[科普中国]-中国利用遥感技术发现丝路考古遗存

突尼斯位于古代海上丝绸之路的西端，是古罗马时期重要的海上贸易港口枢纽。

4月19日，“一带一路”突尼斯遥感考古召开新闻发布会，中国科学院遥感与数字地球研究所王心源研究员所带领的空间考古研究团队，在中国科学院A类先导科技专项“地球大数据科学工程”第三项目“数字一带一路”的资助支持下，执行“数字丝路”国际科学计划世界遗产工作组（DBAR- Heritage）非洲研究计划，联合突尼斯、意大利、巴基斯坦的科学家利用空间考古技术与方法，在丝绸之路西端突尼斯发现10处古罗马时期考古遗存。

这是中国科学家利用遥感技术在中国境外首次发现考古遗址，这些遗存揭示了古罗马时期南线军事防御系统的布局与农业灌溉系统的结构。

实地验证灌溉系统遗址（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

王心源研究员与突尼斯专家就遗址地表进行讨论（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

王心源研究员与意大利考古专家实地验证边墙遗址（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

突尼斯南部遥感考古新发现10处遗址点：1、2 为军事堡垒（Forts），3、4、5为边墙（Limes），6、7、8为水窖，9为农业灌溉系统，10为墓葬。（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

随着遥感技术在国民经济多个领域的广泛应用，越来越多地融入到老百姓的生活中，遥感技术也从“高大上”走入了寻常百姓家，遥感与考古也完成完美“合体”。此次发现利用的空间考古技术到底是啥？它究竟有什么特点？

说到空间考古，不能不先从遥感考古说起。

遥感考古：能“入地”也能“上天”

遥感考古，顾名思义就是利用遥感技术从事考古研究。严格来讲，是指利用遥感对遗留于田野的人类过去活动遗迹与遗物进行探测、识别与发现的一种新的无损考古探测技术与方法。

从1906年在军用热气球上拍摄到英国史前巨石阵遗址作为遥感考古的发端，到20世纪20年代提出航空考古勘察和航片分析成为遥感考古发展里程碑，以及随着20世纪70年代利用卫星遥感获得考古信息的大量应用，遥感考古逐渐成为考古研究领域必备且常用的探测技术与方法。

遥感考古具有全局、直观、周期性强、覆盖范围大的特点。相对于传统的野外考古而言，遥感考古具有成本优势，能节省人力物力，并且在环境变迁与人类活动关系的研究中能发挥更大作用。

同时,遥感考古可以把地表上看到的貌似不相关的遗迹联系起来，对于在大尺度、大范围上解决大型线性遗迹保护与认知具有重要作用，对考古学的系统性研究有重要意义。

另外，遥感技术在干旱区考古调查中具有独特的技术优势和广泛的应用前景，是考古学发展的新增长点。其与考古学、历史学、地学等的有效结合，能够为丝绸之路古城镇、古绿洲、古水系、古道路，以及区域社会经济文化变迁的研究，提供科学的手段。

此次由王心源研究员所带领的空间考古研究团队根据史料、考古资料、学术文献等记载，依靠多年经验的积累，准确聚焦“靶区”——突尼斯中南部，地处荒漠，地表干扰较少的特征非常有利于遥感考古发挥其独特优势。

突尼斯中南部荒漠地貌（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

不过，遥感考古绝非是仅仅发现考古目标就“大功告成”。作为一种现代科学技术与方法，遥感技术正在与其他技术、方法与理论，如地理信息系统技术、全球导航卫星系统定位技术、环境考古等，相结合，扩大其“发现”的价值，形成一套新的研究技术与方法范式，继而建立空间考古新学科。

空间考古：遥感考古的继承与发展

为扩大遥感考古的研究深度与应用广度，遥感技术要和与其直接相关的空间信息技术进行联系。

空间信息技术是包括遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统在内的、结合计算机技术和通讯技术进行的空间数据采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用等系列的方法与技术。

事实上，在今天的西方田野考古调查中，遥感再也不是单纯地用来寻找、发现古代遗迹或现象，更重要的是遥感技术已经实现了与地理信息系统、全球卫星定位系统以及地球物理方法等其他相关技术的交叉整合，综合服务于以景观考古学为理论支持的考古学研究和以文化遗产学为服务对象的文化遗产管理或文化资源管理。

