◎本报记者 沈 唯

    日前，2024文化遗产保护数字化国际论坛在北京中关村国际创新中心举行。来自全球20个国家和地区的专家学者和相关从业者等齐聚一堂，聚焦数字遗产新技术与新模式，共同探讨科技创新如何赋能文化遗产保护高质量发展。

    近年来，技术的进步给更多考古学者提供了打开中华文化历史宝库的钥匙。距今5000多年的良渚水利系统、陵园总面积达150万平方米的淮南武王墩墓、南海约1500米深处的古代沉船……从地面到地下再到深海，这些著名遗址的发现与研究，都少不了科技手段的助力。

    综合多学科技术，快速找到水利系统遗迹

    2019年，位于浙江省杭州市余杭区境内的良渚古城遗址申遗成功，入选《世界遗产名录》。良渚古城外围的水利系统是其重要组成部分。良渚水利系统是我国迄今发现最早的大型水利系统，曾入选2015年度全国十大考古发现。

    “从二十世纪八九十年代开始，良渚水利系统的发现经历了漫长的过程。”浙江省文物考古研究所科技考古中心主任、研究员王宁远介绍，良渚古城遗址申遗成功时，考古人员仅发现了11条大坝及溢洪道等水利设施。经过进一步发掘，考古人员几乎在遗址近百平方公里内的每一个山口都发现了水坝遗迹。这些新的水坝与此前发现的11条水坝共同构成了良渚古城的一整套外围水利系统。

    由于古代水利系统设施人工痕迹较少，采用传统的地面调查或考古钻探等方式往往很难发现水坝遗迹。通过近十年间在良渚遗址的摸索，王宁远与考古团队建立了一种将遥感技术、地理信息技术与考古学相结合的古代水坝快速调查方法。

    在两三年内，考古人员利用这种方法在良渚古城周围找到了20多条水坝遗迹，并对部分水坝进行了碳样测年。“这些水坝的发现让我们对良渚水利系统的认知完全不一样了。它的上游有上坝库区，中间有中坝库区，下游还有下坝库区，比我们想象中复杂得多。”王宁远认为，这一方法对提高我国和世界水利考古具有重要意义。

    为了进一步验证快速调查方法的准确性，考古人员用这种方法在浙江绍兴地区开展了越国水利调查。“利用遥感解译技术，我们在该地区标注了97处疑似点，共确定古水坝25处，其中获得测年样的古水坝21处，包括距今2500年左右越国时期的古水坝12处，以及距今3000多年古水坝2条。而在现场勘探时目视发现并补充调查的100处疑似点，最后仅有1处确定为古水坝。可见遥感解译的精度远高于普通地面调查。”王宁远说。

    除此之外，王宁远和考古团队也在探索利用机器学习的方法自动寻找水坝。他介绍，以往针对水坝遗迹的考古研究，需要考古团队中有遥感、地理信息系统或者水利工程等方面的专业人员，但大部分考古队和考古所并不具备这种条件。为此，团队与南京大学合作建立初步模型，不需要专业的考古队伍，运用机器学习和影像材料就能发现古水坝的蛛丝马迹。目前，该模型的准确率达到约80%。王宁远认为，经过进一步优化后，该方法在未来古代水利系统的考古工作中能发挥更大作用。

    用好数字信息，助力武王墩墓发掘

    位于安徽省淮南市三和镇徐洼村的武王墩墓，是经科学发掘的迄今规模最大、等级最高、结构最复杂的大型楚国高等级墓葬。

    安徽省文物考古研究所馆员方玲介绍，一号墓（武王墩墓主墓）属于九室多重棺椁的木椁室，结构十分复杂。此外，一号墓中还有数量庞大的出土文物，目前已提取和编号的文物就有近7000件。

    为了尽可能多地采集和记录原始数据，考古人员融合应用多种数字化采集技术和考古综合业务管理平台，用信息化手段助力武王墩墓发掘。通过激光扫描仪、手持全景激光扫描仪、航拍无人机、全景相机、单反相机等设备，团队在发掘前和发掘过程中对遗址全场景进行了精细扫描，生成正射影像并导入考古综合业务管理平台，得到一张有明确坐标信息的现场图。

