新蒲京欢迎您官网国际遥感考古会议综述

关键词:遥感 空间技术 古代遗迹 虚拟复原 考古学


2011年9月21至24日,由航空考古联席会和欧洲遥感实验协会主办的第三十届“遥感考古研讨会”在波兹南召开。参加此次会议的有联合国教科文组织、欧盟文化遗产委员会及来自世界25个国家的100多名专家学者,向大会提交论文37篇,50位学者在大会上发表了学术演讲。“遥感考古研讨会”是迄今国际遥感考古研究领域规模最大的国际学术研讨会之一。会议交流了近年来世界各国在遥感考古、航空摄影考古、虚拟现实复原及数字化技术在文化遗产保护及考古调查发掘中的应用和最新成果。中国国家博物馆遥感与航空摄影考古中心应会议东道主的邀请,参加了此次学术研讨会,并以“中国航空摄影考古新进展”为题,向各国代表介绍了中国遥感考古事业的发展情况,中心在这次会上与各国代表共同学习,互相交流遥感考古的工作经验,互相取长补短,与来自世界各地的代表建立了良好的伙伴关系。

KEY WORDS: Remote Sensing Spatial Technique The ancient sites

此次遥感考古研讨会以“遥感考古的现状与前景”为主题,内容主要包括遥感及相关学科技术在考古学研究及文化遗产调查、保护、管理等方面的应用。涉及遥感的多种方法并与地球物理及数字技术应用等多学科相结合的方法对古代遗迹的调查、探寻和古环境的分析及虚拟复原进行了综合研究。

Virtual Reality Technology Archeology

2004年10月18至21日,首届“国际遥感考古会议”在北京召开。来自15个国家的百余位代表,向大会提交论文36篇,46位学者在大会上发表了学术演讲,是迄今中国遥感考古研究领域规模最大的国际学术研讨会。

本次会议的学术成果主要可归纳为以下三个方面:

ABSTRACT: The scholars who come from fifteen nations of the world and
the UNESCO have taken part in the conference of the international remote
sensing archaeology at Beijing at Oct.18-21, 2004. The conference takes
“The spatial understanding of the information of the historical cultural
inheritance” as the topic. The content includes the application of the
remote sensing and its relative techniques in the archaeology and the
protection and management of the cultural inheritance. The scholars do
the extensive study to the technical characteristics and apply methods
of all kinds of the remote sensing into the archaeological realm. The
achievements of the seminar can induce to following three aspects: 1,
Tallied up the development progress and foregrounds of the technique of
the remote sensing in the archeological realm; 2, Inquired into the
point of the technical specification of the remote sensing and the
methodology of the archeology together; 3, reported a lot of special
subject research results of the ancient relics dealt with the remote
sensing archeology. The conference displays the significance and the
biggest potentiality of the remote sensing in the archeological realm,
and makes the function of communication and cooperation of the world in
the future.

会议以“历史文化遗产信息的空间认识”为主题,学术研讨内容主要包括遥感及相关技术在考古学研究及文化遗产保护、管理等方面的应用。涉及到的遥感手段包括航天遥感、航空遥感、地面遥感等,并与地球物理、化学及数字技术等多学科相结合方法对古代遗迹的探寻、古环境的分析和虚拟复原进行了综合研究。

一、回顾与展望多种遥感技术在考古学领域的应用与研究。英国、德国、波兰、中国等国学者分别介绍了本国遥感考古的新发现与研究新成果。

2004年10月18至21日,由中国科学院、科学技术部、教育部、国家文物局和国家自然科学基金委员会主办,中国遥感考古联合实验室承办,中国科学院遥感应用研究所、中国国家博物馆、华东师范大学、国家遥感中心及中国国土资源航空物探遥感中心协办的首届“国际遥感考古会议”在北京召开。中国科学院副院长李家洋,联合国教科文组织代表Hernandez,国家文物局副局长童明康,中国科学院陈述彭院士、童庆熹院士等出席了开幕式,并先后致辞。中国科学院院长路甬祥、科技部部长徐冠华、国家基金委主任陈宜瑜为本次会议致贺信。

本次会议的学术成果主要可归纳为以下三个方面:

