高中歷史史學(xué)動(dòng)態(tài)中科院科學(xué)家在新疆利用遙感追尋湮沒的古長城素材

PAGEPAGE1中科院科學(xué)家在新疆利用遙感追尋湮沒的古長城中科院科研人員最近利用遙感技術(shù)，在新疆探測(cè)古長城所在區(qū)域的土壤、植被和地貌信息，發(fā)覺與周邊環(huán)境的微小差異，從而"復(fù)原"出消逝的古長城遺跡和四周的地勢(shì)環(huán)境。將來，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和三維技術(shù)的應(yīng)用，人們還能在網(wǎng)上巡游新疆古長城。如今的新疆，曾經(jīng)的長城遺址因?yàn)轱L(fēng)沙水流侵蝕，在地表上幾乎看不到蹤影。而在1000多年前，新疆還有呈點(diǎn)狀、片狀分布的長城，它們愛護(hù)著邊疆的安定和商路的暢通。不久前，中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球探討所（簡稱中科院遙感地球所）科研人員利用現(xiàn)代遙感技術(shù)，分析了長城在該地區(qū)的分布狀況，并"復(fù)原"出新疆古代長城的樣貌。怎么用利用電磁波觀測(cè)人類活動(dòng)留下的植被、地貌等信息遙感考古，簡潔地說就是利用電磁波等傳感器對(duì)地表及地下遺跡進(jìn)行遠(yuǎn)距離視察、探測(cè)的手段。航空航天的發(fā)展，尤其是遙感衛(wèi)星辨別率的提高，讓遙感考古有了更高精度、更高效的平臺(tái)和載體。遙感技術(shù)如何用于考古？中科院遙感地球所探討員聶躍平介紹，地面不同植被、土壤、地貌特征等與遺址產(chǎn)生的電磁波波譜特征不同，這些差異通過肉眼看不出來，但在航天飛機(jī)、衛(wèi)星、無人機(jī)等遙感平臺(tái)上，觀測(cè)設(shè)備可以獲得它們的電磁波數(shù)據(jù)。這些信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理，就能了解觀測(cè)地的植被、土壤、地形等狀況，進(jìn)而提取考古目標(biāo)信息。以本次新疆古長城考古為例，文物專家表示，新疆的長城遺跡多修筑于漢代、唐代和清代。"與內(nèi)地長城不同，新疆古長城沒有連續(xù)的墻體和高大的城墻，而是在交通要道、關(guān)隘、河流沿岸等處，修建烽燧、戍堡等。"聶躍平說。受千余年的風(fēng)沙侵蝕、人類活動(dòng)的影響，古長城所在地已經(jīng)和周邊的沙漠、戈壁混成片，人眼很難看出遺址的存在。但古長城所在區(qū)域的土壤、微地貌、植被狀況與周邊環(huán)境會(huì)有微小的差異，產(chǎn)生的電磁波波譜也就不同。這些信息都逃不過遙感的"眼睛"。目前新疆已經(jīng)發(fā)覺了600多處古長城遺址，而這只是其中的一部分。中科院遙感地球所副探討員于麗君介紹，我們依據(jù)這些遺址已初步勾畫出一條長城資源分布線，并正通過遙感和三維技術(shù)"復(fù)原"新疆古長城遺跡的樣貌。屆時(shí)，人們不僅能通過科學(xué)家制作的影像，看到每座長城遺跡的模樣及其四周地勢(shì)環(huán)境，還能看到部分長城在新疆境內(nèi)的走向。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將來人們還能在網(wǎng)上身臨其境"巡游"新疆古長城。依據(jù)遙感考古對(duì)古長城的視察和探討，還可以推想出它們?cè)l(fā)揮著愛護(hù)邊疆安定和絲綢之路暢通的作用。此前，絲綢之路只在古書上記載，人們對(duì)其位置、外觀并不了解。如今絲綢之路的路途清晰重現(xiàn)，為古絲綢之路及其分支的詳細(xì)走向探討供應(yīng)了重要資料。啥優(yōu)勢(shì)覆蓋范圍廣、效率高、成本低、對(duì)遺址破壞小中科院遙感地球所探討員王心源說，遙感考古就像破案，先發(fā)覺疑似地點(diǎn)的線索，田野考古再跟進(jìn)發(fā)掘，所以前期案頭工作特別關(guān)鍵。他表示在遙感考古過程中，須要運(yùn)用"組合拳"。比如，在發(fā)覺米蘭古屯田澆灌系統(tǒng)過程中，王心源團(tuán)隊(duì)不僅采集、處理了遙感影像，分析了植被指數(shù)，還與《史記》《漢書》等歷史文獻(xiàn)比對(duì)，確認(rèn)疑似區(qū)域，并在遙感影像的精準(zhǔn)導(dǎo)航下，對(duì)疑似遺址點(diǎn)實(shí)地勘探驗(yàn)證。