精準(zhǔn)定位五千年文明古城

◎ 丹妮

良渚古城遺址是我國第55 項世界遺產(chǎn)和第37項世界文化遺產(chǎn)，以規(guī)模宏大的城址，功能復(fù)雜的水利系統(tǒng)、分等級墓地等遺址，以及具有信仰與制度象征的玉禮器等出土物，揭示了新石器時代晚期在長江下游環(huán)太湖地區(qū)存在過一個以稻作農(nóng)業(yè)為經(jīng)濟(jì)支撐，出現(xiàn)明顯社會分化和具有統(tǒng)一信仰的區(qū)域性早期國家。

王寧遠(yuǎn)是浙江省文物考古研究所研究員、考古領(lǐng)隊、科技考古室副主任，他是考古學(xué)專業(yè)出身，擁有30 年的考古經(jīng)驗，思維活絡(luò)、開放、極具創(chuàng)新性，對與考古相關(guān)的交叉學(xué)科很感興趣，接納各種技術(shù)和應(yīng)用。他所在的浙江省文物考古研究所，負(fù)責(zé)良渚古城遺址發(fā)掘和研究。在幾個小時的交流中，他詳細(xì)介紹了測繪地理信息相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用在良渚古城遺址的科學(xué)研究和保護(hù)中所發(fā)揮的作用。

從點、群發(fā)展為都邑、國——良渚古城的獨特發(fā)掘史

“良渚古城遺址及水利系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)不是一次性的，隨著時間推移，我們將考古研究對象從點、群發(fā)展為都邑、國，其中，數(shù)字高程模型和早年的遙感影像對我們助益良多。”王寧遠(yuǎn)說道。

良渚遺址的首次科學(xué)挖掘可追溯到1936 年，當(dāng)時在西湖博物館(浙江省博物館前身)地質(zhì)礦產(chǎn)部工作的施昕更，在余杭良渚進(jìn)行了三次試據(jù)，發(fā)現(xiàn)了十余個遺址點，并出版了考古報告。

王寧遠(yuǎn)介紹說，1963 年，良渚遺址被列為浙江省級文物保護(hù)單位，需要在遺址上立碑，根據(jù)施昕更留下的地圖尋找立碑地點，無奈當(dāng)時的地圖比例尺很小，無法精準(zhǔn)定位找尋。盡管當(dāng)時余杭良渚的考古遺址點發(fā)現(xiàn)越來越多，但是總體成果在考古界并不特別起眼。

在良渚文化發(fā)現(xiàn)50 周年學(xué)術(shù)會議期間，浙江考古所將良渚遺址點的研究對象改換成良渚遺址群，后續(xù)考古發(fā)現(xiàn)也證明，這個改變奠定了良渚遺址整體認(rèn)識與保護(hù)的基礎(chǔ)。2007 年，城墻意外發(fā)現(xiàn)，良渚古城遺址明確進(jìn)入都邑考古階段。

隨著2015年水壩系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)，證實良渚古城除宮殿、內(nèi)城、外城三重結(jié)構(gòu)之外，還包圍著規(guī)模宏大、科技高超的水利系統(tǒng)：11 條水壩，控制面積達(dá)100 平方公里。那時候王寧遠(yuǎn)他們考古的眼界已經(jīng)不再局限于這一個區(qū)域，認(rèn)知也發(fā)生了很大改變。環(huán)境專家、地質(zhì)專家、水利專家、建筑專家等加入進(jìn)來，讓考古工作形成一個綜合體系，進(jìn)入“國”的階段，由物質(zhì)文化史研究進(jìn)入社會研究史。

GIS、RS給考古進(jìn)程插上翅膀

2009 年，王寧遠(yuǎn)在一個成都平原考古調(diào)查的中外合作項目中參加培訓(xùn)，他第一次看見將GIS、遙感影像、4D 數(shù)據(jù)應(yīng)用于田園考古項目。受此啟發(fā)，王寧遠(yuǎn)嘗試將良渚古城遺址1∶500 比例尺的線劃圖做成數(shù)字高程模型。通過直觀的高程顯示，他竟在城墻外發(fā)現(xiàn)一個基本連續(xù)的“框”，憑直覺，他認(rèn)為找到了良渚古城的外城郭。2011年，一位美國學(xué)長向浙江省文物考古研究所贈送了美國Corona 間諜衛(wèi)星拍攝、已經(jīng)解密的1969 年良渚古城遺址所在位置的圖片影像，這張圖的發(fā)現(xiàn)，更是讓良渚古城遺址的考古發(fā)現(xiàn)進(jìn)程插上了翅膀。

“之前在尋找古城外郭時采用了數(shù)字線劃圖制作DEM 的方法，效果不錯，但是高精度地形圖測繪成本高。”王寧遠(yuǎn)說，“這張影像中，我們花費幾十年千辛萬苦才找出來的良渚古城各結(jié)構(gòu)部分皆歷歷在目，幾乎所有遺址點都能在上面輕而易舉地找到。如果研究者早點看到這張衛(wèi)星圖片，很可能良渚古城的結(jié)構(gòu)在當(dāng)時就能被發(fā)現(xiàn)。”

