广义遥感环境考古的技术整合

广义遥感环境考古的技术整合

王心源1,2,陆应诚2,高　超2,席道瑛1

(1.中国科学技术大学地球与空间科学系,安徽合肥　230026;

2.安徽师范大学安徽遥感考古工作站,安徽芜湖　241000)

摘　要:从交叉学科的角度,提出广义遥感环境考古理念并从技术层面上进行探讨,定义广义

遥感环境考古技术是:基于信息学、地学、考古学与历史生态学理论,从航天、航空以及地面地球物

理(如电场、磁场、力场、地震波等)方法获取地表及地下历史遗迹的信息,通过信息的处理、融合,

进行影像的宏观分析到地球物理的地下微观探测,进而识别遗迹(址)的属性及其分布等特征,结

合测年技术、孢粉分析以及化学和物理的鉴定技术等,得到对古人类生存的古生态环境的虚拟与

数字化的重建。通过对考古学发展与变革的考察,得出广义遥感环境考古出现的历史必然性,进

而对广义遥感环境考古内涵、技术工作思路、技术整合作了探讨。

关键词:广义遥感;环境考古;技术整合

中图分类号:TP79 文献标识码:A 文章编号:1000-2162(2005)02-0040-05

考古学是一门研究古代实物遗存、探索人类社会历史的科学,其前身是古物学和金石学,主要关注的是器物。中国考古学的前身是以古代青铜器和石刻碑碣作为主要研究的一门学科,偏重于著录

和考证文字资料,以达到证经补史的目的[1]。考古学萌芽于欧洲的文艺复兴时代,形成于19世纪中

叶。丹麦皇家博物馆馆长克里斯琴・朱尔金森・汤姆森1849年发表的英译本名著《北欧古物指南》与其学生J ・A ・沃尔索发表的《丹麦原始时代的古物》为史前考古学奠定基础。从此,考古学的理论与研究方法日益丰富。其中考古地层学和考古类型学是考古学的两大方法论支柱,直到20世纪50年代,许多国家的考古学家依靠这两种方法在世界各地建立了许多考古文化序列,这一时期的宗旨是

“重建已经消逝的生活”[2]。

20世纪60年代以来,在国际范围内,又开始进入一个新的变革时期。考古研究的内涵扩大到物质文化、精神文明和社会关系等人类活动的主要方面,强调生态环境对人类生存情况的制约作用。科技的日新月异发展,新的研究方法、仪器设备的不断出现,极大地推动考古学新思潮的出现。于是,考古学领域的一批年轻学者“揭竿而起”,创造了许多新的研究领域和新的分析方法,他们的理念与传统考古学有几点不同。在学术定位上,以宾福德(L ・B inford )为代表认为考古学应该向人类学看齐,探寻人类社会发展规律;目标上,新考古学力图复原人类文化历史、生存方式,进一步探讨文明的演变动力与规律;研究范例上,新考古学提倡自然科学的演绎法,以考古材料来检验各种不同的假设和理

论,进行全方位的信息提取与分析,避免传统考古学中过多的人为影响[3]。我国著名考古学家俞伟

超教授在谈及中国考古学时曾经说道,如果仅仅依靠人类的文化遗存来研究人类的历史,许多历史之迷将难以解开,就不可能把人类进步的轨道及其原因看清楚,了解人类已逝生活的轨道,需要研究以

往时代的人们的生存环境(包括自然环境与人文环境)[4]。从考古学的发展历程与时代要求中,可以

深刻地把握住考古学的发展趋势:考古学在建立了自己较为完善的时空构架后,必然面临着文化进程阶段的概述以及文化进程原因的探讨。今天中国考古学的研究内容已经着重关注于文化起源、文化

收稿日期:2004-08-11

基金项目:安徽省高校学科拔尖人才基金、安徽省教育厅自然科学重点基金(2004kj165,zd ),中国科学院王宽诚

博士后工作奖励基金资助项目

作者简介:王心源(19642),男,安徽六安人,安徽师范大学教授,中国科学技术大学在站博士后.

