助力考古的“黑科技”

黃增強(qiáng)

隨著信息時(shí)代的到來，過去的考古工作者靠著一把鏟子行走天下的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返了。如今，遙感信息、虛擬現(xiàn)實(shí)、無人機(jī)、水下機(jī)器人等“黑科技”已經(jīng)開始在考古發(fā)掘和文物修復(fù)中大顯身手。

利用VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡稱VR技術(shù)，是一種綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)，它能使人和計(jì)算機(jī)很好地“融為一體”，給人一種身臨其境的感覺。

貞觀十四年（公元640年），唐平定高昌，置安西都護(hù)府于西州交河城（今新疆吐魯番西交河古城址），管理西域地區(qū)軍政事務(wù)。公元648年，唐平定龜茲，將安西都護(hù)府移至龜茲國都城，并在龜茲、焉耆、于闐、疏勒四城修筑城堡，建置軍鎮(zhèn)，由安西都護(hù)府兼統(tǒng)，稱“安西四鎮(zhèn)”。唐高宗顯慶三年（公元658年），安西都護(hù)府升格為大都護(hù)府。

為研究唐朝中央政府設(shè)立的“安西大都護(hù)府”和“安西四鎮(zhèn)”遺址的年代、性質(zhì)、布局、內(nèi)涵，以及其整套管理、防御體系、相關(guān)的軍政建置體系等一系列問題，北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授陳凌帶領(lǐng)考古團(tuán)隊(duì)采用VR技術(shù)，在新疆天山南麓的阿克蘇地區(qū)新和縣對(duì)相關(guān)遺跡進(jìn)行考古。

通過考古發(fā)現(xiàn)，新疆阿克蘇地區(qū)新和縣境內(nèi)現(xiàn)存城址及其相關(guān)附屬遺址六十余處，系歷史上各時(shí)期（主要為漢唐時(shí)期）圍繞著中央王朝統(tǒng)治和管理西域的機(jī)構(gòu)而設(shè)置的軍政建置設(shè)施，包括城址、戍堡、烽燧等。

陳凌教授還確認(rèn)，通古斯巴什古城位于新和縣城西南44千米，古城現(xiàn)存面積約5.7萬平方米，南北約250米，東西約230米，周長約825米，方形，用土坯砌成，墻基寬4—8米，墻體殘余最高可達(dá)7米。

采用遙感信息技術(shù)

遙感信息技術(shù)是指從衛(wèi)星、飛機(jī)等不同空間位置上，運(yùn)用攝影機(jī)、掃描儀、雷達(dá)等成像設(shè)備，獲取考古遺址的影像資料，然后運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，對(duì)這些影像進(jìn)行增強(qiáng)和處理。同時(shí)，根據(jù)遺址范圍內(nèi)地表的現(xiàn)狀和光譜成像規(guī)律等，對(duì)影像的色調(diào)、紋理、圖案及其時(shí)空分布進(jìn)行研究，判定遺跡或現(xiàn)象的位置、分布、形狀等特征，進(jìn)而進(jìn)行探查遺址、考古測量、復(fù)原古地貌和古遺址等工作。

“絲綢之路”在我國綿延千里，古疏勒河曾在這里蜿蜒，孕育了水草豐美的綠洲，它是漢代、魏晉、唐朝乃至清朝的軍事重地和咽喉要道，是盛唐“絲綢之路”的“黃金地段”。一直以來，考古學(xué)家們力圖還原這片“消失的綠洲”。然而，這里難以深入的廣袤戈壁、令人望而生畏的沙窩以及強(qiáng)烈風(fēng)蝕作用下形成的迷宮般的雅丹地貌，讓考古足跡難以涉及。

為找到瓜州—沙洲段古代遺址，中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所王心源組成團(tuán)隊(duì)，利用遙感信息技術(shù)，用高分辨率衛(wèi)星圖像GPS定位系統(tǒng)和人機(jī)交互解譯，揭開了米蘭古城灌溉屯田系統(tǒng)的神秘面紗。

通過考古發(fā)現(xiàn)，茫茫戈壁上，由1條干渠、7條支渠和大量斗渠、毛渠組成的灌溉屯田系統(tǒng)，呈現(xiàn)在東西長約6公里、南北寬約5公里的范圍內(nèi)。遙感信息技術(shù)將已經(jīng)湮沒于戈壁地下的灌溉屯田探測出了輪廓。