20 世紀(jì)六七十年代，良渚古城遺址所在位置還沒有開展大規(guī)模的基本建設(shè)，原始地貌保存較好，山體上植被也很少，地形凸顯。之后，王寧遠(yuǎn)時不時就研究航片，與谷歌地球作對比，無意中發(fā)現(xiàn)了人工堆筑的壩體。經(jīng)過多次的衛(wèi)片研究加上前人的研究資料、考古隊伍的實地鉆探驗證，多輪發(fā)現(xiàn)、驗證，讓王寧遠(yuǎn)認(rèn)識到，他們的發(fā)現(xiàn)并非獨立的水利設(shè)施，而是整個良渚古城的外圍水利系統(tǒng)。

良渚古城外圍水利系統(tǒng)的整體揭示是繼2007 年良渚古城發(fā)現(xiàn)之后，良渚文化遺址考古史上又一次重大突破，在國際國內(nèi)產(chǎn)生重大影響。通過遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及集水面和降雨量等綜合分析，良渚古城外圍水利系統(tǒng)庫區(qū)面積超過13 平方公里，相當(dāng)于兩個西湖，庫容相當(dāng)于三個西湖。這充分展現(xiàn)5000 年前中華文明，乃至東亞地區(qū)史前稻作文明發(fā)展的極高成就，在人類文明發(fā)展史上堪稱早期城市文明的杰出范例。

現(xiàn)代測繪技術(shù)助力考古數(shù)字化

在2007 年后的良渚遺址考古工作中，考古人員將現(xiàn)代測繪技術(shù)和田野考古結(jié)合起來，收到了很好的效果。

“考古的傳統(tǒng)測量方式一般是利用羅盤與卷尺進(jìn)行布方與地形測繪，每一次的基準(zhǔn)點都是隨機(jī)選取，因此在42 平方公里內(nèi)不同的遺址是不同的坐標(biāo)系，方向用手工的羅盤定，誤差很大。”王寧遠(yuǎn)說，“2007年以前，我們單位的主要工具還是小平板、水準(zhǔn)儀。”

良渚古城發(fā)現(xiàn)后，這里建立了涵蓋整個良渚遺址范圍的考古測量控制網(wǎng)，這也是目前國內(nèi)考古界最大的控制網(wǎng)。現(xiàn)階段，在大遺址里使用控制網(wǎng)的考古同行還比較少。隨著良渚遺址范圍的發(fā)現(xiàn)越來越大，控制網(wǎng)也在擴(kuò)大，這將有利于考古工作的全局性考慮。

原來的探方坐標(biāo)系統(tǒng)是零散的、不統(tǒng)一的，后來經(jīng)同行指點，研究了一個叫“區(qū)、塊、方”的方法，“區(qū)”面積為2500 米×2500 米，“塊”是下一級，一個“區(qū)”分成25 個“塊”，500 米×500 米，再是“方”，每個100 米×100 米，“方”是里面編號0101、0201 的坐標(biāo)法，編號很長但唯一。有了規(guī)律性的編號系統(tǒng)，不僅提高了精度，更便于記錄。這對大遺址測量來說是一種較好的方式，也為遺址區(qū)考古的長期規(guī)范化統(tǒng)一記錄打下了基礎(chǔ)。

2009 年，良渚古城遺址考古和水利系統(tǒng)考古工作分別獲得了中國考古界的最高獎——國家文物局田野考古一等獎。“這個獎從1993 年開始評選，每兩年一次，寧缺毋濫，至今全國范圍一共只頒發(fā)了18 個一等獎，良渚古城遺址就占了兩個。”王寧遠(yuǎn)說。良渚古城考古新發(fā)現(xiàn)還入選“2011 年度世界年度十大重要田野考古發(fā)現(xiàn)”，獲得世界聲譽(yù)。田野考古日常調(diào)查頻繁，建設(shè)控制網(wǎng)后，遺址區(qū)域大部分地方已接入CORS 系統(tǒng)。“我們2007 年用全站儀，后來大量使用RTK、手持GPS，現(xiàn)在也引入無人機(jī)進(jìn)行小范圍的正射影像測量。”說起測繪行業(yè)的通用工具，他如數(shù)家珍。

申報世界文化遺產(chǎn)是一項專業(yè)性強(qiáng)、有著嚴(yán)格程序的工作，而測繪儀器、測繪技術(shù)的應(yīng)用為充分挖掘良渚遺址、突出考古普遍價值、提升良渚遺址申遺工作水平發(fā)揮了重要作用。數(shù)字化地形圖完成了考古測量由紙質(zhì)地圖向數(shù)字化地形圖的歷史性轉(zhuǎn)變，并為以后共享測量數(shù)據(jù)資源、進(jìn)行遺址多維度的空間展示提供了技術(shù)支持。

“有條件的話，未來我們計劃引進(jìn)遙感測繪專業(yè)的人才，進(jìn)行遙感影像的進(jìn)一步配準(zhǔn)，建成良渚古城遺址的GIS 系統(tǒng)，梳理整合已有的考古成果資料，讓它成為一個帶有完整屬性的導(dǎo)索系統(tǒng)，成為行業(yè)的標(biāo)桿工程。”王寧遠(yuǎn)說道。