二、推广遥感技术在考古学研究领域地应用。利用卫星遥感数据、航空遥感数据和高光谱、多光谱等数据,结合地面物理探测等多种方法对古代遗迹的探寻,并与地球物理、土壤化学及地理信息系统等多学科相结合对遗迹信息进行综合管理研究,对已知地面遗迹、遗物也利用遥感方法进行三维虚拟复原,探讨了遥感技术与考古学研究相结合的方法论及技术规范。会上国内外学者互相交流遥感考古新技术的应用及研究动态,以推动遥感技术在考古学研究领域的推广和应用。

新蒲京欢迎您官网 ,与会学者分别来自英国、西班牙、法国、德国、意大利、波兰、捷克、俄罗斯、美国、加拿大、尼日利亚、伊朗、印度、日本、中国等15个国家及联合国教科文组织,中国遥感考古联合实验室所属各部及十个地方工作站也派代表参加了会议。与会代表百余人,向大会提交论文36篇,46位学者在大会上发表了学术演讲,是迄今中国遥感考古研究领域规模最大的国际学术研讨会。上述论文及演讲概要收入承办方编印的《国际遥感考古会议论文集》。

一、总结了遥感技术在考古学领域应用的发展进程与前景,英国、德国、波兰、中国等国学者分别介绍了本国利用遥感技术的考古发现,并对遥感技术的进步及其在考古学研究、文化遗址的保护管理上应发挥的作用提出相应的建议。

三、报告了多项古代遗址、遗迹的遥感考古学专题研究成果,具有代表性的成果主要有:

会议以“历史文化遗产信息的空间认识”为主题,学术研讨内容主要包括遥感及相关技术在考古学研究及文化遗产保护、管理等方面的应用。涉及到的遥感手段包括航天遥感、航空遥感、地面遥感等,并与地球物理、化学及数字技术等多学科相结合方法对古代遗迹的探寻、古环境的分析和虚拟复原进行了综合研究。

二、探讨了遥感技术与考古学研究相结合的方法论及技术规范,包括利用高光谱航空遥感、多光谱卫星遥感、地面物理探测以及航空摄影等手段对古代遗迹的探寻,并与土壤化学或GIS系统等相结合对遗迹信息进行综合研究,对已知地上遗迹、遗物也利用遥感手段进行三维虚拟复原,从而使遥感技术在考古学研究领域得到广泛地应用。

激光雷达影像数据应用于考古虚拟复原的最新研究成果:爱尔兰考古项目。其一,爱尔兰博因河谷考古项目。该项目是联合国教科文组织世界遗产遗址,是欧洲最大和最重要的史前巨石艺术遗址,是爱尔兰最重要的考古专题之一。占地约780公顷,遗址位于博因河的支流鹤嘴锄北部边界。该项目采用2007年激光雷达数据,和
28-波段卫星图像,结合使用一个多层次的地理信息系统平台和地球物理调查,探索可视化的发展范围,以提高激光雷达数据影像的低调特性,在一定尺度范围内进行物探工作,以发现附近的地表和内部的考古学特点,为该项目虚拟复原建模。其二,罗斯康芒多Rathcroghan史前考古重点地区,应用该地区获得的激光雷达数据,为该地区提供更细节的空间信息,显示详细的考古学要素。

会议期间中国遥感考古联合实验室主任郭华东召集了实验室各部门及浙江、江苏、湖北、川渝、云南、河南、福州、安徽、内蒙古、陕西等工作站负责人的2004年度工作会议,总结了各部及各地建站以来的工作成果,与会者对联合实验室的建设和发展提出了积极的建议,进一步明确了联合实验室的职责及将来的任务。联合实验室研究部还提出,自2004年底开始刊行不定期刊物——《遥感考古简讯》,旨在介绍国内外遥感考古新技术的应用及研究动态,以推动遥感技术在考古学研究领域的推广和应用。

