跟着导航“穿越”，看一看古人的智慧有多牛
◎ 洪恒飞 科技日报记者 江耘
重返考古遗址，打开地图APP进行导航，能暂时“穿越”回上世纪……
10月30日，浙江省文物考古研究所研究员王宁远告诉记者，运用CORONA影像技术，工作人员在勘探良渚水利工程时，能开启特殊导航，调用20世纪不同年代的卫星地图。
卫星影像中发现的良渚水利系统中的鲤鱼山坝体。王宁远团队供图
约5000年前的良渚水利工程系统，考古界将其分为塘山长堤、低坝系统和高坝系统三个部分，总面积达100平方公里。
自塘山长堤、高坝系统先后被洛阳铲这一传统考古工具挖掘后，RS（遥感）、GIS（地理信息系统）等技术手段相继介入，使低坝系统重见天日，并为深度剖析良渚水利工程设计智慧提供方便。
视频素材由受访方提供，视频制作：颉满斌
古代“基建狂魔”的匠心设计
综合应用遥感、测绘等技术，考古工作人员测算出良渚水利工程系统总土方量为288万立方米，让1万人加班加点，也需要两年半的建造时间。
良渚古城数字高程模型（DEM）显示的古城外郭结构。王宁远团队供图
“不单是规模大，该系统建成后，形成了上下游两级水库，下游水面抵达上游高坝的坡脚，配合既有水域，形成一条运输通道。”王宁远介绍，该系统具备材料运输、粮食灌溉等功能，规划营建颇具匠心。
良渚水利系统分布图。洪恒飞 摄
走进良渚博物院，游客可通过坝体剖面模型，了解其内部层次。考古人员运用洛阳铲，穿过坝体外侧的黄土层后，挖到内部的草裹泥，作为判定人工参与建造的重要依据。
据了解，草裹泥是良渚水利系统建造过程中极具特色的工艺。先民们在沼泽地上取土，用茅荻包裹土块，再用竹篾绑扎固定，以纵横交错的方式进行堆筑，提高泥土的承载强度。
良渚水利系统应用的草裹泥样本。洪恒飞 摄
值得注意的是，良渚先民们利用原有山体和谷口残丘建造坝体，既能减少坝体建筑的土方量，又能利用自然隘口作为溢洪道。“这一发现，如果通过传统考古方法，几乎不可能实现，因为没有人工痕迹。”王宁远说。
时至今日，水坝设有的溢洪道普遍由水泥浇筑，并配备闸口，当水位临近坝高，就开闸放水。良渚先民所建为土坝，水位漫过坝高自然会将其冲垮。
“水利专家分析过，以现有的溢洪道设置倒推，先民或许利用比水坝海拔低1米多的山体，作为天然溢洪道。”王宁远说，以东高坝区为例，三条水坝的坝顶海拔30米，团队应用GIS标识周边山体海拔，在水库东侧发现一个海拔28.9米的山谷隘口，是水利系统中的一个重要部件。
坝体剖面模型。洪恒飞 摄
经过水力计算，这一山谷隘口水位为30米时，隘口的泄洪能力大于计算出的最大洪峰流量，可以确保水坝安全，体现了古人的智慧。
将旧貌地图改装成导航神器
从1981年至2002年，考古学家先后发现塘山遗址，起初将塘山认为是良渚先民人工修筑的防洪堤。
2011年初，王宁远通过一张良渚地区20世纪60年代的卫星影像，发现低坝系统的蛛丝马迹。经过反复勘察挖掘，确认塘山并非独立的水利设施，最终基本揭示良渚古城外围水利系统。
早在2009年，王宁远利用GIS技术，曾制作良渚古城数字高程模型，首次发现良渚古城的外郭城。他认为，运用数字化技术，持续揭开这一上古遗址的神秘面纱，还大有可为。
良渚遗址考古与保护中心数字考古团队在进行遥感影像分析。王宁远团队供图
他举例道，将那张卫星影像放大，可以轻易找到良渚古城及水利系统的诸多遗迹点。研究人员若能更早一些得到这张卫星影像，相关挖掘工作一定会轻松不少。
20世纪六七十年代，良渚地区尚未开展大规模的基建，原始地貌保存较好。近年来，王宁远携团队从国内外搜集了大量60年代至80年代初的卫星影像，且不局限于良渚，范围扩大至长三角地区。
“我们需要结合当下地貌，先对旧貌卫星影像配准校对，再拼接起来，录入地图导航系统。”王宁远介绍，一周只能配准2幅，每幅约2000平方公里。工作人员去现场勘察、寻找遗迹点，凭着平板电脑上的地图导航，新貌旧貌对比一目了然。
不同时期卫星影像被录入地图导航系统。洪恒飞 摄
“哪怕某个点现在造了工厂或者建了民宅，通过这份地图定位，考古工作就能知道它几十年前的样貌。”王宁远说，可将其看作具备实时定位功能的虚拟影像，相比拿地图一张张进行比对，线上导航切换更加精准高效，对考古遗迹的发现，或将事半功倍。
来源：科技日报