
植被和地形是考古的攔路虎,考古學家們,活得像個野人。
但是,功夫不負有心人,危地馬拉的蒂卡爾( Tikal in Guatemala)和伯利茲的卡拉科爾(Caracol in Belize),已是文藝青年打(gen)卡(feng)拍照的網紅旅游勝地。?
《崩潰:社會如何選擇成敗興敗》一書說:昨日的社會奔潰,不是指改朝換代,而是某一地區居民數量銳減,原先的城市被遺棄,文明倒退,淪為廢墟。
留下垂垂老矣的古建筑,古樸龐大的石頭結構,栩栩如生的人類活動的證據……
叢林深處掩映著斷壁殘垣,考古學家熱淚盈眶,奔走相告。廢墟可能是神廟、寺院、墳墓、宮殿……
從前,手工繪制一幅大型瑪雅古城的地圖意味著歷經數十年的蚊蟲叮咬,風餐露宿,野外工作。
今非昔比,物是人非。
考古學家們指尖碰唇,用一個飛吻,和“韋編屢絕鐵硯穿,口誦手抄那計年”的歲月告別。
激光雷達迅速成為考古學中最具影響力的工具之一,它在幾個小時內揭示的奧秘,可能需要數月純手工刀砍和測量才能得到。
?《自然》雜志上,一個里程碑式的瑪雅文化建筑群被發現,也拜激光雷達所賜。
Aguada Fénix遺址(墨西哥塔巴斯科),距墨西哥城以東約850英里,在危地馬拉共和國邊境。這個邊境不是普通的邊境,被認為是早期瑪雅文明所在地。
令人格外贊嘆的是,建筑臺上有一個人工高臺,高度超過10米,長度為1.4 公里,有9條堤道從建筑物中心中輻射出來。
可以想象,在當時,這是了不得的建筑物。
這個古老的建筑群到底是做什么的呢?
科學家推測,遺址很可能用于天文觀測,類似天文觀測臺及其附屬設施建筑群。當然,巨大的場地也很有可能用來舉辦祭祀儀式。
瑪雅人居然為了天文與祭祀,建了一個巨大的人造高臺。
北京有五壇——天壇、日壇、月壇、地壇、先農壇,對稱分布在故宮四方,屬于壇廟建筑群,為明、清兩代帝王祭祀皇天、祈五谷豐登之地。
仔細觀察,天壇也是建筑在高臺之上。
這一建筑群的發現更加讓人對瑪雅文明肅然起敬。瑪雅文化的天文和數學都非常發達,曾采用20進制。
發現這個天文臺,激光雷達功不可沒。
激光雷達是神話一般的尺子,通過反射激光探測物體和表面的距離。在強大的計算技術的支持下,能看穿樹冠層,描繪地形,生成詳實地表圖。
工欲善其事,必先利其器。
研究人員對全局進行大規模、低分辨率激光雷達掃描,并對局部區域進行高分辨率掃描。
業界有一種聲音:激光雷達成為考古學中最有影響力的工具之一。
睿鏃科技激光雷達系統優化總監,周軍,告訴《親愛的數據》:激光雷達以其精密的三維信息輸出能力,用于三維重建。
考古學中,很多遺跡由于年代久遠,或被植被掩蓋,或被風沙侵蝕,很難通過局部考察辨認出來,而激光雷達憑借高效快速的三維重建能力,可以輔助快速進行大范圍探測,大范圍快速重建地貌,甚至可以通過后期算法剔除植被,直接重建地形三維模型,幫助考古學家從全地形上判斷遺跡。
激光雷達,被稱贊為考古學最有影響力的工具之一。
周軍說道:“考古領域所使用的機載雷達,其測距的原理大多為飛行時間法。激光雷達,即激光發射器發射納秒級短脈沖,脈沖照射到目標反射回來被接收器接收,通過測量發射與接收之間的時間差,乘以光速,便得到了目標的距離信息。”
沒錯,原理是一道初中物理題。
“在機載平臺中,結合激光雷達提供的距離信息,平臺集成的GPS及慣性導航系統,重建地貌的三維模型。” 他談道。
LiDAR最初由美國國家航空航天局于1970年代初開發,作為太空探索的工具,而現在卻在考古界屢立奇功。
LiDAR-Light Detection And Ranging,即激光探測與測量,是利用GPS和IMU(Inertial Measurement Unit,慣性測量裝置)機載激光掃描,所測得的數據含有空間三維信息和激光強度信息。
周軍說道:“激光雷達技術用于考古學,關鍵點之一,是雷達可提供層次豐富的三維信息。雖然激光并不具備穿透特性,但是激光雷達通過多角度高分辨率掃描,及其具備的多目標信息處理能力,可以對探測區域從地形到植被分布等進行多層次的三維建模。”
“另一個關鍵點是依托機載平臺,可以實現很大范圍的快速探測。基于以上兩點,可以高效地幫助考古學家通過掃描區域的地形全貌信息,更好地判斷遺跡。” 他補充說道。
既然國外的考古學家已經用科技“武裝”起來了,國內的科學家也不能落后。
周軍總監說道:“用于雷達數據處理的一些軟件已經發展得相對成熟,只是應用領域主要集中在林業測繪及電力、水利測繪方面。考古方面其實應用需求相似,方便移植。可以說,發展這類應用的條件,國內是成熟的。”
科研經費也是受人關注的問題。用激光雷達繪制大型瑪雅古城的地圖需要多少經費投入,這樣一個項目大致要花多少科研經費?
周軍總監說道:“傳統用于測繪的高精度大量程激光雷達價格還是相對較高的,單雷達價格就要達到百萬量級,參照測繪領域常用的大型無人機或固定翼飛機平臺,整個平臺的價格要達到200萬到300萬的量級。”
量小隨意,量大顛覆,無人駕駛帶動了激光雷達的發展。
激光雷達產品種類越發豐富,且價格急劇下降。200米左右量程的雷達價格下降到萬元以下,這類雷達也能滿足考古測繪的需求,搭載無人機平臺,平臺成本只有之前的幾分之一。”
“解放區的天,是晴朗的天”,考古學家的生產力,終于獲得了解放。
“單人單平臺每日可以完成2-4平方公里的地形測繪,結合具體的探測區域需求,計算時間及人力成本,整體經費投入相對于幾年前應有大幅度的下降。” 周軍總監說道。
無人駕駛帶動激光雷達降價,考古學者也間接受益。
考古學家摸摸臉上的皺紋,笑著說道:“拖了幾千年的作業終于有機會做完了。”
在這篇瑪雅天文觀測臺的論文中,研究人員用“基于序貫貝葉斯分析的放射性核素快速識別方法”斷定將這一構造的年代。
這是迄今為止在瑪雅地區發現的最古老的紀念性建筑,也是這個地區整個西班牙裔前的歷史中最大規模的建筑。
廢墟無語,遺跡無言。
中國長城是在高度集權的封建等級制度下,以舉國之力修造。巨大的工程在沒有集中權力的情況下完成,堪稱奇跡。而瑪雅當時社會的基礎并不穩固。這個信息的出現,可能會顛覆關于瑪雅文化現有的學說。