考古除了要「下地」還得「上天」

隨著遙感技術在國民經濟多個領域的廣泛應用，越來越多地融入到老百姓的生活中，遙感技術也從「高大上」走入了尋常百姓家。

那麼，遙感與考古的結合會碰撞出怎樣的火花呢？從遙感考古到空間考古又有怎樣的發展故事？空間考古學究竟是怎樣的一門新學科？

本期小編帶你近距離了解空間考古的前世與今生。

空間考古的前世

說到空間考古，不能不先從遙感考古說起。

遙感考古，顧名思義就是利用遙感技術從事考古研究。嚴格來講，是指利用遙感對遺留于田野的人類過去活動遺迹與遺物進行探測、識別與發現的一種新的無損考古探測技術與方法。

從1906年在軍用熱氣球上拍攝到英國史前巨石陣遺址作為遙感考古的發端，到20世紀20年代提出航空考古勘察和航片分析成為遙感考古發展里程碑，以及隨著20世紀70年代利用衛星遙感獲得考古信息的大量應用，遙感考古逐漸成為考古研究領域必備且常用的探測技術與方法。

新發現絲綢之路古城遺址的遙感影像與遺址地表實物照片

通過資源三號衛星2m解析度遙感圖像獲得的漢長城遺址及其展布特徵（黑色箭頭指示漢長城遺址）

遙感考古具有諸多優勢，例如：覆蓋範圍廣，可以獲得探測區全局信息；光譜範圍大，突破可見光範圍，能獲得其他波段的地物信息；時間-空間-光譜解析度高，可以獲得每月乃至每天、亞米甚至厘米解析度，多光譜乃至包含數百個波段高光譜的遙感圖像，增強了對探測區地物的識別能力；具有一定的穿透能力，合成孔徑成像雷達（SAR）能穿透次地表，激光雷達(LiDAR)穿透森林覆蓋獲得地面信息，探地雷達(GPR)可獲取地下埋藏的考古信息。遙感考古對目標無損探測，並節省大量人力、物力和時間，這些是其優勢所在。

遙感考古絕非是僅僅發現考古目標就「大功告成」。作為一種現代科學技術與方法，遙感技術正在與其他技術、方法與理論（如地理信息系統技術、全球導航衛星系統定位技術、環境考古等）相結合，擴大其「發現」的價值，形成一套新的研究技術與方法範式，繼而建立空間考古新學科。

從遙感考古到空間考古

目前，遙感技術主要被用於發現古代遺存，但對於古代遺存本身以及環境的特性研究明顯不足。遙感技術需要與其他技術與理論相結合，擴大其「發現」的價值。首先就要和與其直接相關的空間信息技術聯繫，來擴大遙感考古的研究深度與應用廣度。

空間信息技術是包括遙感、全球衛星定位系統和地理信息系統在內的、結合計算機技術和通訊技術進行的空間數據採集、量測、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應用等系列的方法與技術。

事實上，在今天的西方田野考古調查中，遙感再也不是單純地用來尋找、發現古代遺迹或現象，更重要的是遙感技術已經實現了與地理信息系統、全球衛星定位系統以及地球物理方法等其他相關技術的交叉整合，綜合服務於以景觀考古學為理論支持的考古學研究和以文化遺產學為服務對象的文化遺產管理或文化資源管理。

可以說，空間考古既是對遙感考古的繼承與發展，又是揚棄與飛躍。

空間考古大有作為

中國遙感考古自20世紀60年代以來獲得巨大進步，取得了一系列具有影響的成果，如對明、隋古長城的雷達探測、「絲綢之路」多處遺址的遙感考古發現。

自2012年開始，有著20餘年遙感考古研究積累的中科院遙感與數字地球研究所王心源研究員帶領團隊開始利用空間考古技術與方法對沙漠絲綢之路重要線段進行遙感考古研究，取得了豐碩成果。

2013年，該團隊聯手相關單位部門利用空間考古技術與方法，在河西走廊西端的敦煌地區開展絲綢之路瓜州－沙州段遙感考古研究，一次性發現６處古城遺址、多處古遺迹，數字化再現唐武后天授二年(公元691 年)後瓜-沙二州間新驛道走向、分布及諸驛的空間特徵，揭示了河（疏勒河）-城（長城）-路（絲綢之路）空間關係。該研究被中國遙感應用協會評為「2012-2013年度中國遙感十大事件」。

唐代瓜(瓜州)-沙(敦煌)二州間郵驛系統數字化重建工作

2015年，在前人研究的基礎上，該團隊基於我國高分一號等遙感衛星影像數據，對絲綢之路南道重鎮米蘭古綠洲進行了空間考古研究，重點對米蘭古綠洲的屯田灌溉渠系進行了系統研究，從全局尺度揭示了米蘭古屯田灌溉系統的詳細結構。該研究很好地揭示了米蘭屯田的景觀格局對全球氣候變化敏感區域響應的機理。

米蘭地區山地-綠洲-沙漠生態系統3D立體景觀圖

此外，該團隊還利用空間考古技術識別和提取乾旱區坎兒井和屯田灌溉水渠，數字化再現重要歷史時期絲綢之路重要路段，並分析其變遷原因；幫助柬埔寨開展吳哥世界遺產遙感監測與保護研究。今年，科研人員再次走出國門，到突尼西亞開展古羅馬帝國時期商旅線路遙感考古，研究古遺存與環境變化的關係。

利用空間信息技術建立特徵地物時-空關聯分析模型與古人類遺迹預測模型，主動探測發現未知考古遺址。圖為甘草、長亭兩驛遺址空間分布潛力區考古預測位置圖（底圖為LS-7 TM 影像數據）。黑色實線代表漢長城遺址，藍色虛線代表干古水系，品紅色虛線代表考察路徑

該團隊在多年的研究成果基礎上，總結並凝練了一些科學方法與理論，形成了對我國建設空間考古學學科的系列認識，並發表在《中科院院刊》（作者王心源研究員、郭華東院士）。

空間考古學應運而生

空間考古學是新考古學的一個分支，是從宏觀—整體角度介入考古研究，融合自然科學、社會科學以及信息技術的一門交叉學科。其研究對象是地球表層包含人類活動遺存與生活環境的人文-自然綜合體。由於空間考古學研究對象的極其複雜性，研究方法因此需要高度綜合。

空間考古不僅僅是技術引進與改造適應的問題，更是科學研究的思想方法革新與創新問題。傳統考古學在有關方面不能做或做的不足的部分，卻成為了空間考古學的新生長點與重要研究內容。

當前，科技考古學是中科院具有比較優勢的二級學科。建立空間考古科學體系雖然呼籲已久，但是，真正建立卻不是一朝可實現的夢想。國際上考古科學研究範式正在經歷嬗變，多學科交叉融合與創新方興未艾。「一帶一路」建設為空間考古學提供了千載難逢的廣泛實踐機遇。中國應發揮遺產大國及空間技術優勢，率先搶佔空間考古學科制高點，形成中國在空間技術與文化遺產有機結合研究的創新高地。

作者：王心源

來源：中科院遙感與數字地球研究所

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