航空遥感考古前景

本文作者：雷生霖 单位：中国国家博物馆

内蒙古自治区独特的地理环境和考古人员的积极参与使得内蒙古自治区的航空遥感考古工作一直走在全国的前列。1997年，中国历史博物馆遥感与航空摄影考古中心与内蒙古文物考古研究所和赤峰市文博单位合作，在内蒙古东部区开展了航空摄影考古工作，对辽上京、辽中京、祖陵、祖州城、庆陵、庆州城、元应昌路、元上都、金边堡及城址、陵墓和大型军事防御设施等古代遗存进行了大规模的航空勘察，采集了一批珍贵的影像资料，并出版了《内蒙古东部航空摄影报告集》，该书成为我国航空摄影考古和内蒙古航空遥感考古成熟的一个标志。2004年，内蒙古自治区在内蒙古文物考古研究所成立了内蒙古遥感考古工作站，之后与中国国家博物馆航空遥感考古中心在内蒙古西部地区进行了较多的工作，对西部地区的居延遗址、包头和清水河等地的一些古城、烽燧和边堡等大型遗址进行了一次航空摄影，为内蒙古地区的航空遥感考古奠定了坚实的基础。然而，这几次大规模的航空遥感考古的重点是对已发现的古城址、古遗址或古陵墓进行的一次有目的航空摄影考古。主要是为了从不同的视角来观察和了解这些大遗址、大陵墓的全貌、规模及与周边环境的关系，只是弥补了一些从地面调查和测绘中无法了解的现象，并未发挥航空遥感考古的优势。为了将内蒙古自治区航空遥感考古工作推向深入，中国国家历史博物馆航空遥感考古中心与内蒙古文物考古研究所合作，开展了一次针对一个区域的全方位的航空遥感考古调查工作。我们选择了内蒙古自治区文物考古研究所“浑河下游地区区域性考古调查”这个项目，以这个项目的地面调查资料为基础，从航空考古的角度进行一次全方位、多角度可深入性研究的调查工作，希望将这一区域地面调查资料的研究价值扩大化。

一、工作背景和工作方法

1.工作背景

浑河下游区域性考古调查是2004-2005年内蒙古自治区文物考古研究所为了配合《河套地区先秦两汉时期人类文化、生业与环境》项目，选择内蒙古中南部呼和浩特市清水河县境内的浑河下游地区和准格尔旗境内共280平方公里的区域进行的一次大规模的区域性考古调查（图一；图版一一，3）。调查中发现遗址点共367处，时代从仰韶文化早期———两汉时期，部分还见有辽金、明清时期。通过文字、照片、测绘图和采集遗物等手段记录下了遗址点地理位置、周边环境、地表环境、遗址保存状况和遗迹遗物的一些情况，获得了一批详细而科学的调查资料。此次调查不仅为发掘提供了基础资料，更为研究本地区生态环境的变迁、生业的发展变迁、聚落形态的发展以及社会结构的发展等方面提供了基础资料。

2.工作方法

针对这次航空考古调查的特殊性，参与航空考古的双方工作人员与实施本次航空考古的中国国家测绘研究所的人员进行了沟通，将预期要达到的目标、工作中出现的问题和后期研究工作中的一些设想、目的和意义进行了沟通，遂于2010年制定了详细的计划。希望航空摄影考古能和地面踏查资料结合起来，打破地面踏查的局限，且将航空摄影考古的优势发挥出来。根据要求，我们首次采用了立体影像和成图软件的应用，采用了航空影像区域立体快速解译系统（TOPStereo），成功实现了对大范围多航带立体模型的整体连接，使“立体测图”测绘技术演变成为一种新型的客观真实地形展示技术，从而能够满足我们对真实三维地理数据的强烈需求。

3.工作历程

2010年5月项目开始正式进行，国家博物馆遥感考古中心和内蒙古文物考古研究所的负责人对飞行区域的划定、天气和飞行模式等进行了研究并制定了有序的计划。2010年7月，双方委托中测新图（北京）遥感技术有限公司对调查区域开始进行飞行，采用无人机低空航测遥感系统，这一系统所具有的机动性、高精度和低成本等优势，在内蒙古地区的航空摄影考古中为首次应用。因为属于无人机飞行，所以要对航线进行程序设定，要选择气候和植被都最佳的时间段进行。遂于7月份至8月初完成了调查区域内所有的飞行任务。2010年8月开始至年底，对飞行的所有航线的航片开始整理、统计，编入数据库。并利用航空影像区域立体快速解译系统（TOPStereo），成功实现了对调查区域内多航带立体模型的整体拼接。通过顺利完成对浑河下游地区的航摄任务，无人机低空数码遥感系统再次经受住了实践的考验，顺利的完成1：2000成图比例尺的数字航空摄影，成功实现了连续立体模型观测解译系统辅助考古专业技术人员分析，开启了无人机应用于考古工作的新篇章。

二、区域性航空考古发现的若干新问题

1.航片和立体视图中所见的石城址地面调查中所发现的石城需要图片、测绘图和文字等才能对其进行全方位的了解，但是还是不够直观。本次航空考古所进行的垂直面影像图可了解石城的地理位置、控制范围、周边的地貌和环境，通过立体视图还可切身体验到石城周边的沟壑、水源与石墙的高度以及城内一些地面很难发现的现象。目前，本区域发现的石城皆为阿善三期文化和永兴店文化时期的。阿善三期文化的石城整体面积较小，与阿善三期文化的一般聚落相比较大，且所处位置也并不突出（图二）。从石城的布局和城墙的结构来看，不见瓮城、马面等设施，防御性能明显较弱。这些石城从航片上清晰可见，皆位于河流两岸较小的台地之上，个别石城的地理位置极其特殊，明显不具有居住的条件。如225号石城，处于黄河西岸拐弯处的一个圆形山顶之上，由两道石墙组成，中心有台基，至今还有山神庙的存在。这个石城从航片的观察来看，地理位置以及石城的建筑方式显然不适于人类居住，祭祀性质较强（图版一一，1）；233号遗址位于浑河向北拐弯的临河山体之上，从航片来看，整个遗址最适于居住的平缓地带不见石墙，而在紧挨浑河东岸的坡体下方筑有两三道石墙，所以这个石墙的功能显然与防御无关，更大的可能是保障聚落安全的防洪设施（图版一一，2）。永兴店文化的石城大多选在原先阿善三期文化的石城周边地区（图三），如位于浑河南岸的061号石城选在064号石城西部相邻的山体之上，规模变大且出现了马面、城门等复杂的防御设施（图版一二，1），此外还在浑河北岸正对的山体之上建成了本区域最大的278号后城咀石城（图版一二，3、4），与061号石城隔河相对，显然成为这一时期的一个中心聚落群。浑河南岸、黄河东岸的一处较大的石城351号下塔石城，其南北两侧毗邻深沟，东部仅存有极为狭窄的区域可供出入。通过发掘也表明，这一石城的地理选择极为讲究，东部狭窄的通道上方的坡体处可见结构复杂的石墙、夯土墙和马面、城门等。103号石城也是在225号和090号石城周边营建。这一阶段，仅发现278-061两岸相对的石城一组。以上情况表明，这一区域内区别于一般遗址的石城的出现可早到阿善三期文化偏晚阶段，晚期的石城大多选择在这一阶段出现的石城周边。另外，在几处阿善三期文化的石城中发现有永兴店文化的遗存，表明还存在着永兴店文化大多延用阿善三期文化石城的可能。如果这种可能被证实的话，永兴店文化的石城还存在着在河流两岸两两相对出现的现象。而这种现象还有待于在今后的地面复查或发掘中得到解决。