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本文作者：雷生霖 單位：中國國家博物館
內蒙古自治區獨特的地理環境和考古人員的積極參與使得內蒙古自治區的航空遙感考古工作一直走在全國的前列。1997年，中國歷史博物館遙感與航空攝影考古中心與內蒙古文物考古研究所和赤峰市文博單位合作，在內蒙古東部區開展了航空攝影考古工作，對遼上京、遼中京、祖陵、祖州城、慶陵、慶州城、元應昌路、元上都、金邊堡及城址、陵墓和大型軍事防御設施等古代遺存進行了大規模的航空勘察，采集了一批珍貴的影像資料，并出版了《內蒙古東部航空攝影報告集》，該書成為我國航空攝影考古和內蒙古航空遙感考古成熟的一個標志。2004年，內蒙古自治區在內蒙古文物考古研究所成立了內蒙古遙感考古工作站，之后與中國國家博物館航空遙感考古中心在內蒙古西部地區進行了較多的工作，對西部地區的居延遺址、包頭和清水河等地的一些古城、烽燧和邊堡等大型遺址進行了一次航空攝影，為內蒙古地區的航空遙感考古奠定了堅實的基礎。然而，這幾次大規模的航空遙感考古的重點是對已發現的古城址、古遺址或古陵墓進行的一次有目的航空攝影考古。主要是為了從不同的視角來觀察和了解這些大遺址、大陵墓的全貌、規模及與周邊環境的關系，只是彌補了一些從地面調查和測繪中無法了解的現象，并未發揮航空遙感考古的優勢。為了將內蒙古自治區航空遙感考古工作推向深入，中國國家歷史博物館航空遙感考古中心與內蒙古文物考古研究所合作，開展了一次針對一個區域的全方位的航空遙感考古調查工作。我們選擇了內蒙古自治區文物考古研究所“渾河下游地區區域性考古調查”這個項目，以這個項目的地面調查資料為基礎，從航空考古的角度進行一次全方位、多角度可深入性研究的調查工作，希望將這一區域地面調查資料的研究價值擴大化。
一、工作背景和工作方法
1.工作背景
渾河下游區域性考古調查是2004-2005年內蒙古自治區文物考古研究所為了配合《河套地區先秦兩漢時期人類文化、生業與環境》項目，選擇內蒙古中南部呼和浩特市清水河縣境內的渾河下游地區和準格爾旗境內共280平方公里的區域進行的一次大規模的區域性考古調查（圖一；圖版一一，3）。調查中發現遺址點共367處，時代從仰韶文化早期———兩漢時期，部分還見有遼金、明清時期。通過文字、照片、測繪圖和采集遺物等手段記錄下了遺址點地理位置、周邊環境、地表環境、遺址保存狀況和遺跡遺物的一些情況，獲得了一批詳細而科學的調查資料。此次調查不僅為發掘提供了基礎資料，更為研究本地區生態環境的變遷、生業的發展變遷、聚落形態的發展以及社會結構的發展等方面提供了基礎資料。
2.工作方法
針對這次航空考古調查的特殊性，參與航空考古的雙方工作人員與實施本次航空考古的中國國家測繪研究所的人員進行了溝通，將預期要達到的目標、工作中出現的問題和后期研究工作中的一些設想、目的和意義進行了溝通，遂于2010年制定了詳細的計劃。希望航空攝影考古能和地面踏查資料結合起來，打破地面踏查的局限，且將航空攝影考古的優勢發揮出來。根據要求，我們首次采用了立體影像和成圖軟件的應用，采用了航空影像區域立體快速解譯系統（TOPStereo），成功實現了對大范圍多航帶立體模型的整體連接，使“立體測圖”測繪技術演變成為一種新型的客觀真實地形展示技術，從而能夠滿足我們對真實三維地理數據的強烈需求。
3.工作歷程
