編者按：如今，考古已不再是“手工”技術(shù)。現(xiàn)代科技的介入，使考古學(xué)者能夠穿越時空，觸摸歷史脈動，發(fā)現(xiàn)消失千年的古老文明。“遙感考古”正是現(xiàn)代科技在考古領(lǐng)域的最新應(yīng)用。
古代先民創(chuàng)造的文明，有的已經(jīng)消失，有的雖在我們身邊，但仍像謎一樣無法解答。1939年，紐約長島大學(xué)的保羅·科博克博士站在秘魯南部的納斯卡高原的沙丘上，眺望著綿延數(shù)英里的廣袤土地，發(fā)現(xiàn)了40余幅巨大的幾何圖案，形狀多種多樣，其中一些酷似動植物。這種只能從高處觀察到的地畫引起了人們極大的興趣，有人猜測它是消失的史前文明遺跡，有人認(rèn)為它是外星人的作品。納斯卡地畫究竟為何物，我們至今難以作答，但受其啟發(fā)，考古工作者找到了利用遙感技術(shù)從高空觀測遺址的方法。
大遺址探測的“千里眼”
“遙感”是一種從遠(yuǎn)距離不直接接觸物體而取得其信息的探測技術(shù)。只要在遙感衛(wèi)星上安裝各種遙感裝置，人們就能夠從遙遠(yuǎn)的天空感知地球上的山山水水，一草一木。它就像神話傳說里的“千里眼”一樣，既能洞察埋藏于地下的礦藏，又能穿透土層顯示地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。甚至能預(yù)報地震和火山活動。
于是，現(xiàn)代遙感技術(shù)受到了考古界的普遍關(guān)注。古代遺址在茫茫大地上尋找起來往往十分困難，僅僅依靠地面的田野考古，即使花費幾年的時間，也很難精確地確定其位置及范圍。據(jù)專家介紹，利用航片或膠片進(jìn)行綜合分析，則很容易達(dá)到目的。這是由于航空和衛(wèi)星遙感勘測的視野比較大，很容易將在地面上看起來雜亂無章的某些遺址、遺跡，通過隱約顯露的“解譯標(biāo)志”加以識別。
專家稱，遙感考古的六大特點，可以很好地解決單靠人工考古所不能解決的問題：
無損傷。由于不直接接觸所探物體，遙感考古具有不損傷探測對象的特征，因此它又被稱為“無損傷考古”。
無地區(qū)限制。可以克服交通不便、條件惡劣、地形復(fù)雜、高寒缺氧等不利因素，普查到工作地區(qū)的每一角落。
全天候。遙感考古可以發(fā)現(xiàn)物探、手探等方法尋找不到的遺跡。一些遺址受季節(jié)性或時間性影響很大，這時就必須依靠遙感考古。
全方位。由于視野廣闊，遙感考古可以將所有的地面信息盡收眼底，很容易把在地面上難以發(fā)現(xiàn)的或雜亂無章的現(xiàn)象，概括成一個有規(guī)律的整體，因此，特別適用于大范圍和大型遺址的勘察，也可用于研究遺址群的分布規(guī)律。
穿透力強(qiáng)，分辨率高。遙感技術(shù)如同真正的“千里眼”，能夠穿過叢林，發(fā)現(xiàn)熱帶雨林下的瑪雅文明，透過沙層，找到撒哈拉沙漠里的古代河道和湖盆。
效率高。由于具有定點準(zhǔn)確、精密度高的特點，遙感考古對資料的解讀、定位速度快，往往是傳統(tǒng)勘探的許多倍。可以在很短的時間內(nèi)，投入較少的人力，對其周圍環(huán)境做大面積深入調(diào)查研究，減少野外作業(yè)量。
殷墟考古發(fā)掘“無損傷”
河南省安陽市，3000多年前正是商代晚期都城。當(dāng)年的殷都，建有雄偉的宮殿和巍峨的宗廟，是全國政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心。對于殷墟的考古發(fā)掘，并不像人們想象的那樣——考古學(xué)家手拿小鏟，精心尋找隱匿在大地中的一片碎陶、一塊瓦當(dāng)。殷墟遺址發(fā)掘現(xiàn)場現(xiàn)在是各種高新科技的舞臺：GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))等技術(shù)在這里大顯身手。其中也包括遙感技術(shù)。那么，遙感探測殷墟是如何進(jìn)行的呢？