图像处理分析+实地调研，历经2年终成功

此次联合考古历经2年，2016年3月，科学家开始进行室内遥感图像处理以及解译分析，进而发现目标物——疑似遗址点，然后分别于2017年4月、11月和2018年4月与当地考古专家联合进行实地调研与验证，最后在突尼斯南部确定空间考古新发现10处古罗马时期遗存，包括边墙3段（Limes）、军事堡垒（Forts）2个，以及农业灌溉系统1处、水窖3处、墓葬1处。这些考古遗存形成证据链条反映出古罗马时期帝国南部边疆的军事防御体系。

边墙遗址（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

古罗马军事堡垒（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

水窖遗址（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

灌溉系统遗址，蓝色引水坝，红色为拦水坝（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

黄圈为新发现古墓葬遗址，红框为已知堡垒遗址（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

其中，边墙与堡垒用于防守和保护边界，阻挡来自南部和西部的游牧民的侵扰；农业灌溉系统以及储存淡水的水窖用于保障边界军民的粮食生产与生活需要。

下面，请欣赏一下此次考古新发现的航拍视频：

（视频素材来源：中国科学院遥感与数字地球研究所，中国科普博览制作）

这次主要应用高分一号、高分二号、高分三号卫星和哨兵二号卫星等高分辨率卫星的遥感数据等，并结合史料信息与古地图，综合利用地理信息系统进行空间分析，对疑似遗址点进行预判。在野外实地验证中，通过利用卫星导航定位系统对遗址位置精确定位，再由遥感学家和考古学家组成联合考古队进行实地勘察、验证。

卫星过境突尼斯模拟动图（动图来源：中国科学院遥感与数字地球研究所，中国科普博览制作）

空间考古遗存发现：中国走在世界前面

其实，中科院遥感与数字地球研究所运用空间考古技术进行了许多考古遗存发现，并与世界多国展开广泛合作，达到世界先进水平。

早在2013年，王心源团队在古丝绸之路重要干道甘肃瓜州（安西）—沙洲（敦煌）段上，发现5处古城遗址，2处民居村落中的10余处房址遗迹，1段古渠道遗迹、1条古道遗迹和1处陶窑遗址，并对其规模、形制等进行了精细的勘测。填补了巴州古城遗址以西区域汉唐遗址遥感考古发现的空白，为西北边疆史地研究提供丰富的实物资料。

甘肃瓜州（安西）—沙洲（敦煌）段考古发现（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

同年，中国科学院遥感与数字地球研究所、联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心与柬埔寨吴哥窟世界文化遗产管理局签署了《合作谅解备忘录》，利用卫星遥感技术监测吴哥窟及其周围环境，并随后利用遥感技术建设一个“天眼”系统保护柬埔寨吴哥窟及其周边环境。

吴哥遗产地土地利用遥感分类图（图片来源：中国科学院遥感与数字地球研究所）

此次突尼斯空间考古发现对于研究古罗马时期军事防御系统、农业灌溉系统，以及丝绸之路西端线路走向、古绿洲变迁、环境演变具有重要意义。

此外，中国科学家利用遥感观测技术、卫星导航系统、地理信息分析系统等综合技术，结合文献分析、实地调研开展的空间考古技术与方法，走出国门并首次主导联合亚、欧、非相关国家开展遥感考古遗存发现与系统研究。这对于提升中国科学家在“一带一路”沿线开展国际合作研究水平，从而形成空间考古学科一套新的研究技术与方法范式具有重要的标志性意义。

小科普：“数字丝路”国际科学计划（DBAR）

此次发布会由“数字丝路”国际科学计划（DBAR）世界遗产工作组（DBAR- Heritage）组织召开。成员包括中国科学院遥感与数字地球研究所（RADI）/联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心(HIST)、突尼斯国家文化遗产研究院(INP)、突尼斯干旱区研究所(IRA)、意大利国家研究理事会（CNR）、巴基斯坦信息技术学院（COMSATS CIIT）。

DBAR国际科学计划是近期启动的中国科学院A类先导科技专项“地球大数据科学工程”的重要研究内容。它是一项以支撑“一带一路”可持续发展为目标，通过分享数据、技术、知识和经验的对地观测和地球大数据领域的国际科学计划，将在地球大数据平台建设、环境变化、减少灾害风险、水资源管理、城市发展、农业和粮食安全、海岸带、自然和文化遗产等方面开展针对性的深度研究和科学合作。

世界遗产工作组（DBAR- Heritage）致力于利用空间信息技术宏观把握“一带一路”沿线世界遗产的真实性与完整性，发现世界遗产保护所面临的挑战，制定具有针对性的保护策略。