三、报告了多项古代遗址、遗迹的遥感考古学专题研究成果。

综合多种地球观测法的研究成果,主要介绍了意大利的考古进展和谷歌地球应用。意大利东北部阿奎莱亚考古项目利用遥感数据有效结合正射影像,光谱,MIVIS-
IKONOS多光谱,激光雷达数据和航拍照片及其完整的地理信息系统与其他传统的考古资料信息,为当地的考古项目和保护政策提供实际成果。由意大利外交部资助的意大利载波-噪声功率比,应用于地球观测,为国际考古学的研究和秘鲁玻利维亚文化遗产的保护和管理做出贡献。众所周知成千上万的考古遗址具有深厚的文化底蕴,散落在阿尔泰山脉山谷,草原和高原。该地区拥有丰富的人文景观,具有一个有趣的历史分层的特点。从一张50年代航拍图像,我们能够看到该地区的遗产的详细分布情况,结合激光雷达数据图像,得到足够的重叠图像,可得到该考古区域正射影像和数字高程模型。为该地区考古学文化的研究提供了科学保证。

会议闭幕式上,与会代表一致通过了为进一步加强国际交流与合作的《北京宣言》,宣言肯定了遥感技术在考古学研究中的重要作用,建议早日建立世界遗产保护国际太空技术工作组,为空间技术在自然与文化遗产的研究、保护、管理上的应用提供交流的平台,也为国际合作创造更便利的机制,大会推举郭华东研究员负责工作组的筹备工作。并商定第二届国际遥感会议将于2006年在意大利首都罗马举行,继而形成两年一届定期的国际系列会议。

来自欧洲的研究报告主要有:挪威学者利用IKONOS卫星拍摄的多谱段照片在挪威

来自英国的Jone
Peterson报告罗马Chester浅滩使用谷歌地球的方法,展示和测试。为例,显示了谷歌地球的应用,及这些系统和古罗马结构的调查。在结合遥感和地理信息系统研究领域的基础上确定了60多个中世纪考古遗址的研究领域。

本次会议的学术成果主要可归纳为以下三个方面:一、总结了遥感技术在考古学领域应用的发展进程与前景;二、探讨了遥感技术与考古学研究相结合的方法论及技术规范;三、报告了多项古代遗址、遗迹的遥感考古学专题研究成果。

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遥感数字化的典型成功例子是南约克郡考古项目和匈牙利西南部早期青铜时代数据的发现。南约克郡考古项目的目标是使用航拍照片和地球物理调查数据作为数据源为考古GIS建模。它揭示了南约克郡大面积考古的重要性,并显示考古学是多学科交叉学科。

英国、德国、波兰、中国等国学者分别介绍了本国利用遥感技术的考古发现,并对遥感技术的进步及其在考古学研究、文化遗址的保护管理上应发挥的作用提出相应的建议。

20世纪80年代初以来,匈牙利西南部的研究缺乏早期青铜时代的考古学资料。从2005开始考古学家应用磁梯度测量和电阻率成像法调查的方法,并不懈努力,终于2011年发现青铜时代早期陶片,这意味着,在青铜时代早期一个复杂的考古学文化结构在该地区存在并发展。
闭幕式上,肯定了多种遥感技术方法对考古学研究的突出贡献,肯定了空间技术为自然与文化遗产的研究、保护、管理提供交流的平台,也为国际合作创造更便利的机遇,为进一步加强国际交流与合作,会议商定第三十一届遥感考古会议将于2012年在匈牙利首都布达佩斯举行,继而形成一年一届定期的国际系列遥感考古研讨会。

各国学者对诸种遥感技术的特征及应用方法做了广泛的探讨。包括利用高光谱航空遥感、多光谱卫星遥感、地面物理探测以及航空摄影等手段对古代遗迹的探寻,并与土壤化学或GIS系统等相结合对遗迹信息进行综合研究,对已知地上遗迹、遗物也利用遥感手段进行三维虚拟复原,从而使遥感技术在考古学研究领域得到广泛地应用。

(《中国文物报》2011年10月28日第7版)

