高效定位技术在考古学中应用展望

李桂花

摘要：常规的考古探测手段，往往耗时、普查难度大，不能准确的识别文物位置。采用高效的定位技术可以提高考古遗址和文物探查的准确度和速度。现今使用的高效定位技术是基于物理空间关系知识、多源信息符合探查的思路。本文通过简介高效定位技术如高光谱遥感技术、高精度水下导航定位技术、图像处理的数码相机定位技术矫形定位、田野考古GIS数据模型以及用于空间定位的电磁跟踪系统等在考古学中的应用，并就上述应用实例作一高效定位技术在考古学中的应用展望，为更好的发展考古学提供新的思路，表明高效定位技术在考古学中有广阔的应用前景。

关键词：高效定位技术；遥感；导航定位；田野考古GIS；考古学

传统探查考古的方法为徒步调查、钻探、挖掘等手段，主要是依靠人工，需要经验较为丰富的考古学家。缺点为工作量大、耗时费事，受自然条件的限制，有时即使花费较长时间也无法准确找到文物或遗址位置和范围[1]。

高效定位技术，主要为3S技术，即为遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）的总称。该技术支持的考古是以遥感、全球定位系统、地理信息系统为基础，不直接接触对象本身，利用卫星、飞机、升空气球等不同遥感平台上的传感器接收考古对象的电磁波信息，结合全球定位系统空间定位，获取的数据经地理信息系统存储、处理分析后，得到目标对象的信息以及传统考古无法获得的潜在信息和弱信息，从而快速地探明地面目标的位置、形状、范围、分布等状况[2-3]。

本文主要介绍高光谱遥感技术、高精度水下导航定位技术、图像处理的数码相机定位技术以及田野考古GIS数据模型等在考古学中的应用实例，并对上述定位技术在考古学中应用做一展望，表明高效定位技术在考古学中有广阔的应用前景。

一、高光谱遥感技术

高光谱遥感与以往遥感技术相比，具有图谱合一的特征和从可见光到热红外的一系列波段，是一种综合性的遥感技术手段。文物遗存在地面的信息一般比较微弱，高光谱遥感具有识别微弱信息和定量探测的优势，同时遥感是一种快速、有效的无损探测方法，在探测、编录、区分地表和浅表文物考古信息中已显示了突出的作用[4]。

高光谱遥感技术在考古学的应用是很有前景的，例如美国波士顿大学与意大利的考古人员于2000年联合在罗马遗址开展过一次高光谱遥感考古实验；2003年3月中国考古学家采用这一技术用于秦始皇陵区的考古发现研究，获得陵区60 km2 高光谱日、夜航飞行，获得日航64 个波段、夜航1 个热红外波段共7G 数据量，进行温度- 湿度、温度- 光谱、地表温度-浅层温度等定量分析，拟合数学模型，最后采用常规图像处理方法和高光谱图像处理方法提取文物遗存信息[5]。采用这一技术确认了秦始皇陵园封土堆下向西的墓道确实存在、阻排水渠的分布和控制范围和封土堆上出现的高热异常分布区[6]。

二、高精度水下导航定位技术

高精度水下导航定位技术在考古学中应用主要在于考古打捞，因为考古打捞与其他水下工程的导航定位技术相比，要充分考虑水下文物的完整.尤其是需要将文物的一些分散、易碎的东西一体化保护。考古打捞具有精度要求高、抗干扰性要强、实时性、不可重复性、可操作性等特点[7]。而高精度的海洋导航定位设备满意了这些需求，目前逐步应用到考古打捞工作中，参与打捞的实时定位、监控.指导打捞船舶对沉井的下沉和升起等工作。高精度水下导航定位技术采用GPS天线接受卫星信号，采用超短基线转换器进行内置光纤罗经校正，并安装超短基线信标，保证声脉冲发射和返回信号不被遮挡。

三、圖像处理的数码相机定位技术

数码相机定位是指用数码相机摄制物体的相片确定物体表面某些特征点的位置[8]。这一图像识别和物体定位技术已经进入数字化技术，主要用于考古测绘领域。虽然手工绘图依旧是取得考古现场第一手资料的基本方法，但是较为先进的电子技术被更为频繁的使用，如航拍，遥感测绘，GPS定位系统和数码拍摄，采用图像处理的数码相机定位技术，为今后的考古资料数字化提供便利和必要的前期准备。

四、田野考古GIS数据模型

地理信息系统（GIS）作为3S技术之一，具有强大的空间信息处理和分析功能，它提供的数据采集、存储、管理和分析工具可以解决田野考古中数据获取、数据共享、数据资料整合困难等问题[9]。这一技术多用于田野考古，是研究人类历史而进行实地考察、获取实物资料的重要手段。

目前田野考古多采用手绘二维平面图，这一方式的缺点为数据粗糙，数据不充分，无法实现数据共享。而GIS技术对数据进行科学化、规范化，信息化的管理，将冗余、未充分利用的数据整合为有价值的、实用的数据，加速了田野考古信息化的进程。

五、结论与展望

高效定位技术为考古学研究提供了更为准确、快速的定位方法、更加快速的数据获取方式，比常规的田野挖掘更节省时间、获取更丰富的信息，也为古人类空间的利用和过去人与自然的相互作用产生全新的思路。除了上述介绍的定位技术外，还有地基遥感技术、磁力测定、电阻率/磁导率方法、探地雷达、磁化率勘测等先进技术，更有航空激光高度计、航空热红外仪、星载多光谱、星载雷达等先进仪器，对于考古科学化、信息化、数据化提供强大支持，有助于考古工作取得事半功倍的效果。

（作者单位：榆林市文物保护研究所）endprint