經(jīng)過遙感影像采集、處理與解譯后，研究人員又與《史記》《漢書》及斯坦因的《亞洲腹地考古圖記》等歷史文獻(xiàn)進(jìn)行比對(duì)，并在遙感影像的精準(zhǔn)導(dǎo)航下，新發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大面積橢圓形的古代綠洲。此外，還發(fā)現(xiàn)了5處古城遺址、2處民居村落中的13處房址遺跡、1段古渠道遺跡、1條古道遺跡和1處陶窯遺址。

應(yīng)用“無人機(jī)”

無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，它無駕駛艙，但安裝有自動(dòng)駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備，具有長航時(shí)、高荷載、防雨抗風(fēng)強(qiáng)等特點(diǎn)，以及能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸?shù)刃阅堋?/p>

作為世界文化與自然遺產(chǎn)的四川樂山大佛建造1300年以來，可謂經(jīng)歷了風(fēng)風(fēng)雨雨，至今屹立在樂山三江之畔，保存完好，令世人驚嘆稱奇！但同時(shí)也留下了許多不解之謎，比如其主體與兩側(cè)是否同時(shí)修建；其拜佛臺(tái)究竟修于何時(shí)，又是怎么毀損的等。為了解開諸多謎團(tuán)，中國社科院考古所、中國文化遺產(chǎn)研究院等二十多名專家和學(xué)者對(duì)樂山大佛進(jìn)行了考古調(diào)查。

專家們應(yīng)用無人機(jī)航拍，對(duì)樂山大佛及周邊約4平方公里區(qū)域進(jìn)行全方位立體式考古調(diào)查、勘查和測繪，不僅弄清了樂山大佛遺產(chǎn)范圍文物的分布狀況，還發(fā)現(xiàn)了一批新的文物資源。如發(fā)現(xiàn)樂山大佛及周邊5處崖墓群，崖墓總數(shù)為1068座，其中有畫像雕刻的崖墓為126座；又如麻浩區(qū)域發(fā)現(xiàn)大型高浮雕墓闕、規(guī)格較高的二層門楣、回廊形后室、獸形柱礎(chǔ)等；柿子灣地區(qū)發(fā)現(xiàn)了組合豐富的畫像內(nèi)容、鋪面特征的斗拱，以及柿子灣一號(hào)墓門楣上方圖案等。

借助“水下機(jī)器人”

“水下機(jī)器人”也稱作無人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人，它的活動(dòng)范圍大，在水下停留時(shí)間長，可以在水中全方位機(jī)動(dòng)，還能鉆入民居、古井等潛水員無法進(jìn)入的地方尋找目標(biāo)和拍攝畫面。

安徽省中部巢湖市的巢湖水下有一座古城遺址，然而鮮為人知的是，黃山市黃山太平湖水下也有明清古城遺址。據(jù)當(dāng)?shù)乜h志文獻(xiàn)記載，有著2200年歷史的廣陽古城一直是當(dāng)?shù)乜h治所在地，另外還有龍門古街和秧溪街遺址。20世紀(jì)70年代，因陳村水庫（后改名太平湖）建設(shè)蓄水需要，石板街、古祠堂及明清老屋等許多保存完好的明清古建筑被淹沒在水下。

為了調(diào)查黃山太平湖水下的明清古城遺址，國家博物館水下考古研究中心和安徽省文物考古研究所的科考隊(duì)員來到太平湖水域，展開了水下考古工作。他們攜帶了專業(yè)的“水下機(jī)器人”和水下聲吶等水下考古設(shè)備，先把攜帶攝像頭的“水下機(jī)器人”放入水下，然后通過船上的電腦顯示器把水下世界看得十分清楚，而水下聲吶則通過聲波，將水下遺址的全貌掃描出來。兩天時(shí)間內(nèi)，他們發(fā)現(xiàn)了黃山太平湖明清遺址，并確定了太平湖水下有廣陽城遺址、秧溪街遺址及老龍門鄉(xiāng)遺址三處明清遺址。

古語有云：“工欲善其事，必先利其器?！彪S著“黑科技”在考古工作中的廣泛應(yīng)用，那些不被人們所認(rèn)知的遺址、古跡也將重現(xiàn)天下。