新華社北京１１月１４日電（記者 彭茜 張遠(yuǎn)）曾經(jīng)，考古工作者靠著一把洛陽(yáng)鏟行走天下。但現(xiàn)在，遙感信息、虛擬現(xiàn)實(shí)、無(wú)人機(jī)等先進(jìn)技術(shù)開(kāi)始在考古發(fā)掘和文物修復(fù)中大顯身手，幫助考古工作者由表及里還原歷史真實(shí)。

工欲善其事，必先利其器。在“一帶一路”的考古中，這些“黑科技”也成為中國(guó)考古“走出去”的利器，受到各國(guó)同行的重視和青睞。

精準(zhǔn)“破案”

在新疆塔里木盆地東南緣口曾有一座叫米蘭的古城。作為絲綢之路南道重鎮(zhèn)，它在漢代是樓蘭前往于闐的中轉(zhuǎn)綠洲城鎮(zhèn)，也是通向中亞的通道，商旅往來(lái)如織。

米蘭古城的漢代屯田系統(tǒng)是這個(gè)城鎮(zhèn)興衰的見(jiàn)證。《漢書(shū)·西域傳·鄯善國(guó)》記載，它在西漢時(shí)為西域樓蘭國(guó)的伊循城。漢昭帝于元鳳四年（公元前７７年）應(yīng)鄯善王（古樓蘭國(guó)）尉屠耆請(qǐng)求派軍隊(duì)到此屯田積谷。

中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所研究員、聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際自然與文化遺產(chǎn)空間技術(shù)中心副主任王心源說(shuō)，縱觀我國(guó)西北兩千多年的屯墾史，屯田興則西域興，邊疆得到迅速開(kāi)發(fā)；當(dāng)屯田廢弛，邊疆多會(huì)走向不安寧，絲綢之路阻絕。

“作為商貿(mào)通道網(wǎng)絡(luò)的絲綢之路，其系統(tǒng)功能構(gòu)成總體可分為交通、防御與補(bǔ)給子系統(tǒng)。三個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作才構(gòu)成了曾經(jīng)車(chē)水馬龍、晝夜不息的絲綢之路，而米蘭屯田兼有這三個(gè)子系統(tǒng)的功能，”王心源說(shuō)。

只不過(guò)經(jīng)過(guò)千年風(fēng)沙侵蝕，屯田早已消失不見(jiàn)，只留下溝渠訴說(shuō)歷史。中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所的團(tuán)隊(duì)利用“遙感考古”技術(shù)，基于高分辨率衛(wèi)星圖像，通過(guò)人機(jī)交互解譯，于２０１５年４月從全局尺度揭示了米蘭古屯田灌溉系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。

遙感影像中，茫茫戈壁上有一個(gè)由一條干渠、７條支渠和大量斗渠、毛渠組成的灌溉系統(tǒng)，灌溉范圍東西長(zhǎng)約６公里，南北寬約５公里。王心源說(shuō)，米蘭屯田灌溉渠系是中國(guó)古代西北邊疆綠洲農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)的典型案例，更是米蘭古屯田的核心組成部分，象征著曾經(jīng)高度發(fā)達(dá)的綠洲農(nóng)耕文明。

遙感考古像“破案”：先發(fā)現(xiàn)疑似地點(diǎn)的線索，文物考古再跟進(jìn)發(fā)掘，前期“案頭工作”更為重要。王心源率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)先做了充分的遙感影像采集、處理與解譯，通過(guò)對(duì)ＮＤＶＩ植被指數(shù)等分析，并與《史記》《漢書(shū)》及斯坦因的《亞洲腹地考古圖記》等歷史文獻(xiàn)比對(duì)，確認(rèn)疑似區(qū)域，并在遙感影像的精準(zhǔn)導(dǎo)航下，對(duì)疑似遺址點(diǎn)實(shí)地勘探驗(yàn)證。

研究團(tuán)隊(duì)還新發(fā)現(xiàn)一個(gè)橢圓形的米蘭古綠洲，遙感估算當(dāng)時(shí)可供利用的綠洲資源達(dá)８０００至１００００公頃。米蘭屯田的景觀格局對(duì)全球氣候變化十分敏感，屯田灌溉水源主要來(lái)自發(fā)源于青藏高原北部阿爾金山的米蘭河，由冰雪融水補(bǔ)給。全球變暖讓青藏高原冰川后退、雪線上移，造成了米蘭屯田和鄰近綠洲的歷史演變，這意味著空間考古可以提供比單純遺址考古更全面的環(huán)境變遷研究。