2005年3月

第29卷第2期安徽大学学报(自然科学版)Journal of Anhui University Natural Science Editi on M arch 2005Vol .29No .2

发展、文化进程、文明时代的进入以及中国传统文化特征与今天中国文化的联系性及在世界文化中的

地位等重大问题[2]。进行这些基础性的重大问题的探讨,无一例外的要求考古学家、历史学家、人类

学家要对古人类生存与发展所面临的环境有一个全面的深刻的理解,包括对古人的自然生存环境、社会经济环境等。总之,对环境及环境变化与人类发展关系的探讨是进行中国考古学的研究范围及内容进一步深入的基础。这要求考古学与古地理学以及历史地理学、遥感科学、分析化学、地球物理学、人类学等相关学科互相渗透,以更加理性的、透彻的眼光来考察环境及其演化与人类发展之间的复杂关系。

1　广义遥感环境考古的内涵

1.1　广义遥感考古及其发展轨迹

遥感考古属于科技考古的范畴[5]

。遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合技术,通常有广义与狭义的理解。广义地说,是在不直接接触目标的情况下,包括利用电磁波、重力场、电场、机械波(声波、地震波)等在内的对目标物或自然现象远距离感知的一种探测技术。狭义而言,是指在不同高度平台上,应用各种传感器(如摄影仪、扫描仪和雷达等)获取地表目标的电磁波特征信息,通过数据的传输和处理,从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质及其与环境相互关系的一门现代

技术。遥感考古就是应用广义的遥感技术对地面、地下或水下目标的无损探测技术[6],具体说就是

使用电磁波与重力场、磁场、电场、地震波等地球物理方法,从航天、航空、地面、地下等四种不同的高度层面对古遗址及其所在的区域环境进行探测、记录与分析,从而获取传统考古方法无法获得的潜在信息或弱信息。

遥感考古技术的起源可追溯到1858年的航空摄影。热衷于热气球飞行和摄影的法国作家、艺术家G ・F ・图纳肯(Tournachon ),第一次在空中拍摄了法国巴黎的鸟瞰图。德国学者斯脱尔茨(St o 2ltz ),1879年在伊朗的波斯波利斯城(Persepolis )的废墟上进行空中拍摄,这是已知的最早的空中拍摄

的古迹照片[7]。在欧洲,闻名于世的英国新石器晚期的巨石遗址是1906年一位叫H ・P ・Shar p 的军

官在一次训练飞行中在军用热气球上拍摄的。这些第一批空中摄影作品尽管很落后,但考古航空摄影技术却初现端倪。1903年怀特兄弟制造的飞机进行了人类历史上的第一次成功飞行,拉开了人类航空史的序幕。第一次世界大战期间,航空摄影主要是利用电磁波的可见光波段进行。除了军事侦察和测绘外,还用来勘探油田和绘制地形图。有些相片也记录了考古遗址。现在学术界普遍公认,航空摄影考古学的奠基人是英国地理学家兼考古学家O ・G ・S ・克劳福德(Cra wford )。他在1922年的一次学术报告中说:“航空摄影的伟大贡献是,用它可以在新翻耕的田野里发现那些地面观察者看

起来只是一些杂乱无章的迹象,在空中能看到一个井然有序的完整系统”[7]。其名著《从空中看巍萨

克斯》建立了航空遥感考古勘察的三种标志:阴影标志、土壤标志、植被标志。至此,航空遥感考古学的基本理论基础已经建立,广义遥感环境考古跨入历史的舞台。

1972年,美国地球资源技术卫星(Earth Res ource Technol ogy Satellite )的发射成功,标志着航空摄影考古学由此进入遥感考古新阶段。考古航空拍摄与航空遥感考古两者的区别在于,前者是对已经发现的文化遗址进行空中的新的视角观察与记录;而后者是以整个地球(甚至其它星体)为对象,发

现人类活动的遗迹与遗存,使地面分散的点成为一个整体[8]。广义遥感考古学技术体系进一步完

善,使考古工作者从此可以站在前所未有的高度与角度来审视他们熟悉却又陌生的地域。虽然近几十年来,卫星遥感技术迅速发展,其空间分辨率已由米级减小到厘米级,但由于卫星遥感信息之丰富多彩,又缺乏实际的工作经验和相应的理论指导,利用卫星遥感技术进行广义遥感考古其潜力仍有待进一步挖掘。此外,以磁法、电法、重力探测、机械波探测等地球物理方法引入,使广义遥感便拥有了进行地下探测分析的手段。人们发现与人类活动有关的物质与遗迹,经火加热过的土壤或石头、陶器、陶窑,人们翻动过的沟壑或夯过的道路等,都会或大或小地影响其周围地表的电、磁性质,地球物

理考古勘探就是利用高精度仪器探测这些微弱信号,分析地下遗物分布情况[7]。至此,广义遥感考14第2期王心源,等:广义遥感环境考古的技术整合