航空考古学

课程：考古学理论与方法学院：文化遗产学院年级：2010级考古学及博物馆学硕士姓名：曾科学号：201020445航空考古学一、基本概念①考古学的概念、航空的概念考古学：是指根据古代人类通过各种活动遗留下来的物质资料，以研究人类古代社会的历史。

实物资料包括各种遗迹和遗物，它们多埋没在地下，必须经过科学的调查发掘,才能被系统地、完整地揭示和收集。

航空：人类利用飞行器在地球大气层中从事飞行及有关的活动。

②航空考古学的概念：航空考古学是采用多种形式在不同时间、从不同角度在空中对地面进行摄影，利用地貌形态、地物阴影、霜雪、植被及土壤湿度等多种因素在遗址地区形成的不同标志，解释地面或地下遗迹的特征。

勘察者在飞机上用肉眼寻觅大地上的考古遗迹或与其有关的迹象，但是人看不到进紫外、红外和微波等电磁辐射线。

③研究内容：在航空考古学中，通常将考古遗迹分为地上考古遗迹和地下考古遗迹。

地上考古遗迹是指古代人类活动在自然地貌上遗留下来的，至今仍或多或少地暴露在地面之上的痕迹，例如露出地表的宫殿、住宅城墙、村落、寨堡、寺庙、堤坝、古道、坟墓等建筑和设施的基址，以及古代农耕所留下的印迹等等。

地下考古遗迹是指完全被移平了的，埋没在地下的古代人类活动遗留下来的痕迹，如被填平的沟堑、坑穴、埋藏在地下的木结构建筑的柱眼，道路以及其他建筑和设施的地基等。

④航空考古学与遥感考古学的区别：遥感考古以各类飞行器为平台，在高空利用波谱和可见光认识、探测地表或地表以下保存的古代遗迹，并将得到的数据通过计算机、地理信息系统、全球定位系统等技术在室内进行数字化的分析、研究，进而利用考古学的方法进行整合、虚拟和复原，开展包括资源、社会、人文等全方位的保护和研究。

遥感考古利用的是地学遥感手段获得田野考古信息。

⑤航空考古学的目的：在一定的作业区内迅速获得使用航拍分析和其他田野考古方法不易或不能得到的有关地上和地下遗存的考古信息，从而达到提高工作质量，节省时间和经费的目的。

航空摄影，并非或主要用来发现遗址，关键是运用它们来记录、解释和考察遗址的历史变化。

⑥航空考古学的要求：发现遗存、确定位置、保存状况、形制结构、记录摄影。

二、基本理论（一）航空考古学是以航空摄影勘察、航空照片分析为主，文献研究、考古调查发掘为辅。

航空考古学的理论基础：第一，遗址特征与地面地貌之间存在某种可以辨认的规律性关系。

第二，有些地区的遗址只能在某个特定季节的特定时间内才会暴露。

第三，有些大规模遗址的地面视觉特征只能从上向下，或从一定的倾角才能看清它们的轮廓。

第四，各种遗址在夜间都会发出与周围环境不同特征的红外光谱，夜间卫星或航空摄影红外光波照片中可以发现这类遗址。

（二）航空考古学的判断标准：传统上航拍的遗址往往以它们被揭示的方式，而不是以它们所体现的考古实际进行描述，判断考古遗址的标准：①阴影标志：是指太阳斜射大地时，高出地面的地物都会在其背光一面投下阴影，这是航空考古学的主要判断标准。

清晨初升和傍晚落山的太阳，能将物体的阴影拉得很长。

这时即使露出地面不是很多的地上遗迹也能投下十分明显的阴影，从而可以在空中发现并拍照下来。

这一方法看起来简单，但应用时还应注意到许多因素。

重要的是应当根据遗迹的形状特点，选择适合观察和拍照的时间，充分利用阳光在不同时间里的不同照射方向，使遗迹的各个部位都能显露出来。

阴影拉得长短受三个因素的影响：地物高低，物体越高，阴影越长，即阴影与物体高矮成正比；阳光照射角度：阳光斜射时阴影长，直射时没有阴影；地面倾斜度和倾斜方向：地物高矮和光线照射角度一定时，在倾斜度和倾斜方向不同的地面上，阴影长短也不同。