2010年5月項目開始正式進行，國家博物館遙感考古中心和內蒙古文物考古研究所的負責人對飛行區域的劃定、天氣和飛行模式等進行了研究并制定了有序的計劃。2010年7月，雙方委托中測新圖（北京）遙感技術有限公司對調查區域開始進行飛行，采用無人機低空航測遙感系統，這一系統所具有的機動性、高精度和低成本等優勢，在內蒙古地區的航空攝影考古中為首次應用。因為屬于無人機飛行，所以要對航線進行程序設定，要選擇氣候和植被都最佳的時間段進行。遂于7月份至8月初完成了調查區域內所有的飛行任務。2010年8月開始至年底，對飛行的所有航線的航片開始整理、統計，編入數據庫。并利用航空影像區域立體快速解譯系統（TOPStereo），成功實現了對調查區域內多航帶立體模型的整體拼接。通過順利完成對渾河下游地區的航攝任務，無人機低空數碼遙感系統再次經受住了實踐的考驗，順利的完成1：2000成圖比例尺的數字航空攝影，成功實現了連續立體模型觀測解譯系統輔助考古專業技術人員分析，開啟了無人機應用于考古工作的新篇章。
二、區域性航空考古發現的若干新問題
1.航片和立體視圖中所見的石城址地面調查中所發現的石城需要圖片、測繪圖和文字等才能對其進行全方位的了解，但是還是不夠直觀。本次航空考古所進行的垂直面影像圖可了解石城的地理位置、控制范圍、周邊的地貌和環境，通過立體視圖還可切身體驗到石城周邊的溝壑、水源與石墻的高度以及城內一些地面很難發現的現象。目前，本區域發現的石城皆為阿善三期文化和永興店文化時期的。阿善三期文化的石城整體面積較小，與阿善三期文化的一般聚落相比較大，且所處位置也并不突出（圖二）。從石城的布局和城墻的結構來看，不見甕城、馬面等設施，防御性能明顯較弱。這些石城從航片上清晰可見，皆位于河流兩岸較小的臺地之上，個別石城的地理位置極其特殊，明顯不具有居住的條件。如225號石城，處于黃河西岸拐彎處的一個圓形山頂之上，由兩道石墻組成，中心有臺基，至今還有山神廟的存在。這個石城從航片的觀察來看，地理位置以及石城的建筑方式顯然不適于人類居住，祭祀性質較強（圖版一一，1）；233號遺址位于渾河向北拐彎的臨河山體之上，從航片來看，整個遺址最適于居住的平緩地帶不見石墻，而在緊挨渾河東岸的坡體下方筑有兩三道石墻，所以這個石墻的功能顯然與防御無關，更大的可能是保障聚落安全的防洪設施（圖版一一，2）。永興店文化的石城大多選在原先阿善三期文化的石城周邊地區（圖三），如位于渾河南岸的061號石城選在064號石城西部相鄰的山體之上，規模變大且出現了馬面、城門等復雜的防御設施（圖版一二，1），此外還在渾河北岸正對的山體之上建成了本區域最大的278號后城咀石城（圖版一二，3、4），與061號石城隔河相對，顯然成為這一時期的一個中心聚落群。渾河南岸、黃河東岸的一處較大的石城351號下塔石城，其南北兩側毗鄰深溝，東部僅存有極為狹窄的區域可供出入。通過發掘也表明，這一石城的地理選擇極為講究，東部狹窄的通道上方的坡體處可見結構復雜的石墻、夯土墻和馬面、城門等。103號石城也是在225號和090號石城周邊營建。這一階段，僅發現278-061兩岸相對的石城一組。以上情況表明，這一區域內區別于一般遺址的石城的出現可早到阿善三期文化偏晚階段，晚期的石城大多選擇在這一階段出現的石城周邊。另外，在幾處阿善三期文化的石城中發現有永興店文化的遺存，表明還存在著永興店文化大多延用阿善三期文化石城的可能。如果這種可能被證實的話，永興店文化的石城還存在著在河流兩岸兩兩相對出現的現象。而這種現象還有待于在今后的地面復查或發掘中得到解決。#p#分頁標題#e#
2.航片與地面踏查記錄的比較發現的一些新問題
