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遥感测绘技术·激光LiDAR 给文化遗产保护带来哪些便捷?

作者:飞燕遥感 发布日期:2020-07-14 09:37 浏览量:965

 数千年的人类文明史,给我们留下了大量的历史遗迹或遗物,如何及时发现并有效保护这些珍贵遗产历来是考古学关心的话题。了解地下遗迹,一定要动铲发掘吗?这种想法早就过时了,考古之所以不等同于盗墓,是因为有一套完备的技术支持,来庖丁解牛式地还原遗址原景。

  随着考古研究工作的扩展和研究区域的扩大,考古学家们需要从更加宏观的角度去研究历史文化,认识古代文明,追溯历史进程,与传统的考古方法相比,遥感具有实时获取大范围的数据、成本低、对监测对象无破坏等特点,为考古学家们提供了一种全新的技术手段。

  遥感考古通过从航天飞机、卫星、飞机、无人机等不同平台上运用摄影机、光谱相机、红外相机、雷达等成像设备获取考古遗址影像资料,根据遗址范围内地表现状和光谱成像规律等的相互关系,对影像的色调、纹理、图案及其时空分布规律进行研究,判定遗迹或遗址的位置、分布、形状、深度等特征,进行遗址识别和调查。

遥感考古的发展历史

  1.1906年,英国军官H.P.沙普在军用热气球上拍摄到的史前巨石阵遗址为遥感考古的始端标志。

  2.第一次世界大战期间,考古学家在航空照片上发现了城市中的古代建筑遗址及原野上的古代建筑遗址。

  3.20世纪20年代提出了航空考古勘察和航片分析的三种标志:阴影标志、土壤标志和植被标志。

  4.20世纪70年代以来,人们通过发射到外层空间的数以百计的卫星,获得了大量的遥感考古信息。

  5.1990年,由法国空间局、美国宇航局、欧空局、日本宇宙事业开发团共同筹备的空间考古研究国际会议的召开为遥感考古的发展揭开了新的一页。

  6.1997年,第一届遥感考古应用会议在美国举行,会议讨论了卫星和航空技术在考古领域的应用。

中国遥感考古的发展历史

  1.20世纪60年代修建三门峡水库时,我国考古工作人员就曾经利用航空照片对库区古代遗址、墓葬的分布进行分析。

  2.90年代以后,我国更是加大了对遥感考古的投入力度,建立了一批重点实验室并召开了一些具有国际水平的会议,以对遥感考古进行专门的学术研究。

  3.近年来,我国科技考古人员在珠江口通过遥感发现了明代的沉船,并成功地对其进行了打捞。

激光雷达遥感考古


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机载激光雷达遥感技术原理-进行遗址地层面测量

作为一种主动遥感技术,激光雷达除了可全天候、快速、直接、高精度采集对象的三维信息外,还能够穿透密林或者一定深度的水体,极大地提高了三维空间数据的获取效率,同时为地表植被、农作物等要素覆盖下的文化遗迹揭露提供了可能。


  根据近地表历史文化遗迹遗存具有特征起伏微小、分散而不连续、植被覆盖茂密、地形特征和遗存特征混杂等特点,采用顾及近地表考古遗址考古遗址空间特性的点云滤波与分类算法,得到精细表达的地表微地形数字高程模型;实现近地表考古遗址空间特征的准确提取和表达,并结合严格地理配准的高分辨率光学遥感影像,进行近地表考古遗址信息的呈现与判读。


遥感考古的优点

  对考古的无损探测

  无损探测法是一种能探测和研究遗迹的平面形制特征和布局结构,无需进行大面积的揭露,即能节省大量人力、物力和时间,又不会对遗存有任何破坏。

  长周期环境考古

  用遥感研究长周期的环境历史变迁,因为各种研究对象,都有其区别于其它对象的特征, 其中不少特征得以不同程度的保留。这些特征反映在遥感图像上,则可以通过色调、阴影、形态、大小、纹理等的差异识别出来。一个地区的环境演变,最主要的是水系的演变,这主要包括水系变迁、湖泊的变化以及海岸线的演变等。利用遥感图像上地物特定的光谱特征,通过土壤湿度、盐度及沉积物组分等信息的分析, 可以很清楚地将水系变迁的路线、方向甚至原因反映出来。





  雷达遥感考古-强穿透力

  波长越长,雷达电磁波穿透性越强。而雷达波穿透性及深度还同地表参数、雷达入射角及极化模式直接相关。通常长波段雷达信号有穿透植被能力,且其次地表穿透性在干沙区最佳。


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激光雷达遥感发现丛林中的玛雅遗址

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