助力考古的“黑科技”

黃增強

隨著信息時代的到來，過去的考古工作者靠著一把鏟子行走天下的時代已經(jīng)一去不復(fù)返了。如今，遙感信息、虛擬現(xiàn)實、無人機、水下機器人等“黑科技”已經(jīng)開始在考古發(fā)掘和文物修復(fù)中大顯身手。

1.利用VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，簡稱VR技術(shù)，是一種綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制等接口設(shè)備，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)，它能使人和計算機很好地“融為一體”，給人一種身臨其境的感覺。

貞觀十四年（公元640年），唐平定高昌，置安西都護(hù)府于西州交河城（今新疆吐魯番西交河古城址），管理西域地區(qū)軍政事務(wù)。公元648年，唐平定龜茲，將安西都護(hù)府移至龜茲國都城，并在龜茲、焉耆、于闐、疏勒四城修筑城堡，建置軍鎮(zhèn)，由安西都護(hù)府兼統(tǒng)，稱“安西四鎮(zhèn)”。唐高宗顯慶三年（公元658年），安西都護(hù)府升格為大都護(hù)府。

為研究唐朝中央政府設(shè)立的“安西大都護(hù)府”和“安西四鎮(zhèn)”遺址的年代、性質(zhì)、布局、內(nèi)涵，以及其整套管理、防御體系、相關(guān)的軍政建置體系等一系列問題，北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授陳凌帶領(lǐng)考古團隊采用VR技術(shù)，在新疆天山南麓的阿克蘇地區(qū)新和縣對相關(guān)遺跡進(jìn)行考古。

通過考古發(fā)現(xiàn)，新疆阿克蘇地區(qū)新和縣境內(nèi)現(xiàn)存城址及其相關(guān)附屬遺址六十余處，它們系歷史上各時期（主要為漢唐時期）圍繞著中央王朝統(tǒng)治和管理西域的機構(gòu)而設(shè)置的軍政建置設(shè)施，包括城址、戍堡、烽燧等。

陳凌教授還確認(rèn)，通古斯巴什古城位于新和縣城西南44千米，古城現(xiàn)存面積約5.7萬平方米，南北約250米，東西約230米，周長約825米，方形，用土坯砌成，墻基寬4～8米，墻體殘余最高可達(dá)7米。

2.采用遙感信息技術(shù)

遙感信息技術(shù)是指從衛(wèi)星、飛機等不同空間位置上，運用攝影機、掃描儀、雷達(dá)等成像設(shè)備，獲取考古遺址的影像資料，然后運用計算機圖形圖像處理技術(shù)，對這些影像進(jìn)行增強和處理。同時，根據(jù)遺址范圍內(nèi)地表的現(xiàn)狀和光譜成像規(guī)律等，對影像的色調(diào)、紋理、圖案及其時空分布進(jìn)行研究，判定遺跡或現(xiàn)象的位置、分布、形狀等特征，進(jìn)而進(jìn)行探查遺址、考古測量、復(fù)原古地貌和古遺址等工作。

“絲綢之路”在我國綿延千里，古疏勒河曾在這里蜿蜒，孕育了水草豐美的綠洲，它是漢代、魏晉、唐朝乃至清朝的軍事重地和咽喉要道，是盛唐“絲綢之路”的“黃金地段”。一直以來，考古學(xué)家們力圖還原這片“消失的綠洲”。然而，這里難以深入的廣袤戈壁、令人望而生畏的沙窩以及強烈風(fēng)蝕作用下形成的迷宮般的雅丹地貌，讓考古足跡難以涉及。

為找到瓜州—沙洲段古代遺址，中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所王心源組成團隊，利用遙感信息技術(shù)，用高分辨率衛(wèi)星圖像GPS定位系統(tǒng)和人機交互解譯，揭開了米蘭古城灌溉屯田系統(tǒng)的神秘面紗。

通過考古發(fā)現(xiàn)，茫茫戈壁上，由1條干渠、7條支渠和大量斗渠、毛渠組成的灌溉屯田系統(tǒng)，呈現(xiàn)在東西長約6公里、南北寬約5公里的范圍內(nèi)。遙感信息技術(shù)將已經(jīng)湮沒于戈壁地下的灌溉屯田，探測出了輪廓。