“古絲綢之路是一個(gè)龐大的路網(wǎng)系統(tǒng)，是大型的‘線性’遺產(chǎn)，具有空間范圍廣、沿線環(huán)境復(fù)雜、有的地方人跡罕至、環(huán)境變化快等特點(diǎn)，因此需要對(duì)沿線文化遺產(chǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的研究、監(jiān)測(cè)與保護(hù)，”王心源說(shuō)。在遙感考古基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的空間考古技術(shù)，融合了遙感、ＧＰＳ和地理信息技術(shù)等空間信息技術(shù)，在應(yīng)對(duì)“一帶一路”多樣的地理環(huán)境、復(fù)雜的遺產(chǎn)狀態(tài)方面大有用武之地。

自２０１２年開(kāi)始，中科院遙感與數(shù)字地球研究所利用空間考古技術(shù)參與絲綢之路沿線考古，于２０１３年在河西走廊西端的絲綢之路瓜州－沙州段遙感考古中一次性發(fā)現(xiàn)６處古城遺址。而此前考古工作者用了近十年時(shí)間才在戈壁灘找到巴州古城。

這樣精準(zhǔn)高效的考古技術(shù)正在走向世界。中科院遙感與數(shù)字地球研究所的空間考古技術(shù)參與了柬埔寨吳哥窟的遺產(chǎn)保護(hù)。明年上半年，團(tuán)隊(duì)還將前往突尼斯，參與羅馬帝國(guó)路網(wǎng)系統(tǒng)和驛站的遙感考古合作研究。

立體記錄

古絲綢之路龐大的路網(wǎng)系統(tǒng)，肇始于張騫出使西域。兩千多年前，漢武帝派張騫向西尋找大月氏國(guó)共同抗擊匈奴，古絲綢之路由此開(kāi)啟。

如今，中國(guó)考古工作者利用現(xiàn)代考古手段追尋大月氏人西遷足跡，從河西走廊直至烏茲別克斯坦的撒馬爾罕。在三維掃描技術(shù)的立體記錄下，他們正一步步揭開(kāi)大月氏和古絲綢之路的神秘面紗。

就在今年７月底，中烏聯(lián)合考古隊(duì)成功在撒馬爾罕市西南２０公里的薩扎干遺址發(fā)掘出一座距今兩千年前的康居（中亞古國(guó)）貴族墓葬。專(zhuān)家認(rèn)為，由于這一墓葬地處康居勢(shì)力范圍的南緣，有助于進(jìn)一步確定大月氏勢(shì)力范圍的北界。

參與發(fā)掘的西北大學(xué)絲綢之路研究院考古學(xué)首席專(zhuān)家王建新教授說(shuō)，這座大型貴族雙墓，僅封土直徑就有４０多米。一男一女在墓中分室而葬，兩墓間有通道相連。主墓的女性身上裝飾著黃金鑲嵌綠松石的首飾，被考古人員稱(chēng)為“薩扎干公主”。

發(fā)掘“薩扎干公主”的整個(gè)過(guò)程都被三維掃描技術(shù)精確記錄下來(lái)。傳統(tǒng)考古手段多是通過(guò)攝影、攝像甚至手繪來(lái)記錄挖掘現(xiàn)場(chǎng)，而三維掃描技術(shù)則是一種數(shù)字化、立體的全方位記錄，對(duì)考古發(fā)掘的每個(gè)重要節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行高精確度掃描記錄，為考古現(xiàn)場(chǎng)留下“立體影像”。無(wú)人機(jī)技術(shù)也被用于立體記錄考古現(xiàn)場(chǎng)的一些小場(chǎng)面。

“從我們對(duì)遺址的發(fā)掘過(guò)程到出土物的記錄全是三維的，而不僅僅是拍照和繪圖。這種三維化的記錄，讓我們最后對(duì)成果的認(rèn)識(shí)和分析都和以前不同，”王建新說(shuō)。在遺址現(xiàn)場(chǎng)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)布設(shè)靶標(biāo)，利用三維激光掃描儀準(zhǔn)確、直觀地記錄下了考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)遺跡、遺物的三維空間分布狀態(tài)，為后期分析積累了寶貴的“大數(shù)據(jù)”。

