如今的考古學(xué)家已經(jīng)不僅僅是“拿著小鏟子挖土”的形象，現(xiàn)代的高科技手段為他們的考古工作安上了“千里眼”。GIS技術(shù)、遙感探測技術(shù)、地磁探測法、三維掃描等新技術(shù)在我國田野考古領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。
地理信息系統(tǒng)考古
地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，屬于空間信息系統(tǒng)，是上世紀(jì)六七十年代迅速發(fā)展起來的一門新興的科學(xué)技術(shù)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。據(jù)國家博物館遙感與航空攝影考古部主任楊林介紹，由于GIS在地理學(xué)方面的廣泛運用，因此，在“航空考古”之前，為了將所有的拍攝地點落實到地圖上，必須參考GIS坐標(biāo)。這已是目前普遍的做法。
通過GIS，人們可以將考古遺址的位置和范圍通過空間數(shù)據(jù)(如一系列點的坐標(biāo))設(shè)定，考古遺址內(nèi)的遺跡、現(xiàn)象乃至每一件器物，都可以用準(zhǔn)確的空間數(shù)據(jù)來表明位置。這有助于考古學(xué)家運用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，根據(jù)遺址中各種遺跡和器物的空間分布狀況，模擬和重建當(dāng)時的某些歷史及其演變過程，從而方便地進行多重空間分析。理論上說，在考古研究中，還可運用GIS技術(shù)建立局部區(qū)域、全國乃至全球范圍內(nèi)的考古信息系統(tǒng)。比如，通過建立一個流域內(nèi)不同時期考古遺址的地理信息系統(tǒng)，能夠有效地表示遺址范圍內(nèi)的各種遺跡，并將其分為點、線、面3種類型。“點”可以確定遺址和遺址中遺物的位置，較大區(qū)域的空間分析中可以將遺址抽象為點；“線”具有一定的長度和走向，表示古代的城墻、道路、河流等相互間或與遺址、遺跡之間的聯(lián)系；“面”確定遺址范圍和形狀，表示遺址的范圍或各種面狀的遺跡。
據(jù)陜西省考古研究院副院長張建林介紹，GIS盡管在環(huán)保、地質(zhì)和管理系統(tǒng)上已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，在考古學(xué)領(lǐng)域，卻還沒有大規(guī)模展開。這是因為，考古學(xué)是一門特殊學(xué)科，人們需要的數(shù)據(jù)不僅包括地形、地貌和現(xiàn)存地面上的遺跡，還包括地下遺跡。如何結(jié)合二者的數(shù)據(jù)，進行有學(xué)術(shù)目的的分析和研究，還沒有積累足夠的經(jīng)驗。他舉例說，對于考古遺跡與自然環(huán)境，如山體、水系、道路、土壤、植被等的關(guān)系，如何通過輸入的信息，進行綜合分析，人們都還不清楚。目前能做到的是，按照不同時代、不同類別，將所有探明的歷史遺跡的測繪圖、照片、數(shù)據(jù)、文字記錄全部輸入到系統(tǒng)中去，初步實現(xiàn)信息的大量存儲、簡單檢索和分析。他主持的唐陵大遺址考古發(fā)掘，有14個陵墓位于山區(qū)，那么這14個陵墓在陵地的選擇上有無共同點，從地形、地貌的角度比較陵園平面布局的區(qū)別，陵園與神道、下宮遺址的關(guān)系等已經(jīng)可以通過GIS系統(tǒng)進行初步分析。
目前，陜西的岐山縣周公廟遺址、唐陵大遺址、漢陵大遺址都已經(jīng)開始建立考古GIS系統(tǒng)，內(nèi)蒙、廣東、浙江也在開展考古GIS系統(tǒng)的應(yīng)用，但在全國仍僅限于少數(shù)考古項目。
遙感考古
遙感與航空攝影考古是遙感科學(xué)、地學(xué)與考古學(xué)有機結(jié)合的產(chǎn)物。“遙感”是上世紀(jì)60年代西方首先使用的新名詞，一般是指從空間飛行器上裝備的光學(xué)、電子、微波等傳感器對地球表層的自然現(xiàn)象、資源狀況、環(huán)境變化及人文景觀等因素進行探測。而航空攝影是以上諸種遙感手段在考古學(xué)研究中運用最多的方法之一。遙感與航空攝影考古主要包括地球物理勘探、測量，航空攝影勘察和衛(wèi)片、航片分析等。其中以航空攝影勘察，航片、衛(wèi)片考古學(xué)分析為主，文獻研究、考古調(diào)查發(fā)掘及地球物理勘探為輔。