發現的一些新問題主要是短時間內部分遺址有了較大的變化，這些變化主要來自于自然力和人為活動的破壞。這在地面調查中難以直觀的發現，但在航片中卻表現的十分清晰。觀察航片可以看到，遭到的嚴重破壞主要來自于人為的生產和經濟活動，而自然破壞在短時間內不會對遺址地貌造成大的改變。自建國以后，這一地區人口激增，對遺址造成了較大的破壞，隨著耕地面積的不斷擴增，對丘陵、臺地和河岸的沖積平原、河槽等地區都進行了農作物的栽種。遺址在水土流失的破壞下，再加上人為的犁、耕、種、挖等活動，又進一步對遺址造成嚴重破壞。從2004年間的地面調查到2010年的航拍，這一地區在經濟利益的驅使下，到處挖礦、建廠使得部分遺址已經遭到幾乎毀滅式的破壞，如084、086號遺址點的邊緣已經被挖掘機破壞殆盡，遺址周邊的文化層已經基本不見，到處暴露著灰白色的巖體，而且正在向遺址中部逼近（圖版一二，5）。部分重要的城址的航片與1970年的航片相比，差異極為明顯。如101號遺址點為位于黃河東岸的城嘴古城，是這一區域最大的一處戰國古城址。1970的航片城址保存狀況尚佳，南北兩道城墻保存完整（圖四，1；圖版一二，2）。本次所拍的航片上可見南北城墻西段被修筑的沿黃公路直接破壞，而東城墻已經直接在城墻上方修建為鄉間公路，且部分地段還建筑有現代房屋（圖四，2）。以278號遺址即后城嘴石城來看，1970年的航片所反映的石城更為清晰，尤其是位于東北部的甕城結構，清晰可見甕城的墻體相連基本呈長方形，將城內嚴密的保護起來，與晚期的甕城結構已經非常接近了（圖五，1）。而四十多年后的今天我們的航片上僅見斷續的墻體，僅能猜測為甕城，但其形狀結構已經難以辨析。據兩張航片的對比來看，后城嘴村四十年來人口劇增，民居也明顯增加，民房的建造直接用石墻上的石塊和夯土，使得墻體遭到極為嚴重的破壞（圖五，2）。351號下塔古城是區域性考古調查的新發現，保存較好，并對其進行了詳細的地面踏查、測繪和試掘工作，四十年來變化不大，這是因為古城距離村落較遠，而自然水土流失對之的破壞不甚明顯。主要的破壞是來自于人為開辟耕地、修建梯田對城內文化堆積造成的破壞（圖六）。
以上這幾處城址前后四十年航片的對比可見，人為的破壞程度顯然數倍于自然破壞，歷經數千年自然變遷的城址未曾改變它的容顏，而僅僅幾十年的時間，由于人口的增加、耕地面積和住房面積的增加，使得它們遭到劇烈的破壞。人類在適應自然、改造自然的同時已經對自然過度的開發和破壞，這些諸多方面的破壞因素，是我們僅靠雙腿和地面踏查中目及范圍內難以發現和認識的。航拍的補充和我們找到的四十年前的航片進行對比，也讓我們對這一地區石城址和其它古城址的破壞有了更清醒的認識。3.航片中的標識是本次航空攝影考古的新發現航片中觀察、辨識的一些由于植被、土壤顏色而造成的形狀、線條、范圍等在許多遺址點中都有發現，目前尚不清楚這些現象是由于哪些原因造成的。部分顏色呈灰褐色的圈或長方形、方形的標識，可能是古代的房址、窖穴；部分古城內發現一些凸起或顏色發深或發淺的可能是某種地面踏查較難發現的墓葬、臺基等遺跡。此外還可能是由于地下埋藏在植被上造成的色差，這些都需要進一步的分析和研究，甚至是配合試掘方可得到驗證。
三、區域性航空考古的價值
本次航空考古調查是以地面調查資料為基礎，首次對某一區域進行的全覆蓋性的一次航空攝影調查，不是選擇性的飛行調查，而是對地面踏查范圍進行的整體飛行。不是為了尋找新的遺址點，而是對地面調查的深化研究。大體可歸結為以下幾個方面：
1.此次航空遙感考古建立起了中國高原地區航空考古的新模式
