歷史的回歸與過去

中國歷史悠久，古遺跡遍布全國。經過歲月的洗禮，這些遺跡有的被深埋地下，有的只剩下斷壁殘垣——復雜的地形地貌為發掘這些歷史遺跡帶來極大的不便。而新的遙感技術可以快速、準確地獲取大量地表和地下的古遺跡信息，這些信息經過遙感專家和考古專家的研究和分析，經虛擬顯示技術處理，可再現中華民族的輝煌歷史。

考古的技術手段

什么是遙感考古呢?簡單地說，就是通過傳感器對地表及地表以下的遺跡進行遠距離觀察、探測。遙感技術作為第四紀地質研究的方法之一，比較普及，而應用于考古和古地理環境的調查研究。則起步較晚，近年來才開始引人矚目，先后開展了以下幾個方面的應用嘗試：

可見光遙感。利用航空攝影或衛星圖像，識別土地覆蓋與土地利用變化，分析湖泊、海岸線等自然環境變遷。例如青藏高原上面積大于2平方千米的湖泊總數，衛星遙感查明達800余個，比舊地圖多4倍，而江漢平原上的湖泊只有297個，比舊地圖減少一半。

紅外遙感。從土壤水分、土地溫度與植被的微小差別與對比，發現了很多被埋沒、被夷平的古城遺址。在北京市范圍內，航至遙感查明的境內長城總長達629千米，比舊地圖增加了1倍，其中保存完好的67千米，形成北西及東西兩組走勢，共有城臺827座，主要關口71座，遺址地基多樣。

微波遙感。在SIR-C雷達圖像上，寧夏鹽池發現了掩埋于沙丘之下的隋、明古長城。又從“奮進”號航天飛機提供的SIR-C／X-SAR圖像上，發現了西昆侖阿克賽欽湖附近的火山群。

痕跡分析。遙感雖然只是瞬時的空間分布記錄，但可以根據痕跡分析某些動態現象的空間變化幅度。

時相對比。航空攝影已歷時百年，覆蓋陸地面積約70％，衛星遙感圖像也積累了半個世紀，對于近百年或50年來地理環境的變遷，它們都能提供極其寶貴的檔案。

虛擬再現。利用分辨率較高的三維立體攝影或近景立體攝影，獲取考古現場的局部圖像數據，重現古地理環境或古建筑的全貌。這項工作在歐洲已成為行業。

考古利器

自二戰結束以后，西方一些國家的研究人員就開始利用二戰時期軍方保存的航空照片或者飛行資料，來進行考古調查和歷史研究。大家逐漸發現，在航空照片當中，或者在進行航空飛行當中，可以發現很多在陸地上幾乎看不出來的跡象。古羅馬時期修建的一道用于戰爭防御的著名的城墻，被譽為羅馬的長城，它的發現便是遙感考古興起以來，在歐洲取得的最令人鼓舞的成功。在美洲，遙感考古也顯示出了不同凡響的力量。比如一個瑪雅時期的神廟，被熱帶雨林全部覆蓋住了，在陸地上根本就是不可能找到的。但是考古學家發現在航空照片上有很多道路通向一個地方，根據這個線索考古學家到現場一看，發現了一個很大的瑪雅文化的祭壇，說明周圍很多古代的先民，經常到這個地方進行祭祀。

保存于地表或地表以下的古代遺跡隨著歲月的流失逐漸荒廢，有的成了農田，有的形成村鎮，但由于這些遺跡全部為人工建成，與周圍沒有經過人工擾動的土壤環境存在著差異，這就形成了這一地區土壤、水分、地表溫度等一系列的特別征象。人們在平地觀察時，這些特別征象微乎其微，但在高空中或用遙感探測儀器觀察時就會發現明顯的區別。遙感可以利用土壤、水分、地表溫度等一系列的特征進行考古：如有古河道的地方土壤濕度較大，這時選用對土壤濕度敏感的波段，當衛星掃描地下時．隱伏的河床就會在影像上顯現出來；古代的宮殿雖被夷為平地：但亨殿基址部分是用石頭或夯土建造的，反映到地表上的植被就表現為因缺少水分、不宜扎根而長勢很差，而周圍沒有經過人工擾動的土壤，因其水分充沛，腐殖質豐富，植被就顯得茂盛，有經驗的考古學家在高空或通過遙感影像很容易分辨出哪些是人工留下的痕跡，哪些可能是古代建筑的基址、陵墓、城鎮、村落、道路等等