楊林所屬的國博遙感與航空攝影考古部是國內(nèi)第一個成立的航空考古機構(gòu)。他們參與的項目包括：洛陽漢魏故城、洛南隋唐城、邙山古墓群、偃師商城、二里頭遺址等古代遺址和墓葬；內(nèi)蒙古東部地區(qū)古代大型遺址的飛行勘察，重點勘察了夏家店下層文化山城、遼上京、中京、慶州、祖州、祖陵、慶陵、金界壕邊堡、元上都、應(yīng)昌路故城等遺址；還有黑龍江七星河流域、內(nèi)蒙古西部地區(qū)、陜西關(guān)中地區(qū)、陜北、新疆、四川成都平原等地的航空攝影等考古工作。“三普”調(diào)查中，他們與新疆有關(guān)機構(gòu)合作，對羅布泊地區(qū)進行遙感勘察，從衛(wèi)片、航片上發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，用GPS確定坐標(biāo)，然后派遣特種部隊進入，發(fā)現(xiàn)了100多處新遺址。
今天，許多單位都開始利用遙感和航空手段對地面進行考古觀測。遙感考古技術(shù)通過在空中對地面進行俯視，可以全方位地對一個地區(qū)地貌的情況進行攝像，不會受到地理環(huán)境的限制，大大節(jié)省了考古調(diào)查的成本。有人做過統(tǒng)計，在相同范圍內(nèi)，用遙感與航空攝影考古的方法，在效率上要比傳統(tǒng)的踏查方法提高幾十倍甚至上百倍。
其次，遙感考古具有覆蓋范圍廣、光譜范圍大、時空分辨率高等優(yōu)點。遙感圖片容易獲得一個地區(qū)的全局信息，同時，遙感圖像成像尺度變化范圍大，有利于人們對所得圖片進行研究。人的肉眼只能觀測到可見光部分的電磁波反射能量，而遙感可以通過紫外線、可見光、紅外線、熱紅外、微波等能量波范圍的全波段電磁波來探測地面和地下的物體。由于衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代遙感考古可以全天候、不間斷地獲得遺址的遙感數(shù)據(jù)。
再次，遙感考古對古代遺跡的破壞相對于傳統(tǒng)考古要小得多。利用遙感圖像，可以在不破壞文物的前提下，了解遺址和古代墓葬的構(gòu)造，盡可能地減少破壞。
盡管擁有眾多優(yōu)勢，但在我國，相關(guān)資料獲取并沒有放開，航空的特殊性，再加上經(jīng)費限制，仍然只有少數(shù)考古項目運用了遙感技術(shù)，有專家表示，大概不足5%。
楊林認(rèn)為，目前雖然很多單位都能掌握遙感技術(shù)，但是對于各個時代的墓葬、房屋、坑堆，缺乏統(tǒng)一的遙感標(biāo)準(zhǔn)，沒有譜系。“因為中國地域太廣，即使是內(nèi)蒙古區(qū)域，東部草原、西部沙漠、中部丘陵和山區(qū)，地質(zhì)情況不一樣，數(shù)據(jù)和參數(shù)都不一樣。要想建立一個全國的遙感信息庫，需要很多年的數(shù)據(jù)積累，目前只是把已經(jīng)勘察過的區(qū)域資料留下來，進一步研究，積累參數(shù)。”
三維掃描
陜西唐陵大遺址保護項目(橋陵遺址)在2009年榮獲“2007—2008年度田野考古獎”一等獎。“田野考古獎”一等獎是對唐陵大遺址新技術(shù)運用的肯定。他們在考古調(diào)查和發(fā)掘現(xiàn)場的測繪方面取得了成就，對考古發(fā)掘探方、遺跡、陵園石刻等運用三維掃描技術(shù)，這對于準(zhǔn)確、全方位地存儲數(shù)據(jù)以及檢索數(shù)據(jù)非常有幫助。過去，考古探方和遺跡所繪制的平面圖、剖面圖是二維的，難以表現(xiàn)遺址的高差變化，準(zhǔn)確性也不夠，通過三維掃描技術(shù)，不僅可以獲取遺址任何一點的三維坐標(biāo)，而且精度高、速度快、操作方便、數(shù)據(jù)量大，同時還可以在后期處理成各種需要的效果，如平面圖、剖面圖、等高線圖、三維動畫等。唐陵有很多石刻，通過三維掃描、近景攝影測繪等技術(shù)，可獲得等值線圖和不同效果的三維圖像。石刻體量大小、石刻表面的微小凹凸都可以清晰地表現(xiàn)出來。這改變了過去單一依靠人工測繪的方法，達到了更多、更準(zhǔn)確提取和記錄文物信息的目的。
然而，這種三維掃描技術(shù)目前仍無法廣泛使用于考古現(xiàn)場，除去經(jīng)費限制(一臺掃描儀100多萬元人民幣)，更重要的原因是后期數(shù)據(jù)處理難度很高，信息的表現(xiàn)形式與資料的發(fā)表形式還不能有機結(jié)合，這都需要測繪人員與考古學(xué)家反復(fù)溝通、協(xié)調(diào)，進一步改進和完善。特別是器物的三維掃描，掃描儀無法進入器物，器物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信息難以獲取，不能形成一個器物的完整信息。考古遺跡的掃描也只限于外部，而對于遺跡內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，是填土還是夯土，儀器都不能感知，也無法表現(xiàn)。這些內(nèi)部情況，仍然需要依靠考古學(xué)家用傳統(tǒng)的方法考察、記錄。
與GIS、遙感技術(shù)一樣，目前，對考古發(fā)掘現(xiàn)場和文物應(yīng)用三維掃描技術(shù)的，全國只有百分之零點幾，仍在摸索階段。
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