經(jīng)過遙感影像采集、處理與解譯后，研究人員又與《史記》《漢書》及斯坦因的《亞洲腹地考古圖記》等歷史文獻(xiàn)進(jìn)行比對，并在遙感影像的精準(zhǔn)導(dǎo)航下，新發(fā)現(xiàn)了一個大面積橢圓形的古代綠洲。此外，還發(fā)現(xiàn)了5處古城遺址、2處民居村落中的13處房址遺跡、1段古渠道遺跡、1條古道遺跡和1處陶窯遺址。

3.應(yīng)用“無人機”

無人機是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，它無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備，具有長航時、高荷載、防雨抗風(fēng)強等特點，以及能對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸?shù)刃阅堋?/p>

作為世界文化與自然遺產(chǎn)的四川樂山大佛建造1300年以來，可謂經(jīng)歷了風(fēng)風(fēng)雨雨，至今屹立在樂山三江之畔，保存完好，令世人驚嘆稱奇！但同時也留下了許多不解之謎，比如其主體與兩側(cè)是否是同時修建;其拜佛臺究竟修于何時，又是怎么毀損的等。為了解開諸多謎團，中國社科院考古所、中國文化遺產(chǎn)研究院等二十多名專家和學(xué)者，對樂山大佛進(jìn)行了考古調(diào)查。

專家們應(yīng)用無人機航拍，對樂山大佛及周邊約4平方公里區(qū)域進(jìn)行全方位立體式考古調(diào)查、勘查和測繪，不僅弄清了樂山大佛遺產(chǎn)范圍文物的分布狀況，還發(fā)現(xiàn)了一批新的文物資源。如發(fā)現(xiàn)樂山大佛及周邊5處崖墓群，崖墓總數(shù)為1068座，其中有畫像雕刻的崖墓為126座;又如麻浩區(qū)域發(fā)現(xiàn)大型高浮雕墓闕、規(guī)格較高的二層門楣、回廊形后室、獸形柱礎(chǔ)等;柿子灣地區(qū)發(fā)現(xiàn)了組合豐富的畫像內(nèi)容、鋪面特征的斗拱，以及柿子灣一號墓門楣上方圖案等。

4.借助“水下機器人”

“水下機器人”也稱作無人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業(yè)機器人，它的活動范圍大，在水下停留時間長，可以在水中做全方位的機動，還能鉆入民居、古井等潛水員無法進(jìn)入的地方尋找目標(biāo)和拍攝畫面。

安徽省中部巢湖市的巢湖水下有一座古城遺址，然而鮮為人知的是，黃山市黃山太平湖水下也有明清古城遺址。據(jù)當(dāng)?shù)乜h志文獻(xiàn)記載，有著2200年歷史的廣陽古城一直是當(dāng)?shù)乜h治所在地，另外還有龍門古街和秧溪街遺址。20世紀(jì)70年代，因陳村水庫（后改名太平湖）建設(shè)蓄水需要，石板街、古祠堂及明清老屋等許多保存完好的明清古建筑被淹沒在水下。

為了調(diào)查黃山太平湖水下的明清古城遺址，國家博物館水下考古研究中心和安徽省文物考古研究所的科考隊員來到太平湖水域，展開了水下考古工作。他們攜帶了專業(yè)的“水下機器人”和水下聲吶等水下考古設(shè)備，先把攜帶攝像頭的“水下機器人”放入水下，然后通過船上的電腦顯示器，把水下世界看得十分清楚，而水下聲吶則通過聲波，將水下遺址的全貌掃描出來。兩天時間內(nèi)，他們發(fā)現(xiàn)了黃山太平湖明清遺址，并確定了太平湖水下有廣陽城遺址、秧溪街遺址及老龍門鄉(xiāng)遺址三處明清遺址。

古語有云：“工欲善其事，必先利其器?！彪S著“黑科技”在考古工作中的廣泛應(yīng)用，那些不被人們所認(rèn)知的遺址、古跡也將重現(xiàn)天下。