基于水下文物的控制實驗研究

余萬勤

摘要：水下文物是不可再生的文化資源，保護并繼承這些珍貴的文物，深度挖掘其科學價值和藝術價值，不但是弘揚中華民族優秀文化，提高民族凝聚力的迫切需求，更是全面落實我國海洋發展戰略的關鍵途徑。到目前為止，我國的水下文物保護工作仍然存在許多問題，需要對現有的科學技術的進行完善優化，更好的為水下文物的探測與保護提供技術支撐。基于水下文物的控制實驗研究，其目的就是選擇較為合適的材料或者設備，將其沉入海底，之后利用檢驗儀器來對已知物體的成像進行比對分析。通過本次的實驗分析，可以為日后的水下文物探測工作提供科學參考，并且對于水下文物精密影像的形成有著重要作用。

關鍵詞：水下文化;控制實驗;影像形成

近年來，隨著國民經濟的穩定發展，海洋戰略地位逐漸提高。為了進一步開發海洋資源，世界各國紛紛展開科學研究，在保障海洋生態的前提下最大程度的開展海洋資源。作為海洋資源中的重要組成部分，如何更好的開展利用水下文化遺產成為社會各界的強烈關注。另外，在海洋經濟高效發展的同時，生態環境卻不斷惡化，影響水下文化遺產的因素逐漸增多。海洋世界與陸地有著明顯差異，聲光條件非常差，只是依靠機器人或者潛水員下水操作，探測效率比較低。引入先進技術，融入到海洋資源考古勘探中，能夠為水下文物調查分析提供重要依據，從而推動我國海洋戰略的健康發展。

一、基于水下文物的控制實驗的意義

海洋環境存在許多的未知危險，而且作業成本比較較大，怎樣迅速確定調查對象是考古人員的首要任務。通常情況下，有些信息是從漁業生產或者盜掘盜撈等方面獲得，能夠較快的進行定位，以最快的速度進入到文物搶救工作。但是隨著時間的推移，這種沉船線索逐漸較少，為提高作業效率，應該采取有效措施及時從被動考古挖掘轉為主動規劃保護，這也是作為一個考古工作者一個必須思考的問題。傳統意義上進行水下文物調查工作就是發掘發現那些沉沒在大海中的歷史古跡。在上世紀五十年代，美國考古學者首次提出水下考古的概念。從這時起，水下考古已經從簡單的發現勘察變為深層次的了解觀察文化古跡遺址。吸取國外考古經驗，我國的水下考古工作也可以按照探測技術、作業方法和分析手段的研究思路。一味的探索發現無法滿足現階段的考古需求，對于我國的海洋考古事業發展也有著不利影響。目前，對于我國海洋考古來說，用于水下遺跡探索的勘探儀器的精確度需要進一步完善優化，而且針對現行技術手段的應用效果的評價分析同樣需要得到強化。在對水下文物的位置信息進行捕捉識別以及對信號的分離等技術也需要進一步改進。

二、水下考古實驗控制的研究進展

實驗考古學涵蓋范圍非常廣泛，比如基于地表平面所開展的建筑復原以及建筑破壞過程研究、器物制作技術和功能的推理實驗以及資源管理的全程實驗等。考古實驗控制研究起源于陸地考古學，在1970年，由美觀學者建立兩個人為可控的考古試驗地，從而進行探測技術和目標對象的之間的定量關系，基于此，促進了當時考古探測技術以及探測裝備的革新進步。如下圖1所示，為可控式人工考古試驗場。當場地建成以后，許多工業機構或者高等院校都在此進行了設備測試研究，不但推動了考古行業的物理技術發展，還對考古業自身的發展有著積極作用。

在我國，借鑒國外科研經驗后開始自主研發，在進入二十一世紀以后，逐漸設計出可控式考古建筑模型福建試驗場所，結合目前已經發現的文化遺址類型將試驗場劃分為作坊類、灰坑類、墓葬類以及居址類等，在這些類型選擇特點較為鮮明的遺跡按照1：1的比例進行復建，盡可能做到百分百還原，當模型建設后，需要將地下遺跡模型和半地下遺跡模型用土進行掩埋，為日后的探測分析做出準備[1]。如下圖2所示，為人工試驗場所調查。利用海洋物探裝置會受到多方面因素的營銷，比如聲學干擾、電噪聲等，有些干擾采取措施可以消減，但是有一部分難以克服，對工作開展增加難度。由于航洋復雜環境對聲學圖像的采集工作帶來諸多干擾因素，導致影像出現失真、存在缺陷等問題，而且原本的對比度和分辨率要需要利用控制實驗來進行二次識別。

針對水下文物探測中比較常見的側掃聲吶進行研究，發展至今，還有許多考古人員對其存知識誤區。首先，使用者了解到側掃聲吶的用途，但是對于經過考古研究后的遺址殘留的后向散射特性了解甚少。其二，工作者對聲吶系統認知存在差錯，標準側掃聲吶的分辨率比較低，但是因為分辨率和傳感器相應和調查條件等有著內在聯系，所以在實際勘察中，很難分辨0.05米的目標對象。第三，該誤區存在于側掃聲吶應用比較廣泛的海洋探測領域。例如像失事飛機或者沉船等都基于原物體的某一特征，體積龐大。但像是人工礁石、網箱養殖等都可以依靠分布特點來進行推理判斷。利用側掃聲吶來探測現代沉船等物體，所檢測到的都是一些零散事物，對于考古工作有著較大的挑戰性。

三、水下實驗控制考古展望

對于我國海洋考古探測研究來說，因為現代化的人工建筑數量不斷增多，而且海洋地形環境復雜多變，導致海洋聲學解讀工作難度較大。所以，海洋考古研究的成功與否在一定程度上取決于探測人員的技術水平和作業經驗。除此之外，在近岸海域中，例如船舶航行安全問題、海洋深度問題以及地形環境等因素，都導致探測儀器的應用困難，并且加大了數據解讀的難度。在這個情況下，很容易將自然地物解釋為沉船遺跡，或者將其作為干擾因素而選擇放棄探測。相信隨著科學技術的不斷發展，我國科研實力穩定提高，終有一天可以制定出更為合理有效的物理勘探調查方式，進而推動我國水下文化遺跡的考古工作的健康發展。

四、結論

總而言之，開展水下控制實驗工作不單單只是為了對海洋文物遺址的探測工作，更為重要的是為水下文化遺跡的管理提供驚喜的影像數據，從而了解這些珍貴歷史遺跡的形成過程并為日后的遺址復建奠定基礎，這才是開展海洋考古研究的意義所在。

參考文獻：

[1]胡毅，丁見祥，房旭東，等.基于水下文物控制實驗的海洋地球物理聲學研究進展[J].地球科學進展，2019（10）.