高光谱遥感是目前遥感科学技术的前沿,具有图谱合一功能并具有从可见光到热红外的一系列波段,是高度集成的遥感系统,对信息较微弱的地面及地下遗迹的识别能力高于以往的遥感技术。国际上应用高光谱遥感技术的考古勘测尚不多见,2000年美国波士顿大学与意大利学者合作在古罗马遗址做了局部的高光谱考古实验。本次会议上,中国煤炭地质总局航测遥感局的学者汇报了2003年在秦始皇陵区所作的高光谱遥感勘测成果,使用中国科学院上海技术物理研究所研制的OMIS2热红外波段提取遗迹的温度异常,及短波红外波段并配合光谱资料对获取地表土壤矿物组份及识别火烧土有显著效果。并结合全色、彩红外、热红外等多种遥感技术,对封土的高热异常、墓道的存在、阻排水渠的作用及微地貌异常的判别提供了相关数据。

南京大学学者则使用OMIS高光谱分光计对江苏西溪贝丘遗址进行航测,获得诸多有效数据。判明了贝壳有吸收典型光谱的特性,可吸收2288nm至68nm带宽的一半,含大量贝壳的泥土吸收2350nm的光谱,而普通泥土吸收2180nm的光谱,因此通过高光谱遥感可将含贝壳的泥土与普通泥土区分开来。为高光谱遥感用于贝丘遗址的探测提供了理论基础和技术方法。

多光谱卫星遥感技术主要用于资源勘探和环境检测,通过摄取同一目标的不同谱段的光谱,根据需要合成其中两个或三个谱段的底片,对其色度或密度进行数值分类、分级、分析等计算机处理,从中提起土壤、水体、地质等有效信息。挪威学者在挪威南部的一块边长11公里的正方形区域进行了多光谱遥感勘测,在遥感影像中发现了异常区域,并通过地球化学的分析发现土壤中磷酸盐等化学成分的变化区域经常与卫星遥感影像中的异常区域吻合。经地面考古调查,这些异常区域多与地下遗迹相关。目前可以获取的较高空间分辨率影像的遥感卫星有美国的IKONOS和Quickbird,其多光谱波段分辨率分别可达到4m和2.44m,这样的分辨率对古代聚落址、城址、房址、大型墓葬等所引起的土壤或植被异常识别的可能性较高。

通常用于地质勘探的物理探测法也被用于地下古代遗迹的探寻,通过大地自然物理场和人工物理场对地下岩土体及其内部包含的异常体的电阻率、速波、电磁场强度、震动、放射性强度等进行测试、分析,从而了解地下异常体的存在和结构特征,以对古代遗迹的位置、规模进行判别。南京大学的学者即提出了“高密度电阻率法”
在考古探测方面的应用,探明了新石器时代遗址中灰坑、壁垒、壕沟的显著特征。

美国科罗拉多大学则在萨尔瓦多Ceren地区运用磁力测量仪、地震仪、电磁感应仪、抵抗力和地面敏锐雷达等地球物理探测系统,发现了当地掩埋在火山灰下的村落遗迹等。

航空摄影是早期遥感考古学研究的主要手段,近年则愈来愈多地与地球物理、地球化学及三维数字影像技术相结合,对地下遗迹的探索和复原仍发挥着重要作用。德国与意大利学者在意大利南部Celone
河谷上空拍摄的彩色照片,可见耕地下层的遗迹造成显著的农作物标志,即小麦或大麦在地下有壕沟处长势较旺而形成若干绿色条带。通过GPS定位,在地表利用高分辨率磁力勘测系统对近50万平方米的范围进行勘测,以获取可反映地下遗迹构造的数据,进而判明是新时期时代的聚落遗址。

捷克学者在中欧的波希米亚地区亦通过航空摄影发现大量地下遗迹,即大麦田色泽的反差表现出地下可能存在房址、墓葬、围栏或壕沟的迹象,经考古发掘上述遗迹的存在得以证实。在轻型飞机上用普通相机拍摄彩色或全色照片即可显示农作物长势的异常。

三维数字模拟技术的应用使遥感数据转化为可视的立体图像,为遗迹的残损程度、推理复原提供了可靠的信息,进而可对其保护、修复、管理提出相应措施,并可作为环境变迁对人类活动的影响的程度做出的判断。

