空間考古大有可為

王心源

我國對歷史文化遺產(chǎn)的保護正逐漸實現(xiàn)從內(nèi)容、手段到形式的系統(tǒng)性加強與創(chuàng)新。比如，從對文化遺產(chǎn)本體的保護轉(zhuǎn)向?qū)ξ幕z產(chǎn)所在環(huán)境的共同保護，從對文化遺產(chǎn)的物體保護轉(zhuǎn)向物體與數(shù)字化保護雙管齊下，從實體展示轉(zhuǎn)向?qū)嶓w與數(shù)字化展示比翼齊飛。在這些變化與創(chuàng)新中，空間考古大有可為。

1、遙感考古“上天入地”

地面的田野考古調(diào)查往往只見樹木、難見森林。僅憑借肉眼或簡單的工具去獲取人類活動的物質(zhì)遺存信息畢竟存在局限，對于大范圍、長距離、條線式遺存，需要換個角度去觀看。站得高才能看得遠。如今，無人機被考古人廣泛使用，通過在考古遺址上空拍攝二維相片并轉(zhuǎn)化為三維模型圖，尤其是對于史前的聚落遺址，遙感考古可以幫助考古人更好認識人類在聚落選址方面的智慧，包括如何利用水利工程處理人與江河湖海的關(guān)系。

考古學家注意到，有地下遺存埋藏的土壤上農(nóng)作物或者植被的長勢會有明顯的不同，這種不同從空中觀察會更為清晰。1906年，英國人在熱氣球上拍攝到英國史前的巨石陣遺址，被認為是遙感考古的發(fā)端。我國運用遙感考古較早的例子是20世紀60年代修建三門峽水庫時，考古工作人員利用航空照片對庫區(qū)的墓葬分布進行分析。

遙感考古有諸多優(yōu)勢。觀測高度高，遙感平臺從幾十米至幾萬米都可操作。覆蓋范圍廣，遙感考古可以獲得大范圍探測區(qū)的全局信息;光譜范圍大，它可以突破肉眼的可見光范圍;遙感衛(wèi)星的時間分辨率、空間分辨率、光譜分辨率都高，這使它可以獲得每月乃至每天、亞米乃至厘米以及包含數(shù)百個波段的遙感圖像，還有穿透能力強，合成孔徑成像雷達能穿透次地表，激光雷達能穿透森林覆蓋獲得地面信息，探地雷達可獲取地下埋藏的文物信息。

在技術(shù)幫助下，考古工作者可以“穿透”森林、地表甚至巖土層，探測林下、地下以及水下的遺存與分布情況。1998年，在寧夏鹽池縣—陜西定邊縣交界處，利用航天飛機成像雷達技術(shù)，我國學者揭示了被沙土覆蓋的一道隋代長城、兩道明代長城。數(shù)年前，中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所空間考古課題組利用探地雷達，并結(jié)合高分辨率遙感考古與實地考察，揭示出安徽肥東縣一處被埋藏在耕地下的漢代古城，識別出護城河、城墻、城門位置等遺存。

2、大型文化遺產(chǎn)類型更需空間考古

如今，能提供豐富信息源的遙感，已經(jīng)不僅僅局限于“發(fā)現(xiàn)遺存”，而是包含人文、自然數(shù)據(jù)以及不同格式的地球大數(shù)據(jù)的多種信息源的綜合利用。可以說，我們從遙感考古走向了空間考古。

空間考古是遙感考古的繼承、發(fā)展與飛躍，它不再僅僅局限在航空、航天以及地面平臺的遙感空間觀測技術(shù)，而要綜合其他的廣義遙感考古技術(shù)與方法，包括地球物理探測以及地理信息系統(tǒng)空間分析、衛(wèi)星導航定位、虛擬顯示等，并結(jié)合環(huán)境生態(tài)學、環(huán)境考古學等交叉學科開展綜合分析。

空間考古對于大型及超大型文化遺產(chǎn)類型具有巨大優(yōu)勢，比如我國的長城、大運河、絲綢之路沿線，再如中原史前聚落遺存的空間格局、中國農(nóng)牧交錯帶的綜合考古等。

2013年，在瓜州至沙州100多公里路段進行的空間考古，發(fā)現(xiàn)了絲綢之路上的驛站、房址、古渠道等十余處遺跡，揭示出疏勒河—漢長城—古綠洲—驛站—道路生態(tài)系統(tǒng)，可以分析當時自然環(huán)境變化與人類活動的密切關(guān)系。有的驛站遺存，由于風化作用已經(jīng)與現(xiàn)在的環(huán)境基本一致，即使站在它面前，人仍然不能分辨出來。但在遙感圖像上，卻能清晰分辨出它是人工產(chǎn)物，彼此關(guān)系也一目了然。

對于西漢早期玉門關(guān)位置的尋找是另一個案例。我們根據(jù)《史記》《漢書》等文獻記錄的時間為主要線索，基于遙感衛(wèi)星圖像，利用高分辨率的無人機遙感、地球物理地下勘測，結(jié)合大量的野外考察，對區(qū)域真實的地理環(huán)境背景進行認知，進而對玉門關(guān)位置、功能進行科學的邏輯推理，并與已知關(guān)、城結(jié)構(gòu)進行比較研究，尋求符合早期玉門關(guān)設置條件的地方。初步推測玉門市黃花營地界的十一墩或為公元前101年漢武帝時期設立的玉門關(guān)。方法的可行性得到了證明，我們對下一步的研究充滿期待。

3、空間考古可構(gòu)筑國際合作大平臺

2017年3月，由空間考古與遺產(chǎn)保護領(lǐng)域的科學家、決策者和實踐者共同參與的“數(shù)字絲綢之路”世界遺產(chǎn)國際工作組成立。主要任務是通過“一帶一路”沿線文化遺產(chǎn)的時空分布特征研究，揭示沿線文化遺產(chǎn)應對全球變化和人類活動的機制。其最終目標是通過開發(fā)文化遺產(chǎn)信息共享公共系統(tǒng)，構(gòu)建國際科技合作平臺，為沿線世界遺產(chǎn)保護提供信息源和思想庫。

工作組初步確定在幾個典型地區(qū)開展國際合作示范研究。一是在北非和地中海地區(qū)進行文化遺存的空間考古，開展古羅馬、漢時期的長城（或邊墻）的比較研究。其次，在中國西北部與中亞—中巴走廊地區(qū)實施文化遺產(chǎn)保護評價和空間考古的科學研究。第三，在中國東南部和東南亞地區(qū)開展“海上絲綢之路”沿線文化遺產(chǎn)研究。

空間考古在這些國際合作中將發(fā)揮重要作用，中國科學家正積極參與其中。