    “有了这张图，我们就可以利用手机或平板电脑上的考古记录移动终端，对考古现场的遗迹、出土文物等考古对象进行地理空间数据采集。”方玲说，通过在现场图上打点，就可以精确地记录出土文物的空间位置坐标，为之后出土文物空间位置关系的研究和分析提供了数据支撑。

    面对大量出土文物，考古人员还能利用考古综合业务管理平台对每件文物进行全流程跟踪，实现登记、转运、移交、入库等各个阶段的跟踪管理。每件文物都被赋予了一个独一无二的二维码，通过扫描二维码可以直观地了解文物所在位置、整理工作流程进度等，有效保障了出土文物信息的完整性。

    “在出土文物信息的提取上，我们采用曲面微区X射线荧光光谱仪，对漆器纹饰和图案信息进行了精准提取。这是该设备在考古现场的首次应用。”方玲说，这一由中国科学院高能物理研究所和故宫博物院联合研制的设备，可以对曲面或者不平整的面进行扫描，高精度提取文物表面的元素信息。

    考古人员利用这一设备，对武王墩墓出土的编钟立架进行了扫描。“这个编钟立架两端雕刻着精美的兽面纹，但色彩保存情况不是很好。这个设备可以把它表面的元素单独成像，我们就能发现兽面的主体是铜元素，它的眼睛、头部和边框有汞元素，眼白部分和耳朵两侧有钙元素，此外还有少量砷元素。”方玲介绍，除了单独成像，这些元素信息也可以重叠成像，组成一个栩栩如生的清晰兽面，把肉眼看不清楚的图像更清晰地展现出来，为后期的文物保护工作提供帮助。

    装备全面升级，让古代沉船“浮出水面”

    水下考古学是考古学在水下的延伸，主要研究的是水下文化遗产。深海考古是水下考古的重要发展方向。

    2018年1月，国家文物局考古研究中心和中国科学院深海科学与工程研究所共同设立了深海考古联合实验室，当年4月在西沙北礁海域首次实施了深海考古调查。2022年10月，我国在南海西北陆坡约1500米深度海域发现了两处古代沉船，初步判断应分属明代正德年间和弘治年间，推测文物数量超10万件。两处沉船年代相近，相距仅十多海里，是我国首次在同一海域发现出航和回航的古代船只，为我国深海考古工作提供了极大参考。

    “从开启我国深海考古工作，到2022年取得重大发现，深海考古技术装备在其中起到了至关重要的作用。”国家文物局考古研究中心馆员黄泽鹏说。

    相比传统水下考古，深海考古的技术难度要大得多。受深海高压等因素影响，考古学家必须搭乘载人潜水器才能抵达遗址现场。同时，按照考古学的要求，他们还需要在大深度环境下开展水下遗存的准确定位、影像拍摄、探测数据采集、三维扫描、文物提取等工作。深海考古与传统田野考古及水肺潜水水下考古相比，对技术装备的要求更高。

    随着我国载人深潜技术的发展，目前我国已经拥有3台大深度载人潜水器。南海西北陆坡沉船遗址就是“深海勇士”号执行第500次下潜科考任务时发现的。

    “从2023年5月到2024年6月，我们已经对南海西北陆坡两处沉船进行了三个阶段的深海考古调查，总共进行了约70个潜次。”黄泽鹏说，深海考古人员采用载人潜水器和无人潜水器结合作业，探索深海考古调查路径，发展中国特色深海考古新模式。

    黄泽鹏认为，推进深海考古技术装备研发，需要充分发挥科技创新的支撑作用，进一步提升我国水下考古专业化、科学化、智能化水平。

    今年4月，我国首艘深远海多功能科学考察及文物考古船“探索三号”在广州出坞，预计于2025年投入使用。“相信‘探索三号’未来将对我国深海考古工作能力提升起到重要作用。”黄泽鹏说。