基于水下文物的控制实验研究

余万勤

摘要：水下文物是不可再生的文化资源，保护并继承这些珍贵的文物，深度挖掘其科学价值和艺术价值，不但是弘扬中华民族优秀文化，提高民族凝聚力的迫切需求，更是全面落实我国海洋发展战略的关键途径。到目前为止，我国的水下文物保护工作仍然存在许多问题，需要对现有的科学技术的进行完善优化，更好的为水下文物的探测与保护提供技术支撑。基于水下文物的控制实验研究，其目的就是选择较为合适的材料或者设备，将其沉入海底，之后利用检验仪器来对已知物体的成像进行比对分析。通过本次的实验分析，可以为日后的水下文物探测工作提供科学参考，并且对于水下文物精密影像的形成有着重要作用。

关键词：水下文化;控制实验;影像形成

近年来，随着国民经济的稳定发展，海洋战略地位逐渐提高。为了进一步开发海洋资源，世界各国纷纷展开科学研究，在保障海洋生态的前提下最大程度的开展海洋资源。作为海洋资源中的重要组成部分，如何更好的开展利用水下文化遗产成为社会各界的强烈关注。另外，在海洋经济高效发展的同时，生态环境却不断恶化，影响水下文化遗产的因素逐渐增多。海洋世界与陆地有着明显差异，声光条件非常差，只是依靠机器人或者潜水员下水操作，探测效率比较低。引入先进技术，融入到海洋资源考古勘探中，能够为水下文物调查分析提供重要依据，从而推动我国海洋战略的健康发展。

一、基于水下文物的控制实验的意义

海洋环境存在许多的未知危险，而且作业成本比较较大，怎样迅速确定调查对象是考古人员的首要任务。通常情况下，有些信息是从渔业生产或者盗掘盗捞等方面获得，能够较快的进行定位，以最快的速度进入到文物抢救工作。但是随着时间的推移，这种沉船线索逐渐较少，为提高作业效率，应该采取有效措施及时从被动考古挖掘转为主动规划保护，这也是作为一个考古工作者一个必须思考的问题。传统意义上进行水下文物调查工作就是发掘发现那些沉没在大海中的历史古迹。在上世纪五十年代，美国考古学者首次提出水下考古的概念。从这时起，水下考古已经从简单的发现勘察变为深层次的了解观察文化古迹遗址。吸取国外考古经验，我国的水下考古工作也可以按照探测技术、作业方法和分析手段的研究思路。一味的探索发现无法满足现阶段的考古需求，对于我国的海洋考古事业发展也有着不利影响。目前，对于我国海洋考古来说，用于水下遗迹探索的勘探仪器的精确度需要进一步完善优化，而且针对现行技术手段的应用效果的评价分析同样需要得到强化。在对水下文物的位置信息进行捕捉识别以及对信号的分离等技术也需要进一步改进。

二、水下考古实验控制的研究进展

实验考古学涵盖范围非常广泛，比如基于地表平面所开展的建筑复原以及建筑破坏过程研究、器物制作技术和功能的推理实验以及资源管理的全程实验等。考古实验控制研究起源于陆地考古学，在1970年，由美观学者建立两个人为可控的考古试验地，从而进行探测技术和目标对象的之间的定量关系，基于此，促进了当时考古探测技术以及探测装备的革新进步。如下图1所示，为可控式人工考古试验场。当场地建成以后，许多工业机构或者高等院校都在此进行了设备测试研究，不但推动了考古行业的物理技术发展，还对考古业自身的发展有着积极作用。

在我国，借鉴国外科研经验后开始自主研发，在进入二十一世纪以后，逐渐设计出可控式考古建筑模型福建试验场所，结合目前已經发现的文化遗址类型将试验场划分为作坊类、灰坑类、墓葬类以及居址类等，在这些类型选择特点较为鲜明的遗迹按照1：1的比例进行复建，尽可能做到百分百还原，当模型建设后，需要将地下遗迹模型和半地下遗迹模型用土进行掩埋，为日后的探测分析做出准备[1]。如下图2所示，为人工试验场所调查。利用海洋物探装置会受到多方面因素的营销，比如声学干扰、电噪声等，有些干扰采取措施可以消减，但是有一部分难以克服，对工作开展增加难度。由于航洋复杂环境对声学图像的采集工作带来诸多干扰因素，导致影像出现失真、存在缺陷等问题，而且原本的对比度和分辨率要需要利用控制实验来进行二次识别。

针对水下文物探测中比较常见的侧扫声呐进行研究，发展至今，还有许多考古人员对其存知识误区。首先，使用者了解到侧扫声呐的用途，但是对于经过考古研究后的遗址残留的后向散射特性了解甚少。其二，工作者对声呐系统认知存在差错，标准侧扫声呐的分辨率比较低，但是因为分辨率和传感器相应和调查条件等有着内在联系，所以在实际勘察中，很难分辨0.05米的目标对象。第三，该误区存在于侧扫声呐应用比较广泛的海洋探测领域。例如像失事飞机或者沉船等都基于原物体的某一特征，体积庞大。但像是人工礁石、网箱养殖等都可以依靠分布特点来进行推理判断。利用侧扫声呐来探测现代沉船等物体，所检测到的都是一些零散事物，对于考古工作有着较大的挑战性。

三、水下实验控制考古展望

对于我国海洋考古探测研究来说，因为现代化的人工建筑数量不断增多，而且海洋地形环境复杂多变，导致海洋声学解读工作难度较大。所以，海洋考古研究的成功与否在一定程度上取决于探测人员的技术水平和作业经验。除此之外，在近岸海域中，例如船舶航行安全问题、海洋深度问题以及地形环境等因素，都导致探测仪器的应用困难，并且加大了数据解读的难度。在这个情况下，很容易将自然地物解释为沉船遗迹，或者将其作为干扰因素而选择放弃探测。相信随着科学技术的不断发展，我国科研实力稳定提高，终有一天可以制定出更为合理有效的物理勘探调查方式，进而推动我国水下文化遗迹的考古工作的健康发展。

四、结论

总而言之，开展水下控制实验工作不单单只是为了对海洋文物遗址的探测工作，更为重要的是为水下文化遗迹的管理提供惊喜的影像数据，从而了解这些珍贵历史遗迹的形成过程并为日后的遗址复建奠定基础，这才是开展海洋考古研究的意义所在。

参考文献：

[1]胡毅，丁见祥，房旭东，等.基于水下文物控制实验的海洋地球物理声学研究进展[J].地球科学进展，2019（10）.