阴影标志的前提条件，除了充足的阳光和有利的阳光照射角度以外，地上遗址周围地表是否平坦。

②洪水标志：是指泛滥的洪水淹没了遗迹周围低陷区域，只有凸出地表的遗迹部分幸免水淹，露出水面，显现出形迹。

洪水标志不仅可以在汛期出现在山谷或河谷的低洼地带，而且可以在相应比较平坦、地势较高的地方观察到。

后一种情况一般是在初春，当大地还没有开始解冻，上面忽然聚集了不能流掉，也不能渗入的刚刚融化的雪水时，整个田野被水淹没，只有高于周围地面的地上遗迹露出水面。

寻找洪水标志的最佳勘察方向是逆光飞行，在反光的水面上凸起的地物比较容易发现。

洪水标志由于水面反光，一般反差比较大，给拍照带来一定的困难。

解决这一问题的办法是采用中心重点侧光进行多次拍照，或者采用黑白感光材料。

③霜雪标志：遗迹通过霜或雪表现出来的各种迹象，利用霜雪标志我们可以看到地上遗迹和地下遗迹。

地上遗迹是通过其凸出在地表的部分造成霜雪分布不同，而明显标示出来的。

地下遗迹一般则是通过它与其周围土壤形成的温差，致使地面上的霜、雪融化的速度不一而表露出来的。

霜雪经过风吹，一般会落在地物凸起部分的四周或及其背风面，以及地面的凹陷地带。

地面查证表明，只要遗迹在地表凸出或凹陷几厘米，就能形成十分清晰的霜雪标志。

霜雪标志有两种情况：深秋或初冬，降第一场霜或下第一场雪，遗迹中储存的水分从液体状态变成固体状态过程中，散发热量，使覆盖在遗迹上的霜或学先融化，形成负霜雪标志；冬末或初春冰消雪化时，冰封的遗迹在解冻时需要的热能比周围的自然土层多，因此霜雪融化慢，形成正霜雪标志。

④土壤标志：遗迹上面的土壤颜色有别于周围土壤所产生的迹象，在飞机上俯视大地，能够看到较多的参照物，只要地上遗迹同周围土壤颜色有略微的区别，就容易发现，地上遗迹的土壤标志一般在非农耕区最常见。

使用土壤标志勘察地下遗址仅限于农耕区，地下遗址的文化层堆积不同，土质颜色就不一样。

土壤标志在机耕区出现的可能性最大，因为这里翻耕的土层一般都在逐年加深。

考古遗存的土壤有路土、夯土、填土、淤土等，与自然土壤的色泽、结构、温度、致密度存在差异。

通常在耕土层中容易发现，尤其是耕土层被翻过之后，当该地区潮湿时土壤的颜色变化明显（这是因为不同的土壤有机物和矿物质含量不一样），反复的耕作使表面物质混合一致。

⑤植被标志：植被标志是地下遗存影响其上面地表植物的生长，造成这里的植物从颜色或长势高低有别于周围植物而显露出来的遗存形迹。

在农耕面积比较大的国家或地区，植被标志要比其他标志出现的机会多一些，能够引起土壤标志和潮湿标志的考古遗迹也可以影响根茎较长的植物的生长。

植被标志之所以十分重要，这是因为一些人的肉眼几乎看不到的土壤中的微妙变化，足以能够影响比较敏感的植物的生长，从而使之通过植被标志表露出来。

形成植被标志的原因是由古人类活动遗迹在自然土壤中引起的水分和养分的变化。

考古遗迹的土壤颗粒一般比自然土壤细小，含水分多；而且很多时候考古遗迹的土壤中混有很多有机物和腐植质，其养分比自然土壤多。

因此,遗上的植物一般比周围的植物生长得好。

只要地下埋藏了坚固的砖或石结构的古建筑残余，生长在上面的植物在生长初期就会由于缺少养分和水分开始枯萎，就是在植物生长的中后期降雨很充足，这些在生长初期已经萎缩了的植物也不能再恢复元气了。

