李桂花

摘要：常規(guī)的考古探測(cè)手段，往往耗時(shí)、普查難度大，不能準(zhǔn)確的識(shí)別文物位置。采用高效的定位技術(shù)可以提高考古遺址和文物探查的準(zhǔn)確度和速度。現(xiàn)今使用的高效定位技術(shù)是基于物理空間關(guān)系知識(shí)、多源信息符合探查的思路。本文通過(guò)簡(jiǎn)介高效定位技術(shù)如高光譜遙感技術(shù)、高精度水下導(dǎo)航定位技術(shù)、圖像處理的數(shù)碼相機(jī)定位技術(shù)矯形定位、田野考古GIS數(shù)據(jù)模型以及用于空間定位的電磁跟蹤系統(tǒng)等在考古學(xué)中的應(yīng)用，并就上述應(yīng)用實(shí)例作一高效定位技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用展望，為更好的發(fā)展考古學(xué)提供新的思路，表明高效定位技術(shù)在考古學(xué)中有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：高效定位技術(shù)；遙感；導(dǎo)航定位；田野考古GIS；考古學(xué)

傳統(tǒng)探查考古的方法為徒步調(diào)查、鉆探、挖掘等手段，主要是依靠人工，需要經(jīng)驗(yàn)較為豐富的考古學(xué)家。缺點(diǎn)為工作量大、耗時(shí)費(fèi)事，受自然條件的限制，有時(shí)即使花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間也無(wú)法準(zhǔn)確找到文物或遺址位置和范圍[1]。

高效定位技術(shù)，主要為3S技術(shù)，即為遙感技術(shù)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）的總稱。該技術(shù)支持的考古是以遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，不直接接觸對(duì)象本身，利用衛(wèi)星、飛機(jī)、升空氣球等不同遙感平臺(tái)上的傳感器接收考古對(duì)象的電磁波信息，結(jié)合全球定位系統(tǒng)空間定位，獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)地理信息系統(tǒng)存儲(chǔ)、處理分析后，得到目標(biāo)對(duì)象的信息以及傳統(tǒng)考古無(wú)法獲得的潛在信息和弱信息，從而快速地探明地面目標(biāo)的位置、形狀、范圍、分布等狀況[2-3]。

本文主要介紹高光譜遙感技術(shù)、高精度水下導(dǎo)航定位技術(shù)、圖像處理的數(shù)碼相機(jī)定位技術(shù)以及田野考古GIS數(shù)據(jù)模型等在考古學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，并對(duì)上述定位技術(shù)在考古學(xué)中應(yīng)用做一展望，表明高效定位技術(shù)在考古學(xué)中有廣闊的應(yīng)用前景。

一、高光譜遙感技術(shù)

高光譜遙感與以往遙感技術(shù)相比，具有圖譜合一的特征和從可見(jiàn)光到熱紅外的一系列波段，是一種綜合性的遙感技術(shù)手段。文物遺存在地面的信息一般比較微弱，高光譜遙感具有識(shí)別微弱信息和定量探測(cè)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)遙感是一種快速、有效的無(wú)損探測(cè)方法，在探測(cè)、編錄、區(qū)分地表和淺表文物考古信息中已顯示了突出的作用[4]。

高光譜遙感技術(shù)在考古學(xué)的應(yīng)用是很有前景的，例如美國(guó)波士頓大學(xué)與意大利的考古人員于2000年聯(lián)合在羅馬遺址開(kāi)展過(guò)一次高光譜遙感考古實(shí)驗(yàn)；2003年3月中國(guó)考古學(xué)家采用這一技術(shù)用于秦始皇陵區(qū)的考古發(fā)現(xiàn)研究，獲得陵區(qū)60 km2 高光譜日、夜航飛行，獲得日航64 個(gè)波段、夜航1 個(gè)熱紅外波段共7G 數(shù)據(jù)量，進(jìn)行溫度- 濕度、溫度- 光譜、地表溫度-淺層溫度等定量分析，擬合數(shù)學(xué)模型，最后采用常規(guī)圖像處理方法和高光譜圖像處理方法提取文物遺存信息[5]。采用這一技術(shù)確認(rèn)了秦始皇陵園封土堆下向西的墓道確實(shí)存在、阻排水渠的分布和控制范圍和封土堆上出現(xiàn)的高熱異常分布區(qū)[6]。