大学的学者利用Cyrax-2500三维激光扫描仪对庞培古城的建筑及雕塑进行扫描,使采集大规模建筑物及雕塑的三维数据成为可能,并对遗迹当前外形状况作出精确记录,为复原和保护方案的确定提供参考,并可将浮雕的三维数据输入多轴机床进行复制。

中国华东师范大学的学者则开发出可在普通PC机上运行的三维建模软件,可对小至青铜器大到建筑物进行断层扫描并分块建模,以对遗物、遗迹的复原、缺损部件的匹配及多视角展示提供便利。中科院遥感应用研究所则以其开发的数字地球系统的为基础,利用地形图、高分辨率卫星照片、历史照片和相关史料,为山海关要塞及其附近长城建立了三维数字模型,并建立多种人机互动模式,通过视窗为利用者提供宏观或微观的三维影像。

本次会议期间,来自世界各地的学者们分别介绍了各自在遥感考古领域里的研究成果,除上述技术应用的典型实验外,多数是基于诸种遥感影像对不同地区的古代遗迹的探索和保护:

来自欧洲的研究报告主要有:希腊亚里士多德大学学者对希腊马其顿地区的腓力比古城进行了三维模拟复原,希腊地球物理遥感和环境考古实验室等研究机构利用高分辨率多元电阻率法在海湾地带取得了与地下遗迹相关的诸多数据。俄国学者亦利用GIS系统和遥感影像对古代遗迹的复原和保护,并将GPR技术与航片资料、GIS系统相结合提出发现古代遗迹的有效方法。西班牙学者亦利用遥感技术,并结合孢粉学、地形学在俄罗斯奥伦堡地区发现了史前欧亚大陆规模最大的古代铜矿遗址。意大利佛罗伦萨大学学者通过罗马农场公园及约旦、土耳其的一些遗址的考古调查,总结出一些与遥感数据相对应的遗迹现象。

针对美洲的研究报告主要有:美国科罗拉多大学学者在哥斯达黎加对人类早期居址进行了探索,波士顿大学等研究机构对安第斯山脉中南部找到当地的早期政治中心,乔治华盛顿大学对美国犹他州东南部旧大陆印第安人文化遗迹的探测。

在非洲,意大利学者利用卫星影像与GIS系统对利比亚东部的昔兰尼加地区的古代遗迹进行考古绘图,英国剑桥大学学者运用卫星遥感技术在埃及中部的和德耳塔地区发现了古代遗迹。

亚洲地区遥感考古工作的开展主要集中在中国、日本、印度。本次会议上一些西方学者报告了在亚洲取得的研究成果:如德国鲁尔大学与中国山东大学合作,利用二战期间的航片结合地形图为山东临淄地区的古代遗迹建立了考古学数据系统。英国达拉谟大学学者在叙利亚的胡姆斯地区利用IKONOS和Landsat卫星遥感影像进行了古代遗迹的搜寻,并对叙利亚西部地区卫星影像对考古学研究的局限性作出评判。英国剑桥大学学者通过卫星影像判读出古代航运与灌溉渠道的变迁及古代自然环境与人类社会活动的相互作用。印度学者报告了在本国进行的遥感考古学研究,如介绍了多光谱技术探寻古代遗迹的技术和理论、GIS系统在遗址定位和保护管理上的应用。

在中国境内开展的遥感考古学研究也取得了长足的进展,多数研究成果来自国家遥感考古联合实验室及所属各工作站和部分考古研究机构,也有一些国际合作项目。许多国际上已较为成熟的或处于试验阶段的遥感技术在中国也多得以实践。仰韶文化姜寨遗址、良渚文化聚落遗址、湖北盘龙城、秦始皇陵、商丘旧河道及码头、隋代通济渠、辽中京、金界壕、南宋六陵、吉林扶余等遗址的遥感考古勘测成果都在本次会议上做了成果汇报。中国科学院遥感应用研究所、华东师范大学、太原科技大学、浙江大学等研究机构对古代遗迹、遗物及地形的三维数字模拟做了深入研究。

本次会议较为全面的探讨了遥感考古学的发展历程和广阔前景,展示了遥感技术在考古学领域应用的重要性和极大潜力,并对将来的国际合作与信息交流起到了积极的推动作用。
2005年2月7日初稿

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