它们一般比周围的植物矮，颜色不是碧绿，而是浅绿，甚至枯黄。

种植密集的庄稼是形成清晰的植被标志的重要因索。

由庄稼生长高矮不同所引起的阴影效果，又给我们在照片上看到的负植被标志造成了很鲜明的立体感。

负植被标志出现的时间以及表现的强弱是和当地气候，植物的生长阶段, 植物的种类以及考古遗迹埋藏的深浅有直接的关系。

形成正植被标志所需要的前提条件相应来说比较多。

比较重要的是土壤和气候条件。

我们现在有两种植物标志：在坚硬的古建筑地基上出现的负植被标志和在壕沟等地下遗迹上出现的正植被标志。

在干燥的气候条件下，我们几乎在任何土壤里都有可能遇到负植被标志。

植物或庄稼生长时期就是观察植被标志的时间。

拍摄植被标志时，应区别对待通过植被颜色和高矮表现出来的两种不同标志。

如果植被标志是反映在植物颜色不同（绿-黄）或色调不同（深绿-浅绿），一般顺光拍摄效果比较好；如果植被标志在成熟的金黄色庄稼地里失去颜色差异，尚且可以通过长势高矮区分出来，那么可以同拍摄阴影标志一样，采取侧光或逆光拍照。

就种类而言，草本植物的植被标志较明显，尤其是谷类农作物。

⑥潮湿标志：地上或地下遗迹通过土壤潮湿程度的差异反映出来的形迹。

黄土地或泥土地等颗粒较细而又平坦的耕田中，雨后可以在不长的一段时间里通过潮湿标志显露出埋藏在耕地里的考古遗迹。

形成潮湿标志的原因是遗迹和其周围自然土壤的颗粒大小不同,造成它们存水能力有较大的差异，这种差异时常是不能从土壤的颜色上分辨出来的。

土壤的储存水分的能力主要同它的密度和颗粒大小有关系。

墓葬、坑穴、房屋柱洞、灰坑、壕沟等遗迹的填土，颗粒细小，土质松软，密度小，则吸收水分的总面积大，土壤的水分更多。

反之，夯打的房屋地基、大型建筑台基、城墙和墙基、墓葬的封土、道路的路基等遗迹，土质坚硬，密度大，贮存水分少。

附表考古航空勘察及航片分析标志同自然因素的关系（三）航空摄影考古方法在各种自然条件不同的地区，应用效果也是不一样的。

直接影响航空勘察地下考古遗迹的主要自然因素是土壤、气候和植物的种类等。

第一，土壤条件：植被标志和土壤标志受土壤条件的影响很大。

沙石地、沙土地、黄土地、石灰地都不能储存很多水分，而且腐殖层很薄。

这两个特点能使自然土壤和经过人类活动改变了的，颗粒较细的土壤之间的潮湿差异变得明显。

含有比较多的腐殖质，较厚的泥土却正相反，只有在缺水季节或干旱年景才可能出现正植被标志。

通过腐殖质的产生和雨、雪、风、温差等等因素引起的自然风化形成的地层。

各个地层在化学成分、物理结构等方面都各不相同。

第二，气候条件：涉及到航空考古勘察的气候条件，有一个普遍适用的规律：在旱年里会比在涝年里发现的遗迹多。

降雨和蒸发差是直接影响植被标志出现与否的最关键的气候因素。

与降雨和蒸发量差同等重要的是降雨量和土壤种类的关系。

各个地区的最低降雨量要根据土壤储存和散发水分的能力而定与比如在中欧地区，在腐殖层不深的沙石地带，一般五月至十月的总降水量不超过四百五十毫米，就足可以造成降雨和燕发的量差，从而构成勘察植被标志的有利条件。

第三，植被条件：作物标志的形成：作物在壕沟等下陷的遗址上面生长得高而茂密，在地下有墙的地方则长势较差，对地下考古遗迹在土壤里造成的水分和养分的差异反映最灵敏的首先是根茎较长的庄稼。

不同种类的庄稼对考古遗迹的反映也不同。

原因是各种庄稼的各个部位对缺水和缺养的反映不一致。

一般来说，植物缺水首先叶子发蔫，然后是茎，最后到根，造成植物生长速度减慢直至枯萎。

如果及时降雨或进行人工灌溉, 植物恢复的过程正相反：先恢复根，然后茎,最后才恢复到叶子。

叶子比较宽大的大麦形成植被标志最早，也最清楚二继大麦之后，对考古遗迹反应依次逐渐减弱的庄稼有：燕麦、小麦和黑麦。

马铃薯和玉米不是反应地下遗迹的很好介质。

（四）航空勘察水下考古遗迹需要具备的条件如下：一、透明度要高；二、无风时，水面应近乎没有波浪及波纹；三、无反光的观察角度。