超越洛阳铲黑科技考古像“破案”

    曾经,考古工作者靠着一把洛阳铲行走天下。但现在,遥感信息、虚拟现实、无人机等先进技术开始在考古发掘和文物修复中大显身手,帮助考古工作者由表及里还原历史真实。

    工欲善其事,必先利其器。在“一带一路”的考古中,这些“黑科技”也成为中国考古“走出去”的利器,受到各国同行的重视和青睐。

    精准“破案”

    在新疆塔里木盆地东南缘口曾有一座叫米兰的古城。作为丝绸之路南道重镇,它在汉代是楼兰前往于阗的中转绿洲城镇,也是通向中亚的通道,商旅往来如织。

    米兰古城的汉代屯田系统是这个城镇兴衰的见证。《汉书·西域传·鄯善国》记载,它在西汉时为西域楼兰国的伊循城。汉昭帝于元凤四年(公元前77年)应鄯善王(古楼兰国)尉屠耆请求派军队到此屯田积谷。

    中国科学院遥感与数字地球研究所研究员、联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心副主任王心源说,纵观我国西北两千多年的屯垦史,屯田兴则西域兴,边疆得到迅速开发；当屯田废弛,边疆多会走向不安宁,丝绸之路阻绝。“作为商贸通道网络的丝绸之路,其系统功能构成总体可分为交通、防御与补给子系统。三个子系统协调工作才构成了曾经车水马龙、昼夜不息的丝绸之路,而米兰屯田兼有这三个子系统的功能,”王心源说。只不过经过千年风沙侵蚀,屯田早已消失不见,只留下沟渠诉说历史。中国科学院遥感与数字地球研究所的团队利用“遥感考古”技术,基于高分辨率卫星图像,通过人机交互解译,于2015年4月从全局尺度揭示了米兰古屯田灌溉系统的详细结构。

    这种遥感考古更像是“破案”:先发现疑似地点的线索,文物考古再跟进发掘,前期“案头工作”更为重要。王心源率领的研究团队先做了充分的遥感影像采集、处理与解译,通过对NDVI植被指数等分析,并与《史记》《汉书》及斯坦因的《亚洲腹地考古图记》等历史文献比对,确认疑似区域,并在遥感影像的精准导航下,对疑似遗址点实地勘探验证。

    研究团队还新发现一个椭圆形的米兰古绿洲,遥感估算当时可供利用的绿洲资源达8000至10000公顷。米兰屯田的景观格局对全球气候变化十分敏感,屯田灌溉水源主要来自发源于青藏高原北部阿尔金山的米兰河,由冰雪融水补给。全球变暖让青藏高原冰川后退、雪线上移,造成了米兰屯田和邻近绿洲的历史演变,这意味着空间考古可以提供比单纯遗址考古更全面的环境变迁研究。

    在遥感考古基础上发展起来的空间考古技术,融合了遥感、GPS和地理信息技术等空间信息技术,在应对“一带一路”多样的地理环境、复杂的遗产状态方面大有用武之地。自2012年开始,中科院遥感与数字地球研究所利用空间考古技术参与丝绸之路沿线考古,于2013年在河西走廊西端的丝绸之路瓜州—沙州段遥感考古中一次性发现6处古城遗址。而此前考古工作者用了近十年时间才在戈壁滩找到巴州古城。

    这样精准高效的考古技术正在走向世界。中科院遥感与数字地球研究所的空间考古技术参与了柬埔寨吴哥窟的遗产保护。明年上半年,团队还将前往突尼斯,参与罗马帝国路网系统和驿站的遥感考古合作研究。

    立体记录

    古丝绸之路庞大的路网系统,肇始于张骞出使西域:两千多年前,汉武帝派张骞向西寻找大月氏国共同抗击匈奴。如今,中国考古工作者利用现代考古手段追寻大月氏人西迁足迹,从河西走廊直至乌兹别克斯坦的撒马尔罕。在三维扫描技术的立体记录下,他们正一步步揭开大月氏和古丝绸之路的神秘面纱。

    就在今年7月底,中乌联合考古队成功在撒马尔罕市西南20公里的萨扎干遗址发掘出一座距今两千年前的康居(中亚古国)贵族墓葬。专家认为,由于这一墓葬地处康居势力范围的南缘,有助于进一步确定大月氏势力范围的北界。

    参与发掘的西北大学丝绸之路研究院考古学首席专家王建新教授说,这座大型贵族双墓,仅封土直径就有40多米。一男一女在墓中分室而葬,两墓间有通道相连。主墓的女性身上装饰着黄金镶嵌绿松石的首饰,被考古人员称为“萨扎干公主”。

    发掘“萨扎干公主”的整个过程都被三维扫描技术精确记录下来。传统考古手段多是通过摄影、摄像甚至手绘来记录挖掘现场,而三维扫描技术则是一种数字化、立体的全方位记录,对考古发掘的每个重要节点都进行高精确度扫描记录,为考古现场留下“立体影像”。无人机技术也被用于立体记录考古现场的一些小场面。

    “从我们对遗址的发掘过程到出土物的记录全是三维的,而不仅仅是拍照和绘图。这种三维化的记录,让我们最后对成果的认识和分析都和以前不同,”王建新说。在遗址现场,研究团队通过布设靶标,利用三维激光扫描仪准确、直观地记录下了考古发掘现场遗迹、遗物的三维空间分布状态,为后期分析积累了宝贵的“大数据”。

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