中國社科院考古研究所遙感技術(shù)負(fù)責(zé)人萬余慶和遙感考古專家宋德聞研究員有一個基本的計劃。他們把殷墟的上空劃分為16個航帶，在每一個航帶上進(jìn)行遙感成像，再把這些圖像鑲嵌在一起，形成一張比例尺為1:5000的完整圖像。而這張合成圖像，將成為考古分析的主要依據(jù)。然而問題遠(yuǎn)沒有如此簡單，首先，他們要為飛機(jī)制定出航線。遙感探測掃描的航帶寬度為700米，長度為10公里。那么，飛機(jī)將在殷墟上空飛行16個來回，以覆蓋所有的研究區(qū)。遙感專家們在飛機(jī)和地面上分別裝上定位系統(tǒng)，這是遙感工作中至關(guān)重要的一步。飛機(jī)的飛行姿態(tài)總是在變化，這就需要第三套系統(tǒng)——慣性導(dǎo)航定位系統(tǒng)的幫助，用來記錄飛機(jī)每時每刻的22個姿態(tài)參數(shù)。
20世紀(jì)80年代中期，殷墟幾乎沒有出土過太多的甲骨，但是考古專家們一直沒有放棄對甲骨的尋找。他們在殷墟附近尋找了近一年，只從亂土層中發(fā)現(xiàn)一些小片甲骨，收獲甚微。
由于地球上的所有物體受到太陽的電磁輻射，因此不同的物體具有不同的反射、投射、吸收電磁波的能力。盡管殷墟遺址隨著歲月的流逝而逐漸荒廢，由于這些遺跡全部是由人工建成，與周圍沒有經(jīng)受人工擾動的土壤環(huán)境存在著差異，這就形成了同一地區(qū)在土壤、水分、地表溫度等一系列特征上的不同表現(xiàn)和不同地物的反射光譜曲線。這些區(qū)別在平地上觀察，差異會微乎其微。而科技考古人員運用TM遙感影像處理技術(shù)，便能很好地解決這一差異。TM又稱專題制圖儀，是美國陸地制圖儀收集的數(shù)字影像，其特點是波普特征極為豐富，地面分辨率高，數(shù)據(jù)量大。此外TM影像中大量的紅外波段信號，對地表土壤、植被有一定的穿透能力。根據(jù)地表土壤、植被等的局部異常在影像上產(chǎn)生的特殊圖斑，能夠判斷出地下遺跡的分布情況。
經(jīng)過研究，影像中反映面積較大的強(qiáng)反射異常區(qū)域被確定為殷商遺物。此后，考古人員對異常區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了鉆探驗證。鉆探的探孔間隔大都為10米，探孔的深度打至生土層為止，一般不超過6米。根據(jù)鉆探記錄和鉆探圖，可以看出研究區(qū)域內(nèi)商代文化層的埋藏深度為1米左右。在鉆探過程中，很多探孔中發(fā)現(xiàn)有一種硬灰土，其中有些探孔中發(fā)現(xiàn)有紅色漆皮，根據(jù)考古經(jīng)驗可判斷這幾處為墓葬，而硬灰土是經(jīng)過簡單加工的填土或墊土。將遙感影像與鉆探結(jié)果進(jìn)行比較，可以推測TM影像上大面積的強(qiáng)反射異常區(qū)域應(yīng)是該地域內(nèi)眾多夯土遺跡的整體反射的結(jié)果。
考古人員截取安陽市及附近地區(qū)相同位置的影像，然后對各波段的影像進(jìn)行處理，增加每個圖像層次，提高圖像的判讀效果。最后在計算機(jī)中將處理過的各波段影像相互疊加，合成新的彩色的TM影像。同時，在獲取航空影像處理中，首先運用掃描儀將航片數(shù)字化，并且通過掃描儀分辨率的設(shè)置，使紅外航片與黑白航片的比例尺一致，再將紅外航片與黑白航片進(jìn)行技術(shù)處理，合成新航片影像。新合成影像的色彩與自然色彩較為一致，影像中的各種現(xiàn)象就更易于解讀了。
“最后呈現(xiàn)的是一張用最先進(jìn)的科技解譯出的航空遙感圖像，殷墟的上部是一層淺灰土，土質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，純凈堅硬。發(fā)掘時工人揮動著釘耙用力刨土，進(jìn)展卻異常艱難。”考古專家劉一曼說，這個封土堆已經(jīng)在這里靜靜待了3000年了，3000年里，沒有任何文字記載過細(xì)夯土墻的存在，但是利用現(xiàn)代科技的辦法發(fā)現(xiàn)了這一建筑奇跡，揭開了它神秘的面紗。
雖然遙感技術(shù)在考古工作中發(fā)揮了重要作用，但多數(shù)考古專家仍然表示，它在考古中仍是輔助手段，不可過度依賴。對于即將開展的其他遺址探測考古，專家坦言：“我們并沒有把握能探測出重大遺跡，我們所掌握的這雙‘科技透視眼’對地質(zhì)環(huán)境和遺存的埋藏深度仍有一定要求。但即使取得部分成果，它在數(shù)字考古上仍有重大意義。”
本報記者 程 竹
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