航空遙感考古在內蒙古地區的開展，主要進行了沙漠地區考古和內蒙古東部區的大型古城的航拍工作，針對的還是地面調查所難以縱觀全局的大型古城和陵墓，基本還是以單個遺址為主，雖然也涉及對遺存的周圍環境進行觀察，但畢竟注重點不同。而這次全面覆蓋性的航拍，是內蒙古中南部高原考古的一次嘗試，為以后實施這種全覆蓋性的飛行提供了可行性的基礎，也開創了高原考古的新模式。本次航空考古以一個區域為基礎，對整個區域范圍進行全方面的掃描式拍攝，工作量大而艱巨。從區域內將遺址點逐個找出來，確定其方位、范圍是一項很繁雜的工作，在工作中我們為了盡最大可能的利用這些資料，走了很多的彎路也做了很多無用的工作，積累和總結這些正確的或錯誤的經驗，對以后開展同類型的航空考古研究提供了借鑒。首次利用航空影像區域立體快速解譯系統（TOPStereo），成功實現了對渾河流域區域性考古調查范圍內的立體模型的整體連接，使“立體測圖”測繪技術演變成為一種新型的客觀真實地形展示技術，從而開創了將真實三維地理數據應用到考古調查中來的先例。
2.本次航空考古對地面調查有補充和校正的作用
在考古應用中，無人機低空數碼遙感系統作為一種新技術，順利的完成1：2000成圖比例尺的數字航空攝影，成功實現和建立了連續立體模型觀測解譯系統輔助考古專業技術人員分析，開啟了無人機應用于考古工作的新篇章。地面調查提供的坐標、面積、地理位置、周邊環境等皆為人力進行的，面積和周邊環境大多不是很準確，由1:50000地圖所確定的地形圖也不能詳細表達遺址點的周邊環境。而通過此次航拍提供的航片和三維立體圖片可以將遺址置身于整個大環境之中來審視，可以校正當時地面調查肉眼觀察的不足。特別是大型古城遺址，城內很多遺跡現象在地面踏查時不易察覺，而通過航拍卻有所發現。三維立體視圖中，對遺址所處的臺地或坡地的坡度、范圍以及與河流、溝谷的距離有了直觀的認識，對進一步分析遺址點內人群的活動范圍、取水路徑以及與周邊其它遺址點的關系等方面提供了可能。另外，通過這一系統的擴展、增容，可以提供遺址點的航拍圖片、三維立體圖片，加之以前地面調查的文檔、圖片和地形圖等基礎數據，可以實現對遺址點最大可能的檢索和瀏覽功能。
3.航空考古為遺址保護提供了最直觀的影像資料
如前所述，通過本次航空調查，發現多處遺址受到人為或自然力的破壞，從而為遺址保護提供了直觀的影像資料。航空考古發現了許多山體丘陵被破壞的現象，也發現了許多遺址、古城正在被毀壞著。這些遺址、古城大多處于地形復雜、交通不便的丘陵地帶，保護起來難度較大。我們發現，自然環境對遺址的破壞是長期的，這一破壞是由于地理環境、地形結構、土壤類型等因素造成的水土流失、沖溝分割、河床淤積、沙化等現象。然而這些自然的破壞卻反映出了很多人為的因素，由于人口增加，耕地面積隨之增加，使得大量的樹木、灌木、草皮等原始植被遭到破壞。國家和內蒙古自治區雖然關注這個問題，對耕地周圍的溝壑邊緣大面積的退耕，并挖掘有大量育林坑，種植樹木，在沙化嚴重的地方種植檸條和灌木等。但從航片觀察來看，育林坑中樹木的成活率很低，很多都是空坑，不見樹木，而退耕還草的地方也成為羊群常常光顧的地方。這些現象不僅為遺址保護提出了迫切要求，而且也為該地區自然環境的惡化敲醒了警鐘。該地區的地形基本為溝壑交錯的山體丘陵地帶，水土流失嚴重，對遺址的破壞較大。季節性的河流、突發的洪水都會對溝壑邊緣的遺址造成大范圍的沖刷破壞。另外，調查區域內鐵、鋁等礦產資源較為豐富，民間自行發掘礦產的現象極多，從而將遺址所在的山坡、臺地已經挖空，使得遺址周邊環境和遺址自身的地表環境滿目瘡痍。部分破壞嚴重的遺址已經僅剩極小部分，遺址范圍已經在航片上難以確認。#p#分頁標題#e#