1981年11月，飛越撒哈拉的美國航天飛機利用遙感技術，發現了茫茫黃沙下埋藏著的古代山谷與河床隨后，地質工作者通過買地考察，證實沙漠下面的土壤良好，并且發現了古人的勞動工具和生活用品，這些古人生活的年代最早在20萬年前，至遲也在1萬年前。那么，是什么原因使當年的綠洲變成了“窮荒絕漠鳥不飛，萬磧千山夢猶懶”的千里沙海呢?對這個問題，地學界有人為成因與自然成因兩種對立的觀點：前者認為，遠古時代撒哈拉諸部落為了擴大自己的政治與經濟實力，無節制地燒木伐林，放養超過草原承載能力的牲畜，若干世紀下來，森林銳減，草原干曠，土地沙化，最后演變成為大沙漠；后者認為，是地質歷史大周期的轉折改變了撒哈拉的古氣候環境，年均降水量由300毫米左右突然降至僅50毫米，先是局部地區的沙漠化，然后節奏逐漸加快，沙漠不斷蠶食周邊的綠洲，最終將非洲1／3的土地都吞沒了。空間遙感圖片顯示，在撒哈拉漫漫黃沙下幾百米至幾千米處，藏有30萬立方千米的地下水。

揭開華夏文明之謎

中國的遙感考古從20世紀80年代中期才剛剛起步，一切從零開始在吸收了國外航空遙感考古成功經驗的條件下，中國的航空遙感考古學家把目光集中在廣袤的內蒙古草原。大家知道，在人類文明的進程中，草原游牧民族創造了燦爛的文化，特別是成吉思汗建立了元帝國，把帝國的疆域擴展到馬隊騎兵所能到達的極限。這段波瀾壯闊的歷史，在內蒙古草原上留下了豐富的考古遺址和千古之謎、正是由于這一地區地域廣闊、文物眾多，再加上現在人跡罕至的客觀條件，采用航空遙感考古的方法進行研究是再好不過的嘗試

按照航空遙感考古研究的慣例，考古工作者首先收集了這些考古遺跡分布區內可能收集到的航片、衛星照片資料進行分析。例如，通過20世紀70年代航測部門拍攝的遼代慶州古城的航片，考古工作者發現現存慶州古城范圍與文獻記載規模不符，經過計算機分析、增強影像等方法，進一步用航空遙感勘察和地面考古調查、GPS定位的方法，得出現存的慶州城城墻只是遼代慶州城內城部分，而外城城墻及城內的建筑(除白塔外)全部毀于戰火和后來的水患。在遼上京、遼中京都能找到這樣的例子。

2003年2月，考古工作者利用遙感技術測出了湖北宜城楚皇城古河道的走向，從而揭開了秦將白起如何引水淹沒楚皇城的千古之謎。同時，他們還通過航空遙感影像看到了宏偉的楚皇城布局，包括城墻的走向和古代宮殿區遺址等。

“秦始皇陵考古地球物理綜合探測技術”課題已經被科技部納入國家863計劃，這是中國首次將考古工作納入該計劃科學家們已開始運用各種高科技探測技術，對神秘的秦始皇陵地宮進行大規模的勘察。這是中國有史以來對秦始皇陵進行的資金投入量最大、技術水平最高的地下考古勘察工作這次探測主要利用遙感和地球物理探測技術，不會對秦陵地宮造成損傷。科學家們將利用三維推斷技術，判定出秦始皇陵地宮大致的邊界、形狀、結構、埋藏深度以及是否坍塌等信息。秦始皇陵地區面積為56．25平方千米，如果使用傳統的考古工具探測，大概需要200余年的時間采用新的探測方法可快速確定勘察區域，減少工作量。這次探測工作的一期工程將于2007年9月結束屆時，史書上有關“秦始皇陵地宮以水銀為百川、江河、大海”等記載是否屬實，將揭開謎底。

考古新世代

現代遙感考古技術、航天技術都在快速地發展，已經開始利用衛星照片或者是衛星傳輸回來的一些信號進行考古學研究。

分別用可見光相機和微波雷達相機拍攝撒哈拉沙漠北部地區的航片，在可見光照片上只能看見一片黃沙漫漫，而在雷達照片上卻可以清晰地看到沙層下覆蓋的條帶狀礫石層，證明這里在若干年前曾有河流經過。

利用可見光成像照片只能觀察到遺址的地上輪廓，即使提高分辨率，也無法超出肉眼觀察的極限，而紅外光攝影和雷達攝影卻可以從人類視覺所不能及的光譜范圍，捕捉到地表和地下遺跡的蹤影、經過一系列后期處理，有專業經驗的遙感考古學家就可以從這些照片中發現大量常人無法識別的考古信息，判斷出地面遺跡的年代、范圍、建筑形制甚至埋藏深度，為繼續尋找和發掘提供有價值的線索。

航空遙感考古可以幫助考古學家將地面不完整的、零碎的跡象變為完整的形象，可精確到厘米級進行考古發掘及文物遺跡的大面積普查，可以遍及每個角落而無遺漏，特別是在山區、沙漠及人跡罕至的地方，更可以發揮其獨特的作用。

現在，中國高光譜、全天候、全天時、多平臺、高分辨率的先進綜合遙感考古數字圖像取得系統和圖像處理分析體系已可以運用于實際工作。通過這一技術，因秘葬而無法找到的成吉思汗墓、被埋在沙漠中的西漢西域都護府等遺跡都可能被探測到、而應用遙感考古方法普查再結合系統反演與虛擬仿真方法，還可能對中國的長城進行大比例尺制圖，重繪長城分布雄姿，再現2200年前秦代修建的原貌。