相比傳統(tǒng)考古手段，遙感考古擁有很大的優(yōu)勢(shì)。首先，遙感考古覆蓋范圍廣、效率高。近年來，隨著衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用和普及，可以全天候獲得遺址的遙感數(shù)據(jù)。通過衛(wèi)星對(duì)地面的俯視，從而對(duì)一個(gè)地區(qū)的地貌進(jìn)行全方位視察，不會(huì)受到地理環(huán)境的限制。同時(shí)，遙感圖像成像尺度改變范圍大，既可縱覽全貌，又能細(xì)看局部，有利于人們對(duì)所得圖片進(jìn)行探討。曾有人統(tǒng)計(jì)，在相同范圍內(nèi)，用遙感技術(shù)是傳統(tǒng)的踏查方法效率的幾十倍甚至上百倍。其次，遙感考古的成本也相對(duì)較低。"過去的田野調(diào)查主要依靠人力，工作量巨大。但人的精力和目力特別有限，假如是大范圍普查，就很難看清晰區(qū)域的全貌。尤其是遇到沙漠、草原等特別環(huán)境，實(shí)地調(diào)查已經(jīng)特別困難，想得到精確調(diào)查結(jié)果更是難上加難。"王心源說。此外，遙感考古對(duì)遺跡破壞小。"考古發(fā)掘本身就是對(duì)文物的一種破壞，但是很多搶救性發(fā)掘又勢(shì)在必行。遙感考古利用遙感圖像，可以在盡可能減小文物破壞的前提下，了解遺址和墓葬的構(gòu)造。"王心源說。在聶躍平看來，目前我國還有大量有待探明的遺址，遙感考古不僅可以高效地探明各種大型古代聚落、古城，而且可以盡可能地對(duì)其進(jìn)行愛護(hù)和監(jiān)控。但他同時(shí)認(rèn)為，遙感考古不會(huì)代替田野考古，因?yàn)樗鉀Q不了遺址的年頭、出土器物的探討等問題，兩者相互補(bǔ)充，才能事半功倍。除了視察地面遺址，探地雷達(dá)等技術(shù)將遙感探測(cè)的觸角延長到地下。比如水下遺址探測(cè)，聶躍平介紹，遙感手段能測(cè)量水下地形，反演歷史條件下的水下地形信息，確定遺址的位置和范圍，進(jìn)而推想古地理、古氣候和古代社會(huì)的發(fā)展?fàn)顩r?？磳韺⒏嗟貞?yīng)用在遺址探明、愛護(hù)和遺址環(huán)境改變的動(dòng)態(tài)監(jiān)控遙感考古因?yàn)樵谶z址探測(cè)上的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用將越來越廣泛。據(jù)聶躍平介紹，面對(duì)古人給我們留下的眾多遺址，假如僅僅依靠歷史記錄或偶然發(fā)覺來找尋是不夠的。此外，即使發(fā)覺了一些遺址，也大多七零八落，難以從整體上和空間上了解古人的社會(huì)生活。正因?yàn)槿绱耍^去數(shù)十年中，國內(nèi)外科學(xué)家紛紛應(yīng)用遙感技術(shù)開展考古工作。1906年，英國人在熱氣球上拍攝公元3000年前的"巨石陣"，被認(rèn)為是應(yīng)用遙感原理進(jìn)行考古的首次嘗試。之后，遙感技術(shù)應(yīng)用在城市古建筑及其遺跡拍攝和探測(cè)中。從上世紀(jì)50年頭起先，航空航天的發(fā)展則為空間遙感供應(yīng)了基礎(chǔ)。隨著數(shù)據(jù)獲得越來越便捷，多源影像被綜合應(yīng)用于考古探討；地球物理勘探技術(shù)與遙感的結(jié)合，使得探測(cè)和探討目標(biāo)不僅僅局限于地面上的物體，還能穿透至地下進(jìn)行深層次的探測(cè)。我國遙感考古技術(shù)應(yīng)用較晚，起先主要服務(wù)于重大工程建設(shè)。比如，上世紀(jì)60年頭修建三門峽水庫時(shí)，我國考古工作人員利用航空照片對(duì)庫區(qū)古代遺址、墓葬的分布進(jìn)行分析。2006年，我國啟動(dòng)京杭大運(yùn)輸河申請(qǐng)世界遺產(chǎn)名錄工作，但這項(xiàng)工作并非易事。困難之一是目前運(yùn)輸河的不少蹤跡已經(jīng)從地面上消逝了，留下的是保存在地下的遺址。在這種狀況下如何證明大運(yùn)輸河的存在、走向等信息？聶躍平團(tuán)隊(duì)依據(jù)遙感數(shù)據(jù)有針對(duì)性地制定了大運(yùn)輸河遺址的生態(tài)愛護(hù)措施。今年4月，王心源團(tuán)隊(duì)還將前往突尼斯，帶領(lǐng)一支國際團(tuán)隊(duì)對(duì)古羅馬帝國路網(wǎng)系統(tǒng)