成為GIS應(yīng)用于考古學(xué)研究的重要基礎(chǔ)。GIS技術(shù)在遙感考古中的應(yīng)用是多方面的，首先利用GIS的基本功能進行遙感考古專題制圖，作為考古研究的重要成果。同時利用考古數(shù)據(jù)建立考古文物管理信息系統(tǒng)，不僅可以清楚地顯示文物遺跡的空間分布特征，對歷史文化進行有效地管理。還可分析遺址或遺跡之間的相互關(guān)系，從而揭開歷史之謎或為許多長期無法解決的重大學(xué)術(shù)問題提供了新的視角和客觀材料。目前考古學(xué)上應(yīng)用GIS主要用以實現(xiàn)三個目標：(1)為文化資源管理提供方便的遺址定位模式； (2)GIS在考古學(xué)上應(yīng)用之具體方法和可能性的探討；(3)用GIS研究與考古學(xué)理論模式有關(guān)的區(qū)域聚落形態(tài)問題。具體地說可以總結(jié)為以下幾個方面：建立考古信息管理系統(tǒng)，建立考古遺址預(yù)測模型，進行考古遺址的發(fā)展和擴張，景觀考古GIS研究等。 國內(nèi)GIS考古研究起步較晚，但發(fā)展速度較快，主要側(cè)重于考古或環(huán)境考古綜合研究與在考古成果或文化遺產(chǎn)管理中的應(yīng)用，如中國社科院考古研究所與美國密蘇里州立大學(xué)人類學(xué)系合作應(yīng)用GIS進行的洹河流域區(qū)域考古研究。GIS技術(shù)引入考古研究的最初階段就是應(yīng)用于考古數(shù)據(jù)獲取與整理，而且隨著技術(shù)的不斷進步以及考古研究與文物保護的更高要求，GIS在這方面的應(yīng)用必將更為廣泛。而GIS應(yīng)用于考