4.航空考古對考古學研究新課題方面的意義
在航片中根據土壤顏色的差異、植被稠密稀疏、陰影的變化、水流痕跡等發現一些新的現象，本次調查在選擇的遺址點圖中都進行標識。有呈方形、圓形，顏色與周圍相比較淺或較深，都是由于土壤的類型造成的。這次航拍，還對調查范圍進行三維立體視圖資料的采集，從而可以從更加立體化的角度來審視遺址點的環境、地形、植被等情況。對遺址點可以進行面積、高程、坐標等方面的查詢，并且通過該測繪系統可以對遺址內溝壑的深度、坡度、面積等進行計算，從而來計算遺址的確切面積，進一步探討遺址和周邊可控制區域內所能承載的耕種、畜牧、打獵、取水等生產和生活方面資源的能力。這種立體視圖，尤其對石城所處的環境、地形有了更加直觀的認識，使得讀者身臨其境的來觀察石城墻體的走勢、墻體的高度、石墻與周圍地形的完美配合等情況，對于了解石城所控制的地理范圍、人口活動的路線和修建石城的設想等都可以進行推測和探討。
5.航空考古對本地區未來發展的現實意義
（1）生態環境與生業之間如何協調
人口、耕地的增加，造成了本地區人們的生存壓力，這種現象，歷史由來已久。正由于這一地區靠近水源、黃土發育渾厚，相對優越的自然條件造成這一地區新石器時代文化較為發達。然而，時至今日，由于生態環境日益惡化，這種依賴自然資源、靠天吃飯的生存狀態已經變得越來越艱難。當地居民的飲用水也不得不靠修建水窖收集雨水或儲存河水來維系，更何況大面積的澆灌，因而造成土地的貧瘠，單位面積產量低下。為了生存，人們只能不斷擴大耕地面積來獲取更多的糧食，從而加劇了水土流失，如此惡性循環，造成了更大程度上的生態破壞，使生存環境迅速惡化。從考古角度來看，這一地區人們要想改變現狀，必須先把自身的生態環境與生業發展之間的關系協調好。而航片中看到的現實是，退耕還林、種植樹木的作用并未得到有力的實施。另外，人們依賴農業無法支持自身的生存，在現代化經濟利益的驅使下，開始對地下礦藏進行開發，鐵、鋁、煤礦的自行開發使得土壤破壞更為嚴重，千百年來賴以生存的黃河、渾河等水系遭到污染，人們的生存環境劇烈惡化，只能將一個依賴農業發展的地區變成一個千瘡百孔的荒山。
（2）建立自身的文化發展模式
該區域內一直是以農業為主要生業方式，在各地區大力發展經濟的刺激下，也不斷尋求新的發展模式。依賴農業不能達到快速致富和發展，當地農民開始對地下礦產資源進行大肆的隨意開發，而不正規的生產方式造成更加嚴重問題。這些問題不是我們所能考慮周全的事情，需要政府聯合環保、地質和土地、水利等多方配合來解決。考古本身不僅僅是探尋古代歷史，而是把歷史的變遷與當代的發展結合起來，更好的作用于當下人們的生活，所以我們有責任來提出這些發現的問題。目前，考古學越來越多的和其它學科結合起來進行研究，而這一地區自有人類活動以來，生態環境的變遷與人類文化、生業的變遷就是一個很大的課題，這一課題不僅僅是把資料公布出來，而更重要的是給當代的人們提供參考。如何建立該地區自身的發展模式，需要政府和各界的學者專家來共同努力。
總之，此次區域性航空考古調查是建立在地面調查上的一次新的嘗試，是第一次針對山坡丘陵地形進行的全方位的覆蓋性飛行，發現了很多問題，但在工作中也收獲了很多有價值的信息，也為今后內蒙古自治區的航空考古事業的發展提供了借鑒，希望在今后的航空遙感考古工作中不斷完善。附記：本次區域性航空考古調查工作中得到內蒙古自治區博物院塔拉院長、內蒙古自治區考古研究所陳永志所長的支持和幫助，特此感謝！此外，特別感謝與我一同參加此次航空考古工作的內蒙古自治區文物考古研究所曹建恩先生以及孫金松和黨郁兩位同仁。