王建新說(shuō)：“我們所用的技術(shù)，烏茲別克斯坦考古工作者是頭一次見(jiàn)到，給他們帶來(lái)從技術(shù)到理念的新東西，得到了他們的認(rèn)可和支持，是互利共贏的?！?/p>

再現(xiàn)歷史

三維掃描技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（ＶＲ）結(jié)合，可以產(chǎn)生“時(shí)光機(jī)”般的效果，還原遺址的初始狀態(tài)。戴上ＶＲ眼鏡，公眾將一睹絲路沿線軍事重鎮(zhèn)通古斯巴西城千年前的輝煌。

通古斯巴西城位于新疆新和縣，地處渭干河沖積平原邊緣，曾是唐代安西大都護(hù)府治下的軍屯中心。歷經(jīng)千年風(fēng)霜，高大的土質(zhì)城垣依然在地平線上巍然佇立，但已坍圮傾頹。城內(nèi)長(zhǎng)滿(mǎn)紅柳，還曾因廢棄已久而野豬泛濫，“通古斯巴西”就是維吾爾語(yǔ)“野豬首”之義。

自２０１３年開(kāi)始，北京大學(xué)考古文博學(xué)院研究員陳凌開(kāi)始帶隊(duì)進(jìn)行通古斯巴西城的考古發(fā)掘工作，基本探明了全城形制布局和建城順序。城略呈方形，南北長(zhǎng)約２５０米，東西寬約２３０米，面積約５．７５萬(wàn)平方米，四角殘存四座高大角樓。

“中國(guó)遺址跟歐美不一樣，希臘、羅馬都是好看的石頭城，而絲路沿線很多遺址看起來(lái)是‘土疙瘩’。如果文化修養(yǎng)很高，會(huì)有‘西風(fēng)殘照，漢家陵闕’的感覺(jué)，但一般百姓很難體會(huì)到遺址的可觀賞性。這就需要借助技術(shù)手段作展示，”陳凌說(shuō)。

在陳凌看來(lái)，遺址未動(dòng)土的狀態(tài)，“既是考古工作的起點(diǎn)，也是古代歷史的終點(diǎn)”。因此，考古團(tuán)隊(duì)進(jìn)行逐層三維掃描，在發(fā)掘過(guò)程中不停進(jìn)行三維重建，累積遺址從沒(méi)挖到被發(fā)掘完畢的狀態(tài)，便于向觀眾展示一步步的挖掘過(guò)程，還可在未來(lái)通過(guò)“逆過(guò)程”向觀眾還原遺址被發(fā)掘前的原貌。

陳凌團(tuán)隊(duì)還在考古現(xiàn)場(chǎng)積累拍攝用于虛擬現(xiàn)實(shí)（ＶＲ）眼鏡的內(nèi)容素材。遺址周邊環(huán)境復(fù)雜，在城內(nèi)參觀路線有限，戴上ＶＲ眼鏡后，便可隨意觀望，細(xì)探虛擬重建出的通古斯巴西城。城中倉(cāng)儲(chǔ)、居住、守衛(wèi)各有區(qū)域；北甕城的佛寺中，佛頭螺髻和菩薩裙擺的細(xì)節(jié)都纖毫畢現(xiàn)；遠(yuǎn)望之下，四條烽燧線會(huì)集于斯，侵略者當(dāng)年為何選擇這條路線也可了然于胸。

“我們現(xiàn)在做的是力圖突破單點(diǎn)，對(duì)周邊地理環(huán)境做整體釋義。比如古代旅行者為什么選擇絲綢之路的這條路線，因?yàn)橐粋?cè)是寸草不生的茫茫干山，一側(cè)是塔克拉瑪干沙漠，唯有沿著塔里木河的河道走，才便于給養(yǎng)，”陳凌說(shuō)。他希望未來(lái)建成一座體驗(yàn)館，把重建還原的歷史信息和考古過(guò)程展現(xiàn)給參觀者，讓其對(duì)整個(gè)空間和城址歷史有較完整把握，也有利于提高大眾對(duì)于遺址的保護(hù)意識(shí)。

“考古‘走出去’的工作其實(shí)就是把中國(guó)幾十年來(lái)形成的這套行之有效的方法讓外界了解。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為世界考古俄羅斯最強(qiáng)，法國(guó)、意大利次之，現(xiàn)在國(guó)際合作多了，才發(fā)現(xiàn)我們用的很多科技和傳統(tǒng)考古手段，他們想都想不到，”陳凌說(shuō)。