二、高精度水下導(dǎo)航定位技術(shù)

高精度水下導(dǎo)航定位技術(shù)在考古學(xué)中應(yīng)用主要在于考古打撈，因?yàn)榭脊糯驌婆c其他水下工程的導(dǎo)航定位技術(shù)相比，要充分考慮水下文物的完整.尤其是需要將文物的一些分散、易碎的東西一體化保護(hù)。考古打撈具有精度要求高、抗干擾性要強(qiáng)、實(shí)時(shí)性、不可重復(fù)性、可操作性等特點(diǎn)[7]。而高精度的海洋導(dǎo)航定位設(shè)備滿意了這些需求，目前逐步應(yīng)用到考古打撈工作中，參與打撈的實(shí)時(shí)定位、監(jiān)控.指導(dǎo)打撈船舶對(duì)沉井的下沉和升起等工作。高精度水下導(dǎo)航定位技術(shù)采用GPS天線接受衛(wèi)星信號(hào)，采用超短基線轉(zhuǎn)換器進(jìn)行內(nèi)置光纖羅經(jīng)校正，并安裝超短基線信標(biāo)，保證聲脈沖發(fā)射和返回信號(hào)不被遮擋。

三、圖像處理的數(shù)碼相機(jī)定位技術(shù)

數(shù)碼相機(jī)定位是指用數(shù)碼相機(jī)攝制物體的相片確定物體表面某些特征點(diǎn)的位置[8]。這一圖像識(shí)別和物體定位技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化技術(shù)，主要用于考古測(cè)繪領(lǐng)域。雖然手工繪圖依舊是取得考古現(xiàn)場(chǎng)第一手資料的基本方法，但是較為先進(jìn)的電子技術(shù)被更為頻繁的使用，如航拍，遙感測(cè)繪，GPS定位系統(tǒng)和數(shù)碼拍攝，采用圖像處理的數(shù)碼相機(jī)定位技術(shù)，為今后的考古資料數(shù)字化提供便利和必要的前期準(zhǔn)備。

四、田野考古GIS數(shù)據(jù)模型

地理信息系統(tǒng)（GIS）作為3S技術(shù)之一，具有強(qiáng)大的空間信息處理和分析功能，它提供的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理和分析工具可以解決田野考古中數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)資料整合困難等問(wèn)題[9]。這一技術(shù)多用于田野考古，是研究人類(lèi)歷史而進(jìn)行實(shí)地考察、獲取實(shí)物資料的重要手段。

目前田野考古多采用手繪二維平面圖，這一方式的缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)粗糙，數(shù)據(jù)不充分，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。而GIS技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化、規(guī)范化，信息化的管理，將冗余、未充分利用的數(shù)據(jù)整合為有價(jià)值的、實(shí)用的數(shù)據(jù)，加速了田野考古信息化的進(jìn)程。

五、結(jié)論與展望

高效定位技術(shù)為考古學(xué)研究提供了更為準(zhǔn)確、快速的定位方法、更加快速的數(shù)據(jù)獲取方式，比常規(guī)的田野挖掘更節(jié)省時(shí)間、獲取更豐富的信息，也為古人類(lèi)空間的利用和過(guò)去人與自然的相互作用產(chǎn)生全新的思路。除了上述介紹的定位技術(shù)外，還有地基遙感技術(shù)、磁力測(cè)定、電阻率/磁導(dǎo)率方法、探地雷達(dá)、磁化率勘測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，更有航空激光高度計(jì)、航空熱紅外儀、星載多光譜、星載雷達(dá)等先進(jìn)儀器，對(duì)于考古科學(xué)化、信息化、數(shù)據(jù)化提供強(qiáng)大支持，有助于考古工作取得事半功倍的效果。

（作者單位：榆林市文